Результат интеллектуальной деятельности: МНОГОРЕЗОНАНСНЫЙ ГАСИТЕЛЬ ВИБРАЦИИ

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к многорезонансным гасителям вибрации, предназначенным для защиты проводов, тросов воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей линий связи.

Известен гаситель вибрации для проводов воздушных линий электропередачи, содержащий упругий демпферный элемент, грузы, выполненные C-образной стержневой формы и закрепленные по концам упругого демпферного элемента, а также зажим для подвески на проводе, закрепленный одним концом на упругом демпферном элементе, а другим крепящийся к проводу [1].

Этот гаситель работает как стандартный гаситель вибрации Стокбриджа и на некоторых частотах он не обеспечивает эффективную защиту от вибрации, поскольку в некоторых диапазонах частот мощность рассеивания гасителя невелика.

Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному является многорезонансный гаситель вибрации для проводов, тросов воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей линий связи, содержащий упругий демпферный элемент, по меньшей мере, два расположенные на нем груза и зажим, предназначенный для установки гасителя на проводе, тросе или кабеле [2].

В данном техническом решении, являющимся ближайшим аналогом предложенному, соотношения масс грузов, длин закрепления их до зажима, а также геометрические размеры грузов не определяются как оптимальные параметры гасителя, что ухудшает его амплитудно-частотные характеристики.

Перед заявителем стояла задача разработки гасителя вибрации, отличающегося конструктивными характеристиками, оптимальными как с точки зрения технологии его изготовления, так и эксплуатации на воздушных линиях электропередачи и связи, а также оптимальными параметрами, касающимися степени энергопоглощения упругого демпферного элемента. Данный технический результат был достигнут за счет новой совокупности существенных конструктивных признаков заявленного многорезонансного гасителя вибрации, приведенной в нижеследующей формуле изобретения: