用于高的细长结构的脉冲振动减振器

申请号 CN201980085167.3 申请日 2019-12-19 公开(公告)号 CN113272548B 公开(公告)日 2024-04-26
申请人 ESM能源及振动控制技术米奇有限公司; 发明人 L·施奈德;
摘要 本 发明 涉及一种脉冲 衰减器 ,其被专 门 设置用于建造或拆除高的细长 建筑物 、尤其塔且优选 风 力 发电设施的塔,以便于尤其最小化或者消除非期望的振动状态,其经常在建造或拆卸期间出现且导致振动系统的振动幅度的强烈的提高。根据本发明的脉冲振动 减振器 优选设置用于临时的移动的使用,然而原则上同样适合于持久的使用。
权利要求

1.一种用于衰减在设施中的振动的脉冲衰减器装置,包括
(i)固定的承载装置(2),其具有两个或多于两个承载臂(2.2),所述承载臂在一个端部处彼此相连接且以另一自由的端部彼此呈星形地向外指向且在此布置在平的平面中,(ii)包括一个或多个部分的可移动的质量(3),其布置在水平取向的承载装置(2)的两个或多于两个承载臂(2.2)上方或下方或之间且相对其被可移动地支撑,(iii)至少一个滑动/摩擦/滚动装置(4),其如此地布置和设计,以至于在承载装置(2)与所述可移动的质量块(3)之间的相对运动被使得成为可能,和
(iv)至少一个止挡装置(7),设置用于所述可移动的质量块(3)到所述固定的承载装置(2)处的止挡,其引起如下,即,通过由作用的被移动的质量块到固定的承载装置处的止挡在所述设施中的所出现的振动通过脉冲衰减被降低或消除,其中,所述止挡装置(7)如此地布置,以至于(a)所述质量块(3)不可围绕所述脉冲衰减器的竖轴线被转动,由此围绕所述竖轴线的扭矩可被传递,且(b)其在功能上在相对于细长结构的纵轴线的切向方向上起作用。
2.根据权利要求1所述的脉冲衰减器装置,其特征在于,包括一个或多个部分的可移动的质量块(3)形成闭合的环,其经由上述止挡装置和上述滑动/摩擦/滚动装置与所述承载装置(2)的承载臂(2.2)的自由端部可移动地处在连接中。
3.根据权利要求1或2所述的脉冲衰减器装置,其特征在于,所述质量块(3)经由上述滑动/摩擦/滚动装置(4)在所述承载装置(2)的径向向外指向的承载臂(2.2)的相应外部的区域中可移动。
4.根据权利要求1或2所述的脉冲衰减器装置,其特征在于,第一滑动/摩擦/滚动装置(4)被安装在被移动的质量块(3)处且第二滑动/摩擦/滚动装置(4)被安装在所述承载装置(2)的一个或多个承载臂(2.2)处。
5.根据权利要求4所述的脉冲衰减器装置,其特征在于,所述滑动/摩擦/滚动装置(4)包括补偿装置(4.4),其确保所述滑动/摩擦/滚动装置(4)的元件(4.1)(4.2)(4.3)在被移动的质量块(3)处和在所述承载臂(2.2)处在上述元件磨损的情形中在运行期间的平行引导。
6.根据权利要求1或2所述的脉冲衰减器装置,其特征在于,在所述承载装置(2)与被移动的质量块(3)之间的滑动/摩擦/滚动装置(4)的摩擦系数具有在0.05至0.6之间的值。
7.根据权利要求1或2所述的脉冲衰减器装置,其特征在于,所述止挡装置(7)具有止挡元件(7.1)(7.2),其被安装在所述承载装置(2)的承载臂(2.2)处且/或在被移动的质量块(3)处。
8.根据权利要求7所述的脉冲衰减器装置,其特征在于,所述止挡装置(7)的上述止挡元件(7.1)(7.2)布置在关于细长结构的纵轴线的切向方向上,其中,相应地第一止挡元件被安装在可移动的质量块(3)处且第二止挡元件被安装在固定的承载装置(2)(2.2)的相对而置的部分处,且这些止挡元件通过运动空间(5)彼此分开,该运动空间随着发生的脉冲衰减被闭合。
9.根据权利要求7所述的脉冲衰减器装置,其特征在于,所述止挡装置(7)的止挡元件(7.1)(7.2)包括弹性衰减元件或液压衰减元件。
10.根据权利要求9所述的脉冲衰减器装置,其特征在于,上述弹性衰减元件或液压衰减元件包括由弹性体金属材料构成的平整的夹层元件(7.1.1)(7.1.2)。
11.根据权利要求10所述的脉冲衰减器装置,其特征在于,上述平整的弹性的夹层元件(7.1.1)(7.1.2)垂直地取向。
12.根据权利要求9所述的脉冲衰减器装置,其特征在于,上述弹性衰减元件或液压衰减元件(7.1,7.2)包括由金属弹性体材料构成的相应的圆锥元件或套筒元件。
13.根据权利要求1或2所述的脉冲衰减器装置,其特征在于,其包括用于被移动的质量块(3)相对所述承载装置(2)或所述结构的机械的或电子的、手动的或远程控制的定装置(3.1)。
14.根据权利要求1或2所述的脉冲衰减器装置,其特征在于,所述承载装置(2)具有固定元件(2.1),所述承载装置以其直接或经由相应设计的凸缘(1)与细长结构固定地然而必要时又可解开地相连接。
15.根据权利要求1或2所述的脉冲衰减器装置,其特征在于,其是可重复使用的。
16.根据权利要求1所述的脉冲衰减器装置,其特征在于,所述振动在建造或拆卸高的细长的结构期间出现。
17.根据权利要求16所述的脉冲衰减器装置,其特征在于,所述结构由各个部段构建。
18.一种根据权利要求1‑17中任一项所述的脉冲衰减器装置的使用,其用于衰减在建造或拆卸塔、吊舱或转子叶片期间在力发电设施中的振动。
19.一种根据权利要求1‑17中任一项所述的脉冲衰减器装置的使用,其用于衰减高的细长结构的由外力发起的圆周运动所引起的振动。
20.一种处在建造中的风力发电设施,其包括根据权利要求15所述的脉冲衰减器装置,该脉冲衰减器装置在所述风力发电设施的装配或拆卸期间被装配到塔的相应最上部的部段上或到吊舱上。

说明书全文

用于高的细长结构的脉冲振动减振器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种脉冲衰减器装置,其被专设置用于建造或拆除高的细长建筑物、尤其塔且优选发电设施的塔,以便于最小化或者消除设施的尤其非期望的振动状态(优选在低于10Hz、优选低于5Hz的频率范围中),其根据本发明特别地在不完整的或者未完成的状态中可能出现且可能导致振动系统的由风、波浪或地震发起的振动幅度的强烈的且不可预见的提高。根据本发明的脉冲振动减振器优选设置用于在建筑物的建造阶段或拆卸期间的临时的移动的使用,然而原则上同样适合用于持久的使用。

背景技术

[0002] 在建造风力发电设施的情形中,首先塔一般而言分段地来建造。紧接着,带有转子的吊舱被装配。不带吊舱的情况(塔根部单独)关于共振激发应被视为是危急的,因为在该状态中可能形成更大的振动幅度,相比这在带有吊舱的情形中是这样的情况。在此,减振器例如被放置到最上部的塔部段的端部上且在该处被拧紧。该过程被一直重复,直至塔被完成建造且吊舱可被放置。将减振器临时装配到已安装的吊舱上是同样可能的,以便于因此在振动技术上使得转子叶片的装配变得容易。
[0003] 在此,设施的固有频率随着装配或者拆卸进展变化且减振器频率因此必须被相应地匹配。
[0004] 现有技术的振动减振器一般而言由下面三个单元构成:减振器质量、衰减器单元和弹性单元。
[0005] 在整个系统中,这三个位置通常作为分开的单元存在。在此,弹性单元用于减振器频率对于现场存在的边界条件的匹配。衰减器单元被需要用于产生较宽的减振器效果。弹性单元一般而言由弹簧或由弹性元件构成。
[0006] 止挡衰减器或者脉冲衰减器在现有技术中原则上是已知的。在由主系统、例如风力发电设施引起的振动的情形中,设置用于衰减的质量块击打到设施的在大多数情况下由混凝土、钢或混合材料构成的壁部处。在此出现在其方向上相反于设施的运动方向的脉冲。由此,主系统被累进安静。
[0007] 例如在专利US 9,657,717 B2中描述了一种带有用于衰减第一塔固有频率的脉冲衰减器的风力发电设施。在此,该脉冲衰减器被安置在塔的上部结构中且包括独立的衰减器壳体,其被固定在平坦的该上部结构处。衰减器壳体是圆柱形的且设有平整的底部。在衰减器壳体内存在呈盘状的衰减器质量块,其在空间上小于周围的壳体且在壳体的底部上可经由滚子被移动。衰减盘在系统运动的情形中经由衰减元件撞击在衰减壳体的内侧处且因此降低激励振动。该衰减器系统然而实际上在用作建造衰减器的情形中然而尤其在较大设施的情形中不是最佳有效的,因为仅可因此实现中等强度的衰减。

发明内容

[0008] 因此存在如下任务,即,提供一种脉冲振动衰减器,其对于在装配或拆卸高的细长结构(例如风力发电设施)期间的较大振动幅度而言可施加较强的衰减效果。
[0009] 在此,根据本发明的减振器装置根据止挡衰减的原理工作且适合用于衰减待衰减的建筑物/塔、尤其风力发电设施的第一固有频率,其尤其同样在高的建筑物/塔的上端部处起作用。原则上,以如此一衰减器同样可衰减第2塔固有频率。
[0010] 此处所介绍的振动减振器不仅特征在于其关于第1或第2固有频率的衰减和较大振动幅度的与此相联系的降低的效果,而是同样在于其在建造或拆卸高的细长建筑物、尤其风力发电设施的情形中随着塔的累进的建造或拆卸的较大的移动性和简单的操作,因为该塔由于其在风力发电设施的情况中超过100m的高度由不同的各个部段构建,其模块化地在装配的情形中被彼此拼接或在其中或同样在拆卸(设施拆除)的情形中必须被彼此分开,由此整个振动系统永久地变化且可能导致问题。原则上,根据本发明的脉冲衰减器同样适合用于持久运行。
[0011] 因此,本发明的对象是一种尤其在建造或拆除期间用于高的细长结构、尤其风力发电设施的可被容易装配和拆卸的脉冲衰减器。根据本发明的脉冲衰减器避免或降低了不受控制的振动,尤其较大的有害的振动幅度,其尤其在建筑物的建造或拆卸期间增强地出现且可能导致在设施处的损伤。根据本发明的脉冲衰减器优选可被重复使用且因此设置用于在装配或拆卸易振动的高的细长结构、尤其风力发电设施的情形中的移动的应用,然而同样适合用于持久的使用。
[0012] 因此,本发明的对象尤其是一种用于衰减在设施中的尤其在建造或拆卸高的细长的、尤其由各个部段构建的结构(如例如风力发电设施的塔)期间出现的振动的脉冲衰减器装置,且包括下面的结构元件:
[0013] (i) 固定的承载装置(2),其具有两个或多个、优选三个或四个承载臂(2.2),其在一个端部处彼此相连接,且以另一自由端部彼此呈星形地向外指向且在此布置在一个平的平面中,
[0014] (ii) 包括一个或多个部分的可移动的质量块(3),其布置在水平取向的承载装置(2)的两个或多个承载臂(2.2)的上方或下方或之间且相对其被可移动地支撑,[0015] (iii) 至少一个滑动/摩擦装置或滚动装置(4),其如此地布置且设计,以至于在承载装置(2)与可移动的可振动的质量块(3)之间的相对运动被使得成为可能,和[0016] (iv) 至少一个包括一个或多个止挡元件(7.1)(7.2)的止挡装置(7),设置用于可移动的质量块(3)到固定的承载装置(2)处的止挡,由此引起如下,即,通过由作用的力被移动的质量块到固定的承载装置处的止挡在设施中的所出现的振动通过脉冲衰减被降低或消除,其中,止挡装置(7)如此地布置,以至于可移动的质量块(3)不可围绕竖轴线被转动,由此扭矩可围绕竖轴线被传递,且止挡装置此外在关于细长结构的纵轴线的切向方向上在功能上起作用。各个根据本发明的止挡元件(7.1)(7.2)的布置优选相应地是单向的且由此引起如下,即,高的细长结构的出现的圆周运动可被衰减。
[0017] 在本发明的一种特别的实施形式中,包括一个或多个部分的可移动的质量块(3)构成闭合的环,其经由上述止挡装置和上述滑动/摩擦/滚动装置与承载装置(2)的承载臂(2.2)的自由端部可移动地处在连接中。该环形结构可以是一种质量块单元;然而其同样可由不同的环形部段组成。在此,脉冲衰减器的环形结构的尺寸优选按照高的细长建筑物或者塔的尺寸或者直径校准。同样地,与环形形状偏离的质量块单元原则上是可设想的。
[0018] 如已在先前所提及的那样,脉冲衰减基于可移动的质量块到固定结构处的止挡。因此,止挡结构得到特殊的意义。
[0019] 因此,本发明的对象尤其是一种相应的脉冲衰减器,在其中止挡装置(7)具有止挡元件(7.1)(7.2),其被安装在呈星形的承载装置(2)的两个、三个、四个、五个或六个承载臂(2.2)处且/或在被移动的质量块(3)处,其中,上述止挡元件优选在关于细长结构的纵轴线的切向方向上被安装。
[0020] 根据本发明的脉冲衰减器的止挡装置(7)的止挡元件(7.1)在第一实施形式中包括纯弹性的或者弹性衰减的元件、尤其由橡胶层(7.1.1)和中间板材(7.1.2)构成的弹性夹层元件。在此,一般而言使用两层至五层的元件,其优选垂直于承载装置的水平平面取向。除了上述平整的夹层元件之外,同样可使用由弹性体金属层构成的相应的圆锥元件或套筒。
[0021] 根据本发明的脉冲衰减器的止挡装置(7)的止挡元件(7.2)在第二实施形式中包括由弹性的平整的夹层元件(7.2.0)或由橡胶层和中间板材构成的弹性的圆锥体或套筒体构成的弹性/液压衰减元件,如上面所描述的那样,以及液压元件(7.2.1)(7.2.2)(7.2.3)(7.2.4),如更下面更精确地描述的那样。借助于液压不仅如下是可能的,即,修改弹性元件的刚性,而且同样在更大范围上改变衰减是可能的,相比这以纯弹性元件可实现的。
[0022] 止挡装置(7)的上述止挡元件(7.1)(7.2)在本发明的另一实施形式中如此地布置,以至于第一止挡元件((7.1)或(7.2))被安装在可移动的质量块(3)处且第二止挡元件(7.1)(7.2)被安装在固定的承载元件(2)(2.2)的相对而置的部分处,且这些止挡元件在衰减器的非激活状态中通过运动空间或运动缝隙彼此分开。
[0023] 在质量块(3)的运动的情形中,该质量块按照根据本发明的设计在具有与固定的承载装置(2)的接触的确定的位置处滑动到在承载臂(2.2)处、优选在其向外伸的端部处的相应的位置上。在此,用于该滑动/摩擦运动的空间需求必须足够大地在承载臂上被选择。在此,滑动元件必须如此布置,以至于其尽可能最佳地相对止挡元件被定位,从而质量块(3)的相应部分相对止挡(7)的滑动(或同样在滚动元件的情形中的滚动)被确保。
[0024] 因此,本发明的对象是一种相应的脉冲衰减器,在其中滑动/摩擦装置或滚动装置(4)具有在被移动的质量块(3)的确定位置处和在承载装置(2)的承载臂(2.2)处的相应的功能元件(4.1)(4.2)(4.3)。在此,在承载装置(2)与被移动的质量块(3)之间的滑动/摩擦装置(4)的摩擦系数应具有在0.04至0.6之间、优选在0.05与0.5之间的值。
[0025] 因为在强烈的负荷的情形中滑动/摩擦装置的摩擦片磨损且元件在质量块和承载臂上的平行引导因此不再被确保,所以可设置有补偿装置(4.4)。
[0026] 在本发明的另一实施形式中,脉冲衰减器装置具有机械的或电子的、手动的或远程控制的定装置(3.1),借助其可相对承载装置(2)固定被移动的质量块(3)。
[0027] 根据本发明的脉冲衰减器的承载装置(2)通常具有固定元件(2.1),承载装置以其直接或经由相应设计的、在塔的情况中优选呈环形的凸缘(1)与细长结构或者优选地与该结构的相应最上部的部段固定地然而必要时又可解开地相连接。该凸缘(1)在装配的情形中首先被装配到结构的边缘上。然后跟随有实际脉冲衰减器经由部分(2.1)和待牢固地装配的承载装置(2)与承载臂(2.2)的连结。
[0028] 如已先前所述那样,根据本发明的脉冲衰减器最佳地适合用于衰减在建造或拆卸塔、吊舱或转子叶片期间例如在风力发电设施中的振动。
[0029] 因此,本发明的对象最后同样是一种处在建造中的风力发电设施,包括可重复使用的移动的脉冲衰减器装置(如上面、下面和在权利要求书中所描述的那样),其在风力发电设施的装配或拆卸期间被装配到塔的相应最上部的部段上或到吊舱上。附图说明
[0030] 图1显示了包括到风力发电设施的塔或者塔部段处的连结的根据本发明的脉冲衰减器装置的透视图:
[0031] 该装置的每个承载臂(2.2)在顶面上在其自由端部处具有滑动元件,其与在呈环形的被移动的质量块(3)的底面处的滑动元件在功能上处在连接中。此外,根据图1的装置在该区域中具有液压弹性体止挡元件(7)(7.2),其在承载臂处且在可移动的呈环形的质量块(7)处切向地布置,更确切地说以如下方式,即,质量块可朝向两侧止挡。在此,在止挡点之间的间距(5)确定在滑动元件(4)上的相对运动自由度且进而确定通过止挡到止挡元件处引起的衰减的时刻和强度。滑动和止挡元件如此地布置,以至于其需要较少空间。止挡元件包括垂直布置的弹性体金属夹层元件(带有2,3,4,5或6个层),其在沿着其垂直轴线的止挡的情形中可压缩。如果较少的刚性和衰减是期望的,上述夹层元件同样可如此地布置,以至于其垂直的轴线垂直于承载装置的水平的平面布置。
[0032] 承载装置(2)或者承载臂(2.2)的呈星形的布置在其中心设有合适的配件,其将星形紧固或者绑定在中间。在每个承载臂(2.2)处,在高度上或者在此处圆形的结构壁的半径上设置有用于连结到塔处、必要时到凸缘(1)处的固定(2.1)。
[0033] 该脉冲衰减器根据本发明同样设置成带有纯弹性的止挡元件(7.1)。这与根据图1的实施方案相符,然而不带有弹性体夹层元件的液压支持。
[0034] 图2显示了包括塔凸缘(1)的根据图1的根据本发明的脉冲衰减器的侧视图(A)和俯视图(B)。
[0035] 图3显示了带有各一个液压弹性体止挡(7.2)的来自图1的脉冲衰减器的横截面/剖面,其被固定在可移动的质量块(3)处和在承载臂(2.2)的端部处。在两个元件之间设置有直至止挡的运动间隙(5)。承载臂(2.2)在两侧上切向地相应具有这样的一对止挡元件(7.2)(两侧的止挡)。
[0036] 图4显示了液压弹性体止挡元件(7.2)的液压部件的布置的草图。在此,元件(7.2.0)是橡胶/板材夹层元件,绘制的元件(7.2.1)是较长的液压管,绘制的元件(7.2.2)是调节节流,绘制的元件(7.2.3)是用于液压介质(液体/气体)的容器且绘制的元件(7.2.4)是调节阀。
[0037] 图5显示了根据本发明的液压弹性体止挡(7.2)的特征性的力‑距离图表。在X轴线上说明了(标准化的)弹性距离,且在Y轴线上说明了标准化的力。以虚线绘制的更陡的线说明了走向,在薄膜存储器(7.2.3)被闭合期间。在打开阀(7.2.2)之后,此时液体流动到薄膜存储器中且获得更平整的(连续的)走向线,其代表增加的衰减。

具体实施方式

[0038] 下面示例性地更详细地描述了一种根据本发明的用于风力发电设施的脉冲衰减器:
[0039] 该脉冲衰减器示例性地具有如下特征:
[0040] (i) 竖立的与风力发电设施或者塔或塔部段相连接的承载装置(2),其具有至少两个、优选三个至六个相同长度的承载臂(2.2),其在一个端部处彼此相连接,且以另一自由端部在维持优选相同的度(3臂:120°;4臂:90°;5臂:72°且6臂:60°)的情形下彼此呈星形地或者径向向外指向且在此布置在一个水平的平面中。在带有仅两个相对而置的臂的脉冲衰减器的情形中仅可获得在一个方向上的衰减。这样的脉冲衰减器然而具有如下优点,即,其仅需要较少空间,
[0041] (ii) 大致呈环形的结构的可移动的质量块(3),其优选布置在水平取向的承载装置(2)的上方且在该承载装置上被可移动地支撑,优选地在承载臂(2.2)的外部区域中,[0042] (iii) 在上述承载装置(2)与上述可移动的质量块(7)之间的滑动/摩擦装置(4),和
[0043] (iv) 带有一个或多个用于可移动的质量块(3)到承载装置(2)处的止挡元件(7.1)(7.2)的止挡装置(7)。
[0044] 在此,可移动的质量块(3)通过上述滑动装置的中介被如此地放置在承载装置(2)的径向向外指向的承载臂(2.2)的相应外部的区域上,以至于其在作用到设施上的振动力的情形中相对于竖立的承载装置可被移动直至上述止挡装置,由此在质量块的止挡的情形中在设施中的所出现的振动通过脉冲衰减被降低或消除。
[0045] 承载装置(2)具有固定元件(2.1),例如在承载臂(2.2)的底面处,承载装置以其直接或经由呈环形的凸缘(1)与风力发电设施或者与风力发电设施的待建造的塔的相应最上部的部段固定地然而必要时又可解开地相连接。
[0046] 滑动装置(4)包括元件(4.1)(4.2)(4.3),其与可移动的质量块(3)牢固地连接,优选地在其底面处,以及包括与固定的承载装置(2)相连接的相应元件,优选地在相关承载臂(2.2)的顶面上。
[0047] 在本发明的另一实施形式中,滑动装置在质量块和滑动元件的区域中或在承载装置处的滑动元件的区域中具有补偿装置(4.4),其在运行期间在上述滑动元件磨损的情形中确保上述滑动元件在承载臂(2.2)处和在被移动的质量块(3)处的平行引导。
[0048] 滑动元件根据本发明可如此来选择,即,在承载装置(2)与被移动的质量块(3)的元件之间的相关元件的摩擦系数具有在0与0.6之间、优选在0.4与0.6之间、尤其在0.05与0.4之间的值。
[0049] 根据本发明的弹性体或液压弹性体止挡元件(7.1)(7.2)与承载装置(2)或者其承载臂(2.2)而且与被移动的质量块(3)的呈环形的结构或者质量块部件相连接。在本发明的一种优选的实施形式中,止挡装置布置在承载臂和在该处被放置到滑动装置上方的可移动的质量块(3)的外部三分之一中。因为优选每个止挡元件在一个优选的方向上起作用,所以止挡元件如此地布置在承载结构(2)上,以至于其在功能上在360°角度中的所有方向上充分覆盖
[0050] 在本发明的一种优选的实施形式中,上述止挡元件在关于被移动的质量块(3)的呈环形的结构的切向方向上被安装。该布置特别节省空间。通常,止挡装置然而同样可如此地设计且布置,以至于其阻止径向的运动。
[0051] 止挡元件可以是固定的或弹性的。优选地,其然而包括纯弹性的元件(7.1),其例如实施成由弹性材料和板材构成的已知的夹层元件(7.1.0),且垂直地或水平地、优选垂直地布置。通过弹性体材料和层厚度的相应选择,对刚性且进而除了实际的脉冲衰减之外额外地通过弹性衰减对装置的总衰减特性可进行影响。止挡元件然而同样可包括弹性的元件(7.2),其由相应的夹层元件(7.2.0)构成,其设有液压设备(7.2.1)(7.2.2)(7.2.3)(7.2.4),由此弹性材料的刚性而且系统的衰减可被修改。
[0052] 在本发明的另一实施形式中,此处所描述的且被要求保护的脉冲衰减器具有机械的且/或电子的锁定装置(3.1),其可被手动控制或可被远程控制且应防止如下,即,其在确定的运行、运输或装配状态中产生在承载装置与被移动的质量块(3)之间的相对运动。
[0053] 如果根据本发明的脉冲衰减器实施成带有仅由弹性体和金属构成(7.1)的止挡,确定通过弹性体的可实现的衰减且不可进一步提高超出该界限。
[0054] 在确定的应用的情形中,更高的衰减值同样可能是必要的。为此,根据本发明液压弹性体止挡元件(7.2)得到应用,如在下面更精确地描述的那样(同样参见附图)。这样一种液压弹性系统(7.2)例如由弹性体液压元件(7.2.0)构成,其经由软管(7.2.1)且必要时经由节流阀(7.2.2)与薄膜存储器(7.2.3)相连接(图4)。后者被填充以液压介质(液体/气体)。这样一种液压弹性体止挡可被安装在竖立的承载件(2)上或在被移动的质量块部件(3)上或在两个构件上。
[0055] 在另一实施形式中,这样的液压弹性体止挡(7.2)与纯弹性体止挡(7.1)组合,其中,止挡(7.1)被安装在固定的承载件上且止挡(7.2)被安装在可移动的质量块部件(3)上,或相反。
[0056] 如下系统同样是可设想的,在其中在竖立的或被移动的部分上安装根据本发明的液压弹性体止挡,且在相应的配对面上装入常见的衰减/弹性元件。
