ES2913847T3 - Absorbedor de vibraciones giratorio que comprende una transmisión por correa - Google Patents

Absorbedor de vibraciones giratorio que comprende una transmisión por correa Download PDF

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Abstract

Amortiguador de masa afinado, que se puede adaptar de forma variable a una frecuencia de interferencia y usarse en turbinas eólicas, edificios y mecanismos de turbinas que tienen características de vibración comparables, que comprende un mecanismo de rodadura (2) equipado con ruedas o rodillos (2.1), una masa de absorción principal (5) y un dispositivo de rodadura (1), - estando unida la masa de absorción principal (5) al mecanismo de rodadura o siendo parte integral del mecanismo de rodadura, - siendo el dispositivo de rodadura (1) para el mecanismo de rodadura (2) sustancialmente circular o curvado de forma cóncava de modo que el mecanismo de rodadura o la masa de absorción principal (5) se puede mover y desplazar en este dispositivo de rodadura desde una posición central o una posición de vértice de acuerdo con las fuerzas vibratorias que desencadenan los movimientos que actúan en la dirección del dispositivo de rodadura, - teniendo el mecanismo de rodadura (2) o la masa de absorción principal (5) al menos un volante de inercia giratorio accionado giratoriamente simétrico en forma de disco (6), que tiene un eje de rotación perpendicular al plano del recorrido circular del dispositivo de rodadura, y moviéndose conjuntamente con la masa de absorción principal (5), y - comprendiendo el al menos un volante de inercia giratorio (6) al menos un disco de masa giratorio y que tiene un sentido de rotación que corresponde sustancialmente a la dirección pertinente del mecanismo de rodadura que se mueve a lo largo del dispositivo de rodadura, caracterizado por que el volante de inercia giratorio en forma de disco (6) se acciona por un dispositivo de transmisión por correa (7) sin una participación activa de las ruedas o rodillos (2.1) del mecanismo de rodadura (2), estando unido el dispositivo de transmisión por correa debajo del dispositivo de rodadura (1) y el centro de gravedad del volante de inercia giratorio (6) que está conectado al dispositivo de transmisión por correa que está por debajo del dispositivo de rodadura (1).

Description

DESCRIPCIÓN
Absorbedor de vibraciones giratorio que comprende una transmisión por correa
La invención se refiere a un absorbedor de vibraciones para amortiguar vibraciones, tales como las que se pueden producir, por ejemplo, en turbinas eólicas u otros edificios o sistemas altos y esbeltos.
La invención se refiere en particular a un absorbedor de vibraciones que, además de una masa principal que está fijada al mismo y se mueve a lo largo de una trayectoria curva por medio de un mecanismo de accionamiento, de forma similar al movimiento de un péndulo, comprende un volante de inercia giratorio sustancialmente más pequeño y ajustable de forma variable que se mueve conjuntamente con la masa principal a lo largo de la trayectoria del mismo, permitiendo el ajuste y/o la adaptación precisos de la frecuencia del absorbedor.
La invención se refiere en particular a un absorbedor de vibraciones giratorio correspondiente, en el que el volante de inercia giratorio se acciona independientemente del mecanismo de accionamiento por medio de un novedoso dispositivo de correa.
La invención se refiere además a dichos absorbedores de vibraciones giratorios que, además de la amortiguación por el volante de inercia giratorio, tienen otra unidad amortiguadora, tal como una unidad amortiguadora de corriente de Foucault.
Los edificios y sistemas altos y esbeltos están sujetos a condiciones especiales de vibración, que se deben considerar por medidas técnicas de modo que no se produzcan daños o procesos de fatiga prematura. Esto se aplica en particular a las turbinas eólicas que, debido a su rápido desarrollo técnico, se han usado cada vez más en áreas (por ejemplo, en alta mar) y alturas más extremas en los últimos años, y también tienen torres cada vez más altas para aprovechar las mejores condiciones del viento allí. Dichas turbinas eólicas deben resistir las fuerzas que surgen debido al viento, las olas, el clima y el funcionamiento, que actúan con diferentes cargas en diferentes puntos de las turbinas. Las fuerzas de vibración pueden poner en peligro el funcionamiento y la seguridad de los sistemas. Por lo tanto, es necesario amortiguar específica y eficazmente las vibraciones que se producen en estos sistemas usando medidas técnicas. Esto se hace con absorbedores de vibraciones o amortiguadores de vibraciones de diferentes diseños de acuerdo con los diversos diferentes campos de aplicación.
Los absorbedores de péndulo para turbinas eólicas se describen, por ejemplo, en el documento EP 1008747 (B1) o en el documento WO 2009/068599. Aquí se usan péndulos clásicos, pero debido al poco espacio disponible en la torre, solo pueden cubrir pequeños recorridos de oscilación, lo que significa que las masas de absorción requeridas tienen que ser bastante grandes para poder influir en la frecuencia natural correspondiente.
A partir del documento JP 08-200438 (A), es conocido un absorbedor de vibraciones que comprende una masa de absorción, que está equipada con rodillos y puede rodar hacia adelante y hacia atrás sobre los mismos en una disposición de riel circular curvo cóncavo, en el que la masa se mueve de hecho como la masa de un péndulo virtual que tiene una varilla o cuerda de péndulo correspondiente al radio del círculo. Si bien el entorno aproximado de la frecuencia natural se determina por la configuración aproximada del sistema (masa, dimensiones del riel, longitud, etc.), la frecuencia natural solo se puede afinar en este sistema cambiando la curvatura del riel, lo cual debería ser técnicamente muy complejo, y no es posible en algunos casos.
El documento EP 2746483 (A1) presenta un absorbedor de rodillos para una central de energía eólica, que también se basa en un movimiento de péndulo, en el que una masa de absorción posiblemente variable se puede desplazar en una disposición de rueda-riel desde una posición central usando fuerzas de recuperación, en particular fuerzas de resorte. La disposición de masa de absorción-riel está dispuesta dentro de un armazón circundante, en el que el ajuste de altura proporcionado en este armazón garantiza la afinación deseada de la frecuencia, puesto que el ajuste de altura provoca físicamente un cambio en la longitud del péndulo virtual.
El documento WO 2017/036581 propone un absorbedor de vibraciones desarrollado especialmente para turbinas eólicas, que tiene un mecanismo de rodadura o accionamiento, una masa de absorción principal y un dispositivo de rodadura, en el que la masa de absorción principal está unida al mecanismo de rodadura o es parte integral del mismo, y el dispositivo de rodadura es cóncavo o está curvado en un círculo, y el mecanismo de rodadura o la masa de absorción principal en el dispositivo de rodadura se puede mover fuera de una posición central o de una posición de vértice por medio de ruedas o rodillos de acuerdo con las fuerzas vibratorias que activan los movimientos y actúan en la dirección del dispositivo de rodadura. El mecanismo de rodadura o mecanismo de accionamiento o la masa de absorción principal tiene un volante de inercia en forma de disco, giratoriamente simétrico, posiblemente ajustable de forma variable, que solo constituye una fracción de la masa principal del absorbedor de vibraciones, tiene un eje de rotación perpendicular al plano de la trayectoria curva del dispositivo de rodadura, y se mueve conjuntamente con la masa de absorción principal sobre ruedas o rodillos en el dispositivo de rodadura. El volante de inercia giratorio se acciona por al menos una rueda motriz, que se mueve conjuntamente con las otras ruedas guía sobre el dispositivo de rodadura de riel. La idea básica de este absorbedor es hacer posible pequeñas masas a través de grandes recorridos de oscilación. Si bien los absorbedores de vibraciones en torres previas logran recorridos de vibración de solo 300 - 500 mm, se pueden conseguir recorridos de oscilación de más de 3000 - 5000 mm con el absorbedor descrito. Esto significa que la masa requerida se puede reducir a aproximadamente 1/10 con un recorrido de oscilación de aproximadamente 10 veces, lo que es una ventaja por sí misma.
Las fuerzas que se van a aplicar durante el movimiento del volante de inercia giratorio se transmiten al dispositivo de rodadura (rieles o tuberías) por la fricción de los rodillos o las ruedas y, por tanto, también a la rueda motriz o a las ruedas motrices. Como resultado, puede suceder, en particular en el caso de dispositivos de rodadura húmedos, aceitosos o helados o ruedas o rodillos helados, húmedos o aceitosos, que en particular la rueda motriz del volante de inercia giratorio gire o se deslice sobre el dispositivo de rodadura, que tiene un efecto negativo sobre el efecto de amortiguación deseado. Para contrarrestar este problema, el documento WO 2017/036581 propone, por lo tanto, entre otras cosas, recubrir la(s) rueda(s) motriz/motrices con un material con un alto coeficiente de fricción o equipar la superficie de rodadura de los rieles y las ruedas con un perfil de dentado.
Ahora se ha demostrado que incluso el uso de dichos o similares materiales y perfiles en el dispositivo de rodadura y las ruedas en condiciones de mucha humedad o acumulación significativa de hielo no es suficiente para accionar el volante de inercia que tiene el amortiguador magnético con un par de torsión suficiente. Además, se descubrió que el uso de las medidas mencionadas no solo es susceptible de desgaste en condiciones normales, sino que también puede dar lugar a un afinamiento más difícil de las frecuencias naturales deseadas o necesarias.
Por lo tanto, la tarea era mejorar el absorbedor de vibraciones giratorio propuesto en el documento WO 2017/036581, que es muy eficaz, en particular en condiciones climáticas normales, de tal manera que las desventajas descritas, en particular en condiciones húmedas y con formación de hielo, ya no se produzcan.
Sumario de la invención:
El objetivo se logró en cuanto a que la al menos una rueda motriz del volante de inercia giratorio del documento WO 2017/036581 se acciona independientemente de las otras ruedas guía o rodillos guía del dispositivo de rodadura que se mueve sobre el mecanismo de rodadura.
Por tanto, la invención se refiere a un absorbedor de vibraciones que se puede adaptar de forma variable a una frecuencia de interferencia, que se puede usar en turbinas eólicas, edificios, máquinas en sistemas que tienen características de vibración comparables, que comprende un mecanismo de rodadura (2) equipado con rodillos de rodadura (2.1), una masa de absorción principal (5) y un dispositivo de rodadura (1), en el que (i) la masa de absorción principal (5) está unida al mecanismo de rodadura o es una parte integral del mecanismo de rodadura, (ii) el dispositivo de rodadura (1) para el mecanismo de rodadura (2) es sustancialmente circular o cóncavo de tal manera que el mecanismo de rodadura o la masa de absorción principal (5) se puede mover y desplazar en este dispositivo de rodadura desde una posición central o una posición de vértice de acuerdo con las fuerzas vibratorias que desencadenan los movimientos que actúan en la dirección del dispositivo de rodadura, (iii) el mecanismo de rodadura (2) o la masa de absorción principal (5) tiene al menos un volante de inercia giratorio accionado giratoriamente simétrico en forma de disco (6) que tiene un eje de rotación perpendicular al plano del recorrido circular del dispositivo de rodadura, y se mueve conjuntamente con la masa de absorción principal (5), y (iv) el al menos un volante de inercia giratorio (6) comprende al menos un disco de masa giratoria y tiene un sentido de rotación que corresponde sustancialmente a la dirección respectiva del mecanismo de rodadura en movimiento a lo largo del dispositivo de rodadura,
en el que el volante de inercia giratorio (6) en forma de disco se acciona por un dispositivo de transmisión por correa (7) sin una participación eficaz notable de los rodillos de rodadura (2.1) del mecanismo de rodadura (2), el dispositivo de transmisión por correa está fijado debajo del dispositivo de rodadura (1), y el centro de gravedad del volante de inercia giratorio (6) que está conectado al dispositivo de transmisión por correa está por debajo del dispositivo de rodadura (1).
De acuerdo con la invención, la al menos una rueda motriz del volante de inercia giratorio del absorbedor de vibraciones ya no se mueve sobre un riel de rodadura, sino sobre una correa de rodadura por debajo del dispositivo de rodadura curvo o de los rieles de rodadura curvos. El posicionamiento del centro de gravedad del volante de inercia giratorio por debajo del dispositivo de rodadura es fundamental para las propiedades ventajosas descubiertas del absorbedor de vibraciones de acuerdo con la invención.
Sorprendentemente, se descubrió que las propiedades de amortiguación, incluyendo la afinación de las frecuencias del absorbedor, son excelentes cuando se usa una transmisión por correa de este tipo incluso en condiciones climáticas difíciles (húmedo, hielo) y no son inferiores a aquellas en condiciones normales de funcionamiento del absorbedor de vibraciones.
Además, sorprendentemente, la transmisión por correa de acuerdo con la invención es mucho menos susceptible al desgaste que la solución de correa dentada para los rieles de rodadura y las ruedas descritas en el documento WO 2017/036581.
Sin quedar vinculado a ninguna teoría, se supone que no solo el desacoplamiento del accionamiento del volante de inercia giratorio del accionamiento de las ruedas de rodadura y guía sobre los rieles de rodadura tiene un efecto ventajoso sobre las propiedades mencionadas, sino también el hecho de que el foco de la masa de rotación y, por tanto, la masa total del mecanismo de rodadura (incluyendo la masa principal del absorbedor) es menor en comparación con el dispositivo de rodadura. Por lo tanto, el centro de gravedad de la masa giratoria en la transmisión por correa de acuerdo con la invención descrita aquí está por debajo de los rieles de rodadura, a diferencia del documento WO 2017/036581.
El dispositivo de transmisión por correa (7) comprende una correa de rodadura tensada (7.2), al menos una rueda motriz (7.1) y un soporte de la correa (7.3), que tiene sustancialmente la curvatura del dispositivo de rodadura (1) y está unido debajo de este a lo largo de toda su longitud. El volante de inercia giratorio (6) se acciona por la rueda motriz (7.1), que se mueve de un lado a otro sobre la correa de rodadura (7.2) por debajo del soporte de la correa (7.3) , de acuerdo con el movimiento del mecanismo de rodadura (2) que se lleva a cabo por medio de los rodillos de rodadura (2.1) en el dispositivo de rodadura (1).
En un modo de realización preferente de la invención, en el estado de funcionamiento, la correa de rodadura (7.2) tensada y posiblemente tensable individualmente se guía de modo que sigue sustancialmente la forma curva del soporte de la correa (7.3) delante y detrás de la rueda motriz (7.1) y se apoya en gran medida sobre el soporte de la correa y está unida por sus extremos al mismo a excepción de la zona de la rueda motriz (7.1). El soporte de la correa (7.3) se puede unir al dispositivo de rodadura, por ejemplo, pero también puede ser una parte integral del mismo.
En otro modo de realización de la invención, el absorbedor de vibraciones giratorio tiene un dispositivo de rodadura (1) que comprende al menos un riel de rodadura curvo (1.1) sobre el que se mueve la al menos una rueda de rodadura (2.1) del mecanismo de rodadura (2) de acuerdo con las fuerzas de vibración actuantes, en el que el al menos un riel de rodadura (1.1) tiene en sus dos extremos un dispositivo de tope (1.2) que interactúa preferentemente con un apoyo elástico cónico (3.4) unido sobre o en el mecanismo de rodadura (2) tan pronto como alcanza la zona del dispositivo de tope del riel de rodadura. En un modo de realización de la invención, el dispositivo de tope (1.2) comprende un cilindro de freno hidráulico (3) que tiene un cono de freno elástico (3.2) que se engrana en el mecanismo de rodadura (1) tan pronto como el mecanismo de rodadura alcanza la zona de tope. Además, dicho dispositivo de tope puede tener al menos una bisagra (3.1), de modo que el cilindro de freno pueda seguir el cambio de ángulo (3a, 3b) del mecanismo de rodadura cuando se mueve en la trayectoria curva.
En un modo de realización especial de la invención, el absorbedor de vibraciones giratorio de acuerdo con la invención comprende al menos un dispositivo adicional para amortiguar vibraciones, por ejemplo, un amortiguador de corriente de Foucault (8), que preferentemente se aloja y actúa en el componente del volante de inercia giratorio (6).
Un amortiguador de corriente de Foucault adecuado se describe en detalle, por ejemplo, en el documento WO 2017/036581, como parte del volante de inercia giratorio. El amortiguador de corriente de Foucault (8) comprende una disposición de imanes (8.1) que consiste en imanes permanentes y un disco conductor eléctrico (8.2), situándose el disco conductor y la disposición de imanes opuestos entre sí y estando separados entre sí por un entrehierro (8.3) y estando dispuestos y fijados de tal manera que se pueden mover en relación unos con otros por medio de una rotación del volante de inercia giratorio (6). En este caso, la disposición de imanes (8.1) cogiratorios se puede disponer en la circunferencia del volante de inercia giratorio o el volante de inercia (6) y el disco conductor (8.2) no giratorio se puede unir entre la disposición de imanes (8.1) opuestos y el volante de inercia giratorio (6), o el disco conductor eléctrico (8.2) cogiratorio se puede disponer en la circunferencia del volante de inercia giratorio (6) en forma de disco o es por sí mismo el disco conductor, y la disposición de imanes (8.1) opuestos se puede disponer sobre una placa no cogiratoria (8.4) que se ubica entre el disco conductor cogiratorio y el volante de inercia giratorio.
El absorbedor de vibraciones giratorio de acuerdo con la invención se proporciona en particular para amortiguar vibraciones de estructuras o sistemas de máquinas que tienen una frecuencia natural de < 10 hercios, preferentemente < 5 Hz, en particular < 1 Hz, como se puede producir en particular en turbinas eólicas u otros edificios o sistemas altos y esbeltos.
Detalles de la invención y descripción de los modos de realización
El principio del absorbedor de vibraciones giratorio en el que se basa esta invención ya se ha descrito en detalle en el documento WO 2017/036581.
Una masa giratoria almacena energía cinética que es proporcional al momento de inercia de la masa giratoria. La frecuencia natural se puede cambiar y ajustar cambiando la cantidad de masa giratoria. La frecuencia se reduce añadiendo masa al disco giratorio. En contraste con esto, el cambio de frecuencia se ve afectado por el cambio de la masa principal en los absorbedores de péndulo conocidos.
En los absorbedores de vibraciones clásicos, en particular los absorbedores de péndulo, que se usan en torres o edificios altos, se pueden lograr recorridos de vibración de solo aproximadamente 300 - 500 mm, puesto que de otro modo la masa de absorción necesaria se tendría que elegir demasiado grande, lo que finalmente da lugar a propiedades indeseables.
Usando un absorbedor de rodillos como los que se presentan aquí, se pueden realizar recorridos de oscilación de más de 3000 - 5000 mm. Esto significa que la masa requerida se puede reducir a aproximadamente 1/10 con un recorrido de oscilación de aproximadamente 10 veces, lo que es una ventaja por sí misma. El volante de inercia giratorio tiene una masa giratoria posiblemente cambiable que, dependiendo del diámetro de la masa giratoria o del diámetro del centro de masa de la parte de la masa, corresponde a un 1 % - 30 % de la masa de absorción principal (5). Usando un absorbedor de este tipo, es posible de acuerdo con la invención cambiar la frecuencia de la vibración natural hasta en un 30 %, preferentemente hasta en un 20 %, en particular hasta en un 10 o 15 %, dependiendo de la masa de rotación o momento de inercia seleccionados, así como otras propiedades estructurales de esta masa giratoria.
Los absorbedores de vibraciones giratorios descritos aquí son sumamente adecuados para amortiguar vibraciones por debajo de 10 Hz, por debajo de 5 Hz, 1 Hz, hasta aproximadamente 0,5 Hz, preferentemente entre 1 Hz y 0,25 Hz. La frecuencia se puede cambiar en aproximadamente un 10 - 35 %, en aproximadamente un 20 - 30 %, con lo que la frecuencia se puede establecer con mucha precisión y en pequeñas etapas. Solo se requieren pequeñas masas, que ascienden a de aproximadamente 1/20 a 1/4, preferentemente aproximadamente 1/10 de la masa principal vibradora, lo que es una clara ventaja con respecto a los absorbedores de vibraciones clásicos comparables sin un volante de inercia giratorio. Por tanto, en el absorbedor de rodillos de acuerdo con la invención, por ejemplo, con un dispositivo de rodadura de 2,5 m a 3,5 m de longitud para las masas en movimiento, la frecuencia de una masa principal vibradora de, por ejemplo, 250 kg que tiene una masa de rotación de aproximadamente 65 kg y un diámetro de 0,25 m se puede cambiar en un 20-30 %. En el caso de un diámetro de la masa giratoria de, por ejemplo, 0,5 m, solo es necesario una masa giratoria de alrededor de 15 kg para el mismo efecto, y en el caso de un diámetro de 0,75 m, es necesario una masa giratoria de alrededor de 7 kg.
Los novedosos absorbedores de vibraciones giratorios de acuerdo con la presente invención, que se basan en los absorbedores pertinentes del documento WO 2017/036581, se muestran en las figs. 1 a 4.
El volante de inercia giratorio (6) comprende en general un volante de inercia (por ejemplo, fabricado de material más ligero tal como material de plásticos o aluminio) que tiene un árbol o eje central que está conectado a la rueda motriz (7,1). El eje o árbol del volante de inercia y, por tanto, la masa giratoria está alineado de modo que el plano de la rueda es en gran medida paralelo a las otras ruedas de rodadura (2.1) en el dispositivo de rodadura (1), de modo que en el caso óptimo la dirección de rotación de la masa giratoria corresponde a la dirección del dispositivo de rodadura y por tanto corresponde a la dirección del mecanismo de rodadura.
A diferencia del documento WO 2017/036581, como se muestra en la fig. 1, al menos una rueda motriz (7.1) no forma parte de las ruedas de rodadura del mecanismo de rodadura y, por lo tanto, no rueda sobre el dispositivo de rodadura (1) curvo propiamente dicho o su riel o rieles (1.1), sino que se mueve y gira por separado, activada por el movimiento relacionado con la vibración del mecanismo de rodadura (2) del sistema (por ejemplo, una central de energía eólica), en un dispositivo de transmisión por correa (7) separado por debajo del dispositivo de rodadura (1) curvo. De acuerdo con la invención, el accionamiento del mecanismo de rodadura (2) (2.1) en el dispositivo de rodadura (1) (1.1) está desacoplado del accionamiento (7.1) del volante de inercia giratorio.
Si bien el mecanismo de rodadura (2) con sus rodillos de rodadura (2.1) conjuntamente con la masa principal (5) del absorbedor unido al mismo se puede mover de un lado a otro en el dispositivo de rodadura, el volante de inercia giratorio se acciona independientemente de la rueda motriz (7.1) del dispositivo de correa (7). La rueda motriz (7.1) gira alrededor de un árbol que está conectado al volante de inercia giratorio (6) o a la masa de absorción principal (5) y que está montado sobre el mecanismo de rodadura (2) o la masa principal. Como resultado, el volante de inercia giratorio se mueve a lo largo del dispositivo de transmisión por correa (7) conjuntamente con el mecanismo de rodadura (2) a lo largo del dispositivo de rodadura (1) curvo, en el que el dispositivo de transmisión por correa está unido por debajo y a lo largo del dispositivo de rodadura curvo a lo largo de su longitud.
Esto crea un momento de inercia adicional generado por la masa giratoria además de la masa de absorción principal y su amortiguación, lo que contribuye a la amortiguación y su ajuste fino variable. La rueda motriz (7.1) y el volante de inercia giratorio (6) también se pueden conectar entre sí por medio de un engranaje que incrementa la velocidad de rotación de la masa giratoria, de modo que solo se requiere un momento de inercia de masa menor para la adaptación de frecuencia.
