一种风电机组圆形塔筒减振器的安装装置及系统

1.本发明属于土木工程技术领域，特别是涉及一种风电机组圆形塔筒减振器的安装装置及系统。


背景技术：

2.风电能源作为一种清洁能源，具有能源利用率高、运营成本低、可持续利用等优点，在我国能源转型和构建低碳环保社会的过程中占有重要地位。作为一种高耸结构，风电机组塔筒在风荷载以及上部风机所产生的气动荷载作用下将不可避免地产生横向振动，并且由于风电机组塔筒是静定结构，长期振动所引起的局部损伤或破坏极易引起结构的倒塌，造成无法挽回的损失，这使得塔筒结构的疲劳问题在塔筒设计时和后期维护过程中占有重要的地位。近些年来，我国的风电行业迎来大发展，并且为了降低弃风率，我国风电行业的发展重心已逐步由高风速地区向低风速区转移。日益增长的装机容量以及风电行业向低风速区的发展趋势对风电机组塔筒的高度提出了新的要求，也使得风电机组塔筒的疲劳问题愈发突出。
3.同样地，高层建筑等结构也面临着由于循环荷载作用而导致疲劳破坏的问题，为了减少建筑的动力响应，多种减振器(调谐质量阻尼器、磁流变阻尼器、惯容等)已成功应用于高层建筑等结构中并取得了良好的效果。然而，目前所常用的减振器大多采用单点或两点式安装方式，即通过减振器的端部将减振器连接至结构的指定位置。风电机组圆形塔筒的结构构造与传统的高层建筑结构不同，在圆形截面内安装减振器较为困难。并且塔筒的受力方向在风致荷载作用下也在不断变化，这使得在单一方向安装减振器的方式无法满足塔筒的减振需求。由于上述原因，现有技术中的各类减振器目前还未有效应用于风电机组圆形塔筒结构中，若能填补这一项技术空白，不但可以扩大各类减振器的应用范围，而且可以为风电机组塔筒的减振提供一种有效的途径。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述的技术空缺，本发明的目的在于提供一种风电机组圆形塔筒减振器的安装装置及系统，用于解决现有技术中减振器在风电机组圆形塔筒中的安装难度较大的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种风电机组圆形塔筒减振器的安装装置，包括多个安装组件，安装组件之间相互连接形成整体，所述安装组件包括减振器、上桁架、下桁架、滚轴支座；所述上桁架和下桁架与风电机组圆形塔筒的内壁固定连接，所述减振器的一端与上桁架连接，另一端通过滚轴支座与下桁架连接。
6.进一步，所述上桁架包括上桁架竖向撑杆、上桁架水平向撑杆、上桁架斜向撑杆、上桁架水平向弧形连接杆、上桁架节点和缀块，所述上桁架竖向撑杆的两端与分别与竖向相邻的两个上桁架节点固定连接，靠近下桁架侧水平相邻的两个上桁架节点通过上桁架水平向撑杆与缀块连接，所述上桁架斜向撑杆的两端与缀块和远离下桁架端的上桁架节点固
定连接，所述上桁架水平向弧形连接杆两端分别与远离下桁架端侧的两相邻上桁架节点连接。
7.进一步，所述下桁架包括下桁架竖向撑杆、下桁架斜向撑杆、下桁架水平向弧形连接杆、下桁架角部节点和下桁架中部节点，所述下桁架竖向撑杆的两端分别与竖向相邻的两个下桁架角部节点固定连接，所述下桁架斜向撑杆的两端分别与下桁架角部节点和下桁架中部节点固定连接，下桁架中部节点与多个下桁架斜向撑杆连接；所述下桁架水平向弧形连接杆设置下桁架上远离上桁架的端面上，所述下桁架水平向弧形连接杆的两端分别与远离上桁架端侧两相邻下桁架角部节点连接。
8.进一步，所述上桁架水平向弧形连接杆和下桁架水平向弧形连接杆沿其环向固定连接至风电机组圆形塔筒的内壁。
9.进一步，所述滚轴支座包括支座耳板、支座插板和支座螺栓，所述支座插板固定连接至减振器与下桁架角部节点相连接的端部，所述支座耳板与下桁架角部节点进行固定连接。
10.进一步，所述支座插板上设置连接凸板，连接凸板垂直与支座插板设置，所述连接凸板中预留有支座插板滑槽，所述连接插板上设置有与连接凸板相匹配的连接凸轨，所述连接凸轨垂直与支座耳板设置，连接凸板可插接入连接凸轨进行配合使用，所述连接凸轨上设置有与支座插板滑槽大小相适配的支座耳板滑槽，同一滚轴支座中的支座耳板滑槽和支座插板滑槽的开槽方向一致并且垂直于所述滚轴支座所连接的减振器的运动方向。
11.进一步，两相邻的安装组件的所在平面相互垂直，且两相邻安装组件共用两个上桁架节点和两个下桁架角部节点。
12.本发明提供一种风电机组圆形塔筒减振器的安装系统，包括减振器的安装装置和塔筒，所述减振器的安装装置沿塔筒的长度方向上间隔设置为多个。
13.通过安装系统，可以使方案能够在装配完成后，可塔筒任意水平方向上的波动进行减震，保证了减震的高效性。
14.如上所述，本发明的一种风电机组圆形塔筒减振器的安装装置，具有以下有益效果：
15.1)本发明可以有效解决减振器在风电机组圆形塔筒中的安装难题。由于风向的随机性，塔筒的受力方向也随之不断变化，而减振器只能沿单一方向工作，这使得减振器难以有效地发挥作用。塔筒沿水平面内任意方向所发生的横向变形都可以表现为塔筒沿水平面内任意两个相互垂直方向的横向变形的矢量叠加，基于此，本发明创造性地将减振器布置于水平面内四个相互垂直的方向上，从而确保减振器可以有效地参与工作，以实现塔筒减振的目的。
16.2)本发明具有布置灵活的特点，可通过改变减振器的安装位置来调整减振效果。不同于调谐质量阻尼器等其他减振方式，本发明所提出的构造可沿塔筒纵向进行多处布置，从而可根据实际需求有目的性地减少塔筒不同位置处的动力响应。
17.3)本发明安装方便且构造简单，适合工业化生产和制造。本发明中的各构件没有涉及复杂的加工工艺，可快速实现批量化生产，从而降低了制造成本，具有较高的价格竞争力。
附图说明
18.图1为本发明实施例提供的一种风电机组圆形塔筒减振器的安装装置的立体结构图；
19.图2为本发明实施例提供的一种风电机组圆形塔筒减振器的安装装置的正视图；
20.图3为图1中上桁架的立体结构图；
21.图4为图1中下桁架的立体结构图；
22.图5为图1中滚轴支座的立体结构图；
23.图6为图5中支座耳板的立体结构图；
24.图7为图5中支座插板的立体结构图；
25.图8为本发明向左位移时的工作示意图；
26.图9为本发明向右位移时的工作示意图；
27.图10为本发明向安装系统的安装示意图。
28.附图标记说明
29.1-减振器；
30.2-上桁架；21-上桁架竖向撑杆；22-上桁架水平向撑杆；23-上桁架斜向撑杆；24-上桁架水平向弧形连接杆；25-上桁架节点；26-缀块；
31.3-下桁架；31-下桁架竖向撑杆；32-下桁架斜向撑杆；33-下桁架水平向弧形连接杆；34
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下桁架角部节点；35-下桁架中部节点；
32.4-滚轴支座；41-支座耳板；411-支座耳板滑槽；412、连接凸轨；42-支座插板；421-支座插板滑槽；422、连接凸板；43-支座螺栓；
33.5-塔筒。
具体实施方式
34.本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
35.本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
36.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
37.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或隐含地包括一个或多个该特征。