[0057] 如果产生在竖立的承载件(2)与被移动的质量块部件(3)之间的止挡,液体从弹性体液压元件(7.2.0)中被排出且在其余的液压系统(7.2.1),(7.2.2),(7.2.3)和(7.2.4)中的压力上升。如果该压力超过在被气体填充的薄膜存储器(7.2.3)中的预先设定的气体压力,薄膜存储器(7.2.3)的阀(7.2.4)打开且液压液体可从(7.2.0)中流回到薄膜存储器中。因为液体是具有粘性的,所以在液体流动的情形中能量被耗散,这引起在液压止挡与脉冲质量块之间的衰减力。如果压力又降低,因为脉冲质量块被制动且又从止挡中移出,液体离开薄膜存储器(7.2.3)。自一定的压力起,薄膜存储器的阀封闭且液体流动穿过节流阀(7.2.2)和/或软管(7.2.1)又回到弹性体液压元件(7.2.0)中。即使在液体回流的情形中,能量被耗散。相对该元件的特征性的力‑距离特性在图5中被示出。
[0058] 如果不进行止挡,则在弹性体液压元件(7.2.0)中仅较少的预压力可被设定。由于在液压系统中的较低压力存在如下危险,即,在止挡的情形中在节流阀(7.2.2)中产生气穴且因此止挡不可满足其功能。如果因此作为节流阀的替代或除了该节流阀以外使用较长的软管(7.2.1)作为耗散能量的阻碍,气穴的危险被降低。气穴尤其在该处出现,在其处通过较强的横截面变化提高液体的速度且进而压力局部降低到液体的蒸发压力之下。在这些位置中可能产生气体形成且止挡的功能不再存在。在水中溶解的气体的释放加剧了该情况。通过使用较长的软管产生衰减,而其在液体中不产生气体形成。
[0059] 通过选择合适的阀线路同样可产生其它的特性曲线。这非常强烈地取决于应用。
[0060] 因此可使用例如市售的以阀接通的液压衰减器,在其中期望的特征曲线可被设定。这些衰减器然而具有如下缺点,即,其仅在一个方向上可承受负荷。根据本发明的带有弹性体液压元件(7.2.0)的弹性体液压系统(7.2)同样可承受径向的负荷。
[0061] 被移动的质量块(3)根据本发明必要时经由相应的引导垂直地由上方在承载臂(2.2)上滑动地被支撑。然而,使用相应的滚动元件同样是可能的。
[0062] 在三臂的承载装置的情形中,因此至少三个滑动装置(4)是必要的。滑动元件(4.1)(4.2)(4.3)(4.4)(4.5)(4.6)在该情况中必须尽可能彼此120°地布置。如下足够,即,每个承载臂提供一个滑动装置。在每个臂上然而同样可在被移动的质量块(3)与相应的承载臂之间存在两个或多个滑动单元。
[0063] 根据本发明的滑动装置(4)在被移动的质量块(3)的侧面上例如由滑动板(4.3)且必要时补偿元件(4.4)组成,其经由支承板(4.2)被固定在被移动的质量块(3)处。补偿元件(4.4)不一定必要,然而有助于补偿在被移动的质量块(3)与竖立的部分(2)之间的平行性的可能的偏差。补偿元件因此应确保如下,即,两个彼此相对滑动的构件(质量块、承载装置)始终保持水平地布置,即使当滑动层由于所产生的摩擦被不规则地磨损时。
[0064] 根据本发明的滑动装置的被固定在承载装置(2)处的竖立的配对部分是滑动板材/摩擦板材(4.1),其必要时经由另一中间板或摩擦板(4.5)和连结板(4.6)被固定在星形(2)或者其承载臂(2.2)处。
[0065] 垂直的重力和其加速力经由滑动元件被引入到星形(2.2)中、到塔连结(2.4)中、到塔凸缘(2.1)中且最后到塔(未示出)中。
[0066] 滑动板材(4.1)和滑动板(4.3)彼此相对地在水平平面中移动。垂直的相对运动未出现。
[0067] 在滑动板(4.3)与滑动板材(4.1)之间的摩擦通过支持负荷和摩擦系数来确定。滑动板(4.3)或者摩擦板(4.5)的滑动材料的选择经由摩擦系数决定。
[0068] 对于在风力发电设施的情形中此处所期望的应用而言,在0.05与0.6的范围中的摩擦系数是可能的。如果选择0.05的摩擦系数,在质量块(3)与结构之间的相对运动在结构2 2