Además de la al menos una rueda motriz (7.1) mencionada en un modo de realización de la invención, el dispositivo de transmisión por correa (7) comprende sustancialmente una correa de rodadura (7.2) fabricada de materiales habituales para este propósito, un accesorio de correa que tiene preferentemente un dispositivo tensor para tensar la correa y una lámina de soporte de la correa (7.3) que tiene la misma o aproximadamente la misma curvatura, que es concéntrica a la curvatura del dispositivo de rodadura (1), de modo que la lámina de soporte de la correa preferentemente se encuentra directamente sobre la superficie curva del dispositivo de rodadura y está sujeta al mismo o es una parte integral del dispositivo de rodadura.
En un modo de realización simplificado de la invención, se puede prescindir de la lámina de soporte de la correa si, debido al diseño y la forma del dispositivo de rodadura (1) y la disposición del dispositivo de transmisión por correa (7), la correa de rodadura (7.2) se puede poner directamente en la parte inferior del dispositivo de rodadura.
En otro modo de realización de la invención, el dispositivo de transmisión por correa (7) tiene una unidad de inversión (7.4) para la correa de transmisión (7.2), que por regla general comprende dos o más rodillos de inversión (7.4.1) que ruedan alrededor de árboles que están unidos al mecanismo de rodadura. La unidad de inversión debe garantizar que se guíe la correa de rodadura (7.2) a lo largo de la mayor parte del recorrido a lo largo de la lámina de soporte de la correa (7.3) curvada, con la excepción de la zona inmediata a la izquierda y a la derecha de la rueda motriz (7.1). La unidad de inversión (7.4) también puede tener un dispositivo para tensar la correa de rodadura (7.2), con el que se puede pretensar y volver a tensar la correa.
El dispositivo de rodadura (1) de acuerdo con la invención se corresponde sustancialmente con el dispositivo divulgado en el documento WO 2017/036581, pero adicionalmente tiene topes de extremo (1.2) especiales, que se explican con más detalle en la fig. 4.
El dispositivo de rodadura tiene preferentemente dos rieles de rodadura (1.1) paralelos y el mecanismo de rodadura (2) está equipado con una, dos, tres, cuatro o más ruedas de rodadura (2.1) en ambos rieles, que guían y descargan el mecanismo de rodadura que tiene la masa de absorción principal (5) y el volante de inercia giratorio (6). Los rieles de rodadura también se pueden reemplazar por tubos de rodadura.
En otro modo de realización de la invención (fig. 4), el mecanismo de rodadura tiene en ambos lados, en la altura y dirección de los topes de extremo, preferentemente rebajos cónicos (3.4) en los que se puede introducir el tope de extremo (1.2) respectivo. En un modo de realización de acuerdo con la invención, estos rebajos están revestidos con material elástico, de modo que el cono de forma correspondiente del tope de extremo, que también puede ser elástico, está acolchado.
En otro modo de realización de los topes de extremo (1.2), estos representan cilindros de freno hidráulicos (3) que tienen pistones de freno (3.3) y conos de cilindro de freno (3.2), sumergiéndose los últimos en el rebajo de forma correspondiente en el mecanismo de rodadura.
Debido a la trayectoria curva, es conveniente o también necesario realizar los topes de extremo articulados de modo que el mecanismo de rodadura se pueda frenar y guiar de forma óptima. Además de una bisagra para el pistón de freno (3.3), también se puede proporcionar una bisagra para el cono de cilindro de freno (3.2), de modo que se puedan hacer funcionar y establecer diferentes ángulos (3a) (3b).
En un modo de realización especial de la invención, el amortiguador de vibraciones giratorio de acuerdo con la invención tiene un dispositivo de amortiguación adicional, que se puede instalar preferentemente en el volante de inercia del volante de inercia giratorio o representa otra parte funcional del propio volante de inercia.
Un dispositivo de unidad de amortiguación de corriente de Foucault (8), como ya se ha divulgado y descrito en detalle en el documento WO 2017/036581, ha demostrado ser en particular ventajoso y sencillo. Cualquiera del volante de inercia del volante de inercia giratorio está equipado con imanes permanentes, por ejemplo, en el diámetro exterior, y al mismo tiempo un disco conductor eléctrico, por ejemplo, fabricado de aluminio o cobre, está unido a una placa de acero no giratoria, que es parte de la masa vibradora, por ejemplo. Por el contrario, también es posible fabricar el propio volante de inercia giratorio de aluminio o cobre o aleaciones correspondientes y unir los imanes en el diámetro exterior o circularmente en la circunferencia de una placa no giratoria montada permanentemente, que está unida, por ejemplo, entre el volante de inercia y la masa giratoria. Deslizando los imanes sobre la placa de aluminio o viceversa, se logra un módulo de sección que da lugar a una amortiguación independiente de la temperatura. Para una afinación, se puede proporcionar un dispositivo de ajuste en el árbol de transmisión, con el que se puede desplazar axialmente el volante de inercia y, por tanto, se puede cambiar el entrehierro para un ajuste preciso de la amortiguación.