38.实施例1
39.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
40.请结合图1至图7所示，本发明提供一种风电机组圆形塔筒减振器的安装装置，本
实施例中，包括四个安装组件，四个安装组件相互连接为整体，所述安装组件包括减振器1、上桁架2、下桁架3、滚轴支座4，所述上桁架2和下桁架3与风电机组圆形塔筒的内壁固定连接，所述减振器1的一端与上桁架2固定连接，所述减振器1的另一端通过滚轴支座4与下桁架3连接。
41.其中，所述上桁架2包括上桁架竖向撑杆21、上桁架水平向撑杆22、上桁架斜向撑杆23、上桁架水平向弧形连接杆24、上桁架节点25和缀块26，所述上桁架竖向撑杆21的两端与分别与竖向相邻的两个上桁架节点25固定连接，靠近下桁架3侧水平相邻的两个上桁架节点 25通过上桁架水平向撑杆22与缀块26连接，所述上桁架斜向撑杆23的两端与缀块26和远离下桁架3端的上桁架节点25固定连接，所述上桁架水平向弧形连接杆24两端分别与远离下桁架3端侧的两相邻上桁架节点25连接；
42.并且，所述下桁架3包括下桁架竖向撑杆31、下桁架斜向撑杆32、下桁架水平向弧形连接杆33、下桁架角部节点34和下桁架中部节点35，所述下桁架竖向撑杆31的两端分别与竖向相邻的两个下桁架角部节点34固定连接，所述下桁架斜向撑杆32的两端分别与下桁架角部节点34和下桁架中部节点35固定连接，下桁架中部节点35与多个下桁架斜向撑杆32连接；所述下桁架水平向弧形连接杆33设置下桁架3上远离上桁架2的端面上，所述下桁架水平向弧形连接杆33的两端分别与远离上桁架2端侧两相邻下桁架角部节点34连接。
43.本实施例中，所述滚轴支座4包括支座耳板41、支座插板42和支座螺栓43，所述支座插板42固定连接至减振器1靠近下桁架角部节点34的端部上，所述支座耳板41与下桁架角部节点34固定连接。其中，所述支座插板42上设置连接凸板422，连接凸板垂直与支座插板42设置，所述连接凸板中预留有支座插板滑槽421，所述连接插板上设置有与连接凸板相匹配的连接凸轨412，所述连接凸轨垂直与支座耳板41设置，连接凸板可插接入连接凸轨进行配合使用，所述连接凸轨上设置有与支座插板滑槽421大小相适配的支座耳板滑槽411，同一滚轴支座4中的支座耳板滑槽411和支座插板滑槽421的开槽方向一致并且垂直于所述滚轴支座4所连接的减振器1的运动方向。通过滚轴支座4将减振器1的端部连接至下桁架角部节点34，这样的构造方式使得减振器1在平面内沿垂直于减振器1轴向的方向运动，因此，在同一平面内沿不同方向布置的减振器1之间可以相互错动，从而实现了各减振器1彼此独立且正常工作。
44.本实施例中，两相邻安装组件所在的平面相互垂直，且两个相邻的安装组件共用两个上桁架节点25和两个下桁架角部节点34。
45.如图10所示，本发明在公开一种风电机组圆形塔筒减振器的安装系统，其包括减振器的安装装置和塔筒5，所述减振器的安装装置沿塔筒的长度方向上间隔设置为多个。
46.本发明的工作原理如图8和图9所示，当风电机组圆形塔筒发生横向变形时，塔筒不同高度处的横截面之间会产生相互错动，进而引起上桁架1和下桁架2之间产生错动。虽然上桁架1和下桁架2之间的错动方向随着塔筒受力方向的变化而变化，但是塔筒沿水平面内任意方向所发生的横向变形都可以表现为塔筒沿水平面内任意两个相互垂直方向的横向变形的矢量叠加，因此，本发明创造性地将减振器3布置于水平面内四个相互垂直的方向上，这就保证了桁架1和桁架2沿任意方向错动时，减振器都可以正常工作，
47.须知，上述实施例仅为了方便说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明的精神相悖的。