(例如塔)的0.5m/s 加速度的情形中开始。在0.4的摩擦系数的情形中,在3.9m/s结构加速度的情形中才实现质量块(3)的运动。摩擦系数必须按照设施和运行方式来选择。如果减振器(Tilger)在较大幅度的情形中才应工作,可选择较大的摩擦系数。根据本发明的脉冲减振器的更好的效果以更小的摩擦系数来获得,优选在0.05与0.1之间。
[0069] 被移动的质量块(3)相对竖立的部分(2)的相对运动根据本发明通过上述优选在切向方向上布置的止挡元件(7.1)或(7.2)限制。在此,止挡元件仅单向地且在切向方向上起作用。
[0070] 止挡元件(7)(7.1)(7.2)总是应如此地布置,以至于在星形臂的两个侧面上存在一个或两个止挡元件,从而被移动的质量块(3)可在两个方向上止挡。
[0071] 橡胶几何形状、刚性和衰减的选择经由系统的有效性决定。同样地,止挡元件相对相应的配对侧的间距是重要的。该间距被称为自由距离。如果产生止挡,橡胶元件压缩且减速被移动的质量块(3),从而其在一定的弹性距离之后停止。在止挡的情形中,总是至少两个止挡元件得到使用。
[0072] 在止挡的情形中,一方面通过橡胶的衰减耗散能量且另一方面通过橡胶的弹性存储能量。被存储的能量引起如下,即,被移动的质量块(3)又从止挡中被加速出来。如果橡胶刚性和衰减以及可使用的距离、被移动的质量块(3)和摩擦系数被协调于结构(塔、高的细长建筑物、风力发电设施),激励振动可被减少。
[0073] 如果期望获得根据本发明的脉冲减振器系统在水平平面中的作用,优选地至少三对单向的止挡元件彼此应以例如120°布置,如这在图1/图2中所显示的那样。止挡元件(7)(7.1)(7.2)的圆柱轴线原则上可径向或切向于呈星形的承载装置(2)(2.2)取向。如下是重要的,即,通过止挡元件两个水平方向可被同时覆盖。
[0074] 单向止挡元件的切向取向相比径向取向具有如下优点,即,较小的结构空间是必要的。在切向布置的情形中,止挡元件可容易地布置在与质量块相同的直径上。因此,其不向内或向外伸出超过质量块。此外,单向的止挡元件的所选择的布置引起如下,即,塔的圆周运动同样可能被衰减。在现有技术的其它已知的解决方案中,在被移动的结构的圆周运动的情形中,减振器质量块持续地贴靠在止挡中且因此具有仅一个非常小的作用。仅根据本发明的布置(如在图1或图2中可见的那样)在结构(例如在风的情形中风力发电设施的塔)的圆周运动的情形中总是又引起止挡事件,其引起结构的衰减。在圆周运动的情形中的作用在此不一定在于切向布置,而是在于如下,即,止挡元件根据本发明不布置在中间,且在不同对的止挡装置(7)之间是间距。在布置在外部的止挡元件的连续的环的情形中,结构的圆周运动不可如此良好地被衰减。
[0075] 如已提及的那样,根据本发明的脉冲衰减器实际上在大多数情况下具有锁定装置,其应防止如下,即,质量块移动,当这在确定的情况中不是期望的时。被移动的质量块(3)的锁定(3.1)可例如包括一个或多个带有达的往复传动机构,其装备有可径向被移出和移入的相应的夹紧装置(例如钩子)。在此,钩子被集成且支撑在I形载体中。钩子在其内侧处装备有止挡元件或橡胶滚子,以便于在锁定过程期间不损伤被移动的质量块(3)。如果被移动的质量块(3)应被锁定,钩子被移入且钩子防止被移动的质量块(3)相对竖立的承载装置(2)的任意相对运动。锁定系统可被远程控制地电气地、电气地以现场控制或经由手动运行被移动。电机装备有制动器,以便于防止钩子的无意的移动。同时,往复传动机构自锁地实施,从而钩子的移动仅可从往复传动机构的马达侧出来实现。由钩子的方向的力由于自锁不引起钩子的移动。
[0076] 钩子同样可以是绳索,其被往复传动机构/马达单元拉动。绳索虽然仅可传递拉力,然而压力对于锁定的应用而言不必要。三根绳索同样可经由中间的滚动和驱动单元被拉入或者展开。
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