Амортизатор растяжки ветряной установки

Область использования: электромашиностроение, ветроэнергетика, растяжки мачт и стоек ветряных установок, антенн, мачт сотовых и других операторов, опор линий электропередач, столбов. Задача: гашение (т.е. снижение амплитуды) осевых вибрационных колебаний растяжки мачты или иного сооружения, предотвращение возникновения стоячих волн. Сущность: Цель настоящей полезной модели достигается тем, что растяжка мачты ветросиловой установки содержит амортизирующий (демпфирующий) элемент, расположенный в верхней ее части и служащий для гашения осевых (продольных вдоль растяжки) возвратно-поступательных колебаний и стоячих волн, основным элементом которого является пружина или цилиндрический элемент, выполненный из эластичного полимерного материала, расположенный в цилиндрическом корпусе между одним из его оснований и круглой пластиной, закрепленной на конце штока, проходящего через отверстие в этом же основании цилиндрического корпуса и имеющего на конце проушину для крепления к кронштейну мачты при том, что другое основание цилиндрического корпуса имеет проушину, подлежащую креплению к растяжке мачты ветросиловой установки. Предлагаемый амортизатор отличается конструкцией исполнения и тем, что он используется в другой области техники, служит для гашения вибрационных колебаний растяжки мачты ветряной установки, а также стоячих волн. Данный амортизатор может также использоваться для гашения вибрационных колебаний, возникающих в тросовых и цепных растяжках инженерных сооружений (зданиях, мостовых конструкциях, крановых и подъемных механизмах и т.д.). 2 н.п.ф., 2 фиг.

Настоящая полезная модель относится к ветросиловым (ветроэнергетическим, ветряным) установкам, конкретно, к конструкции растяжек (оттяжек) мачты.

Целью полезной модели является гашение вибраций и пляски растяжек (галлопирования), возникающих при вращении ротора ветросиловой установки и передающихся с ротора на мачту и далее на растяжку. Галлопирование представляет собой вид высокоэнергетического импульса, который имеет циклический характер и вызывает сильную нагрузку в местах крепления растяжки.

При работе ветряной установки на определенных частотах вращения в ступице ротора возникают вибрационные колебания в связи с неидеальной балансировкой ротора, неизбежно имеющей погрешности при любом из известных способов балансировки и регулировки наклона ротора, а также из-за внешних воздействий (наледь, попадание воды в лопасть, перекосы лопастей и т.д.). Вибрационные колебания через ступицу передаются на мачту, на которой размещена ступица с ротором. Радиальные (горизонтальные) колебания мачты приводят к пляске (галлопированию) растяжек, в связи с чем:

1. Вибрационные колебания передаются конструкции фундамента. При расположении фундамента растяжки на инженерном сооружении (здании, мостовой конструкции и т.д.) вибрационные колебания передаются конструкциям сооружения, что негативно сказывается на прочности этих конструкций и может привести к их разрушению.

2. Может возникнуть стоячая волна (волны), приводящая к возникновению продольных вдоль растяжки возвратно-поступательных вибрационных колебаний и, в конце концов, к последующему отрыву растяжки и/или разрушению мачты и/или ротора установки.

Известен ряд изобретений, служащих для гашения вибраций различных конструкций. Российские патенты 2064083, 2272175, 2268423, 2246647, 2229638, 2000126760, 2224931, 2222731, 2006145914, патенты US D 571643S, US 4668109.

Российское изобретение 2006145914 наиболее близко к настоящей модели по целям и способам их достижения и может являться прототипом для данной полезной модели. Прототип представляет собой резинометаллический амортизатор, в котором эластичный элемент приклеен и/или привулканизован к внутренней металлической втулке, при необходимости связанной с наружным металлическим корпусом за счет силы трения, или приклеенный и/или привулканизованный к нему, отличающийся тем, что эластичный элемент дополнительно приклеен и/или привулканизован к металлической арматуре, примыкающей к одному или обоим торцам внутренней металлической втулки амортизатора и выполненной в виде втулки с отбортовкой, имеющей цилиндрическую(кие) и/или коническую(кие) части, или цилиндрическую(кие) и тороидальную(ные) части, или цилиндрическую(кие) и трапециевидную(ные) части, на которых могут при необходимости располагаться отверстия и/или оребрения.

Недостатком прототипа является сложность производства, дороговизна и невозможность практического применения в таком виде данного изобретения в растяжках ветросиловых установок.

Цель настоящей полезной модели достигается тем, что растяжка мачты ветросиловой установки содержит амортизирующий (демпфирующий) элемент, который выполняет функцию гашения осевых (направленных вдоль растяжки) возвратно-поступательных колебаний и гашение стоячих волн. Причем расположение амортизирующего элемента возможно как сверху (с креплением к кронштейну мачты), так и снизу (к кронштейну фундамента).

Предлагаемый амортизатор отличается тем, что он используется в другой области техники, служит для гашения вибрационных колебаний растяжки мачты ветряной установки, а также стоячих волн. Данный амортизатор может также использоваться для гашения вибрационных колебаний, возникающих в тросовых и цепных растяжках инженерных сооружений (зданий, мостовых конструкций, крановых и подъемных механизмов и т.д.).

Ниже подробно описана конструкция.

Фиг.1 иллюстрирует расположение растяжек 4 и их крепление к мачте 3 ветросиловой установки 1 и фундаменту 5. В верхней части растяжки 4 расположен амортизатор 2, соединяющий растяжку 4 и кронштейн, находящийся на мачте 3.

На фиг.2 представлены эскизы различных исполнений амортизатора. Проушиной 6 амортизатор крепится к растяжке, проушиной 11 к кронштейну мачты. Амортизатор представляет собой цилиндрический корпус 7, имеющий отверстие в одном из оснований 12, через которое проходит шток 10, с одного конца которого находится проушина 11, подлежащая креплению на кронштейне мачты. Другой конец штока 10 имеет плоскую круглую пластину 8. Между пластиной 8 и основанием цилиндрического корпуса 12 расположена пружина 9-1 или иной демпфирующий элемент 9-2, изготовленный из эластичного полимерного материала, например резины, и являющийся гасителем колебаний, возникающих в растяжке.

При возникновении осевых (продольных) возвратно-поступательных вибрационных колебаний растяжки мачты пружина 9-1 (или демпфирующий элемент 9-2) сглаживает колебания 13, тем самым уменьшая вибрационную нагрузку на фундамент, направленную вдоль растяжки. Благодаря демпфирующему воздействию амортизатора данная конструкция также препятствует возникновению стоячих волн, которые могут возникнуть в растяжке. Если растяжка является не цепной, а тросовой, естественный демпфирующий эффект троса усиливает амортизацию и уменьшает галлопирование растяжки.

Амортизирующий (демпфирующий) элемент, служащий для гашения осевых (продольных вдоль растяжки) возвратно-поступательных колебаний и стоячих волн, расположенный в верхней части растяжки мачты ветросиловой установки, основным элементом которого является пружина или цилиндрический элемент, выполненный из эластичного полимерного материала, например резины, расположенный в цилиндрическом корпусе между одним из его оснований и круглой пластиной, закрепленной на конце штока, проходящего через отверстие в этом же основании цилиндрического корпуса и имеющего на конце проушину для крепления к кронштейну мачты при том, что другое основание цилиндрического корпуса имеет проушину, подлежащую креплению к растяжке мачты ветросиловой установки.