Otra posibilidad de realizar la amortiguación son los imanes en el volante de inercia, que se disponen delante de una placa de aluminio estacionaria que se ensancha hacia el extremo y está unida al dispositivo de rodadura. Con el incremento del ancho de la placa de aluminio, se incrementa la zona cubierta por los imanes, lo que incrementa la amortiguación. Esto provoca una amortiguación progresiva hacia el extremo del recorrido de oscilación.
Los valores de referencia en las figuras y en el texto, así como los propios dibujos, se explican con más detalle a continuación.
1 dispositivo de rodadura
1.1 riel de rodadura
1.2 topes en ambos lados del riel de rodadura
2 mecanismo de rodadura
2.1 mecanismo de rodadura de rodillos
2a mecanismo de rodadura antes del tope
2b mecanismo de rodadura totalmente invertido en el tope
3 cilindro de freno en los topes 1.2
3.1 cilindro de freno de bisagra
3.2 cono de cilindro de freno
3.3 pistones de freno
3a ángulo de ajuste de cono de cilindro de freno
3b ángulo de ajuste de cilindro de freno
3.4 rebajo de introducción de cono para cilindro de freno en mecanismo de rodadura 2
masa de absorción principal (en el mecanismo de rodadura 2)
volante de inercia giratorio
dispositivo de transmisión por correa
7.1 rueda motriz/rodillo para volante de inercia giratorio 6
7.2 correa de rodadura
7.3 lámina de soporte de la correa
7.4 unidad de inversión
7.4.1. rodillos de inversión/ruedas de inversión
amortiguador de corriente de Foucault
8.1. disposición de imanes
8.2. disposición de conductores
8.3 entrehierro
8.4 placa para soporte de disposición de imanes
La fig. 1 muestra una sección en la que se muestra la unidad de dirección (7.4) con la rueda motriz (7.1). El volante de inercia giratorio (6) se encuentra detrás de la vista mostrada.
La fig. 2A muestra el absorbedor de vibraciones giratorio de acuerdo con la invención desde el lateral con una vista del volante de inercia giratorio (6), estando ubicado el mecanismo de rodadura más las masas de absorbedor en el punto de tope derecho (1.2) del dispositivo de rodadura (1).
La fig. 2B muestra el mismo absorbedor de vibraciones desde arriba.
La fig. 3 muestra una unidad de inversión especial que tiene un dispositivo tensor (aquí se omiten el mecanismo de rodadura con un volante de inercia giratorio y la masa de absorción principal).
La fig. 4 muestra una vista del absorbedor de vibraciones giratorio de acuerdo con la invención de acuerdo con la fig. 2, mostrándose tres posibles posiciones del mecanismo de rodadura o de las masas de absorción: el paso a través del vértice de la trayectoria de rodadura curva (1.1) y las posiciones en los dos topes de extremo (1.2) en ambos extremos del dispositivo de rodadura (1).

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Amortiguador de masa afinado, que se puede adaptar de forma variable a una frecuencia de interferencia y usarse en turbinas eólicas, edificios y mecanismos de turbinas que tienen características de vibración comparables, que comprende un mecanismo de rodadura (2) equipado con ruedas o rodillos (2.1), una masa de absorción principal (5) y un dispositivo de rodadura (1),
    - estando unida la masa de absorción principal (5) al mecanismo de rodadura o siendo parte integral del mecanismo de rodadura,
    -siendo el dispositivo de rodadura (1) para el mecanismo de rodadura (2) sustancialmente circular o curvado de forma cóncava de modo que el mecanismo de rodadura o la masa de absorción principal (5) se puede mover y desplazar en este dispositivo de rodadura desde una posición central o una posición de vértice de acuerdo con las fuerzas vibratorias que desencadenan los movimientos que actúan en la dirección del dispositivo de rodadura,
    - teniendo el mecanismo de rodadura (2) o la masa de absorción principal (5) al menos un volante de inercia giratorio accionado giratoriamente simétrico en forma de disco (6), que tiene un eje de rotación perpendicular al plano del recorrido circular del dispositivo de rodadura, y moviéndose conjuntamente con la masa de absorción principal (5), y
    - comprendiendo el al menos un volante de inercia giratorio (6) al menos un disco de masa giratorio y que tiene un sentido de rotación que corresponde sustancialmente a la dirección pertinente del mecanismo de rodadura que se mueve a lo largo del dispositivo de rodadura, caracterizado por que el volante de inercia giratorio en forma de disco (6) se acciona por un dispositivo de transmisión por correa (7) sin una participación activa de las ruedas o rodillos (2.1) del mecanismo de rodadura (2), estando unido el dispositivo de transmisión por correa debajo del dispositivo de rodadura (1) y el centro de gravedad del volante de inercia giratorio (6) que está conectado al dispositivo de transmisión por correa que está por debajo del dispositivo de rodadura (1).
  2. 2. Amortiguador de masa afinado giratorio de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el dispositivo de transmisión por correa (7) comprende una correa de rodadura tensada (7.2), al menos una rueda motriz (7.1) y un soporte de correa (7.3) que se extiende sustancialmente de forma concéntrica a la curvatura del dispositivo de rodadura (1) y está unido, a lo largo de toda la longitud del mismo, por debajo de dicho dispositivo de rodadura, accionándose el volante de inercia giratorio (6) por la rueda motriz (7.1) que se mueve de un lado a otro sobre la correa de rodadura (7.2) por debajo del soporte de la correa (7.3) de acuerdo con el movimiento, provocado por las ruedas o rodillos (2.1), del mecanismo de rodadura (2) sobre el dispositivo de rodadura (1) conjuntamente con el volante de inercia giratorio.
  3. 3. Amortiguador de masa afinado giratorio de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que, en el estado de funcionamiento, se guía la correa de rodadura tensada (7.2) de modo que sigue sustancialmente la forma curva del soporte de la correa (7.3) delante y detrás de la rueda motriz (7.1) y en gran parte, a excepción de la zona de la rueda motriz (7.1), se apoya en el soporte de la correa y se une al mismo en los extremos del mismo.
  4. 4. Amortiguador de masa afinado giratorio de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado por que el soporte de la correa (7.3) está fijado al dispositivo de rodadura o es una parte integral de dicho dispositivo de rodadura.
  5. 5. Amortiguador de masa afinado giratorio de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado por que se guía la correa de rodadura (7.2) a lo largo de una unidad de inversión (7.4) en ambos lados de la rueda motriz (7.1) y opcionalmente tiene un dispositivo tensor.
  6. 6. Amortiguador de masa afinado giratorio de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que la unidad de inversión (7.4) se puede tensar.
  7. 7. Amortiguador de masa afinado giratorio de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6, caracterizado por que la unidad de inversión (7.4) comprende al menos dos rodillos de inversión (7.4.1) y un soporte.
  8. 8. Amortiguador de masa afinado giratorio de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que el dispositivo de rodadura (1) comprende al menos un riel de rodadura curvo (1.1) sobre el que se mueve la al menos una rueda o rodillo (2.1) del mecanismo de rodadura (2) de acuerdo con las fuerzas vibratorias actuantes, teniendo el al menos un riel de rodadura (1.1) un dispositivo de tope (1.2) en ambos extremos, interactuando este dispositivo de tope con un apoyo (3.4) unido a o en el mecanismo de rodadura (2) tan pronto como alcanza la zona del dispositivo de tope.
  9. 9. Amortiguador de masa afinado giratorio de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que el dispositivo de tope (1.2) comprende un cilindro de freno hidráulico (3) que tiene un cono de freno elástico (3.2) que se engrana con precisión en el apoyo (3.4) del mecanismo de rodadura (1) tan pronto como el mecanismo de rodadura alcanza la zona de tope.
  10. 10. Amortiguador de masa afinado giratorio de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que el dispositivo de tope tiene al menos una bisagra (3.1) para que el cilindro de freno pueda seguir el cambio de ángulo (3a, 3b) del mecanismo de rodadura cuando se mueve por el recorrido curvo.
  11. 11. Amortiguador de masa afinado giratorio de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que tiene un dispositivo adicional para amortiguar vibraciones.
  12. 12. Amortiguador de masa afinado giratorio de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado por que el dispositivo adicional es un amortiguador de corriente de Foucault (8) que está alojado y actúa en el componente del volante de inercia giratorio (6).
  13. 13. Amortiguador de masa afinado giratorio de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado por que el amortiguador de corriente de Foucault (8) comprende una disposición de imanes (8.1) que consiste en imanes permanentes y un disco conductor eléctrico (8.2), estando separados el disco conductor y la disposición de imanes uno de la otra por un entrehierro (8.3) y por tanto dispuestos y fijados de modo que se pueden mover en relación unos con otros girando el volante de inercia giratorio (6).
  14. 14. Amortiguador de masa afinado giratorio de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado por que
    (a) la disposición de imanes (8.1) cogiratorios está dispuesta en la circunferencia del volante de inercia giratorio o del volante de inercia (6) y el disco conductor (8.2) no giratorio está unido entre la disposición de imanes (8.1) opuestos y el volante de inercia giratorio (6), o
    (b) el disco conductor (8.2) eléctrico cogiratorio está dispuesto en la circunferencia del volante de inercia giratorio en forma de disco (6) o es propiamente el disco conductor, y la disposición de imanes (8.1) opuestos está dispuesta sobre una placa no cogiratoria (8.4) que está ubicada entre el disco conductor cogiratorio y el volante de inercia giratorio.
  15. 15. Turbina eólica que comprende al menos un amortiguador de masa afinado giratorio de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.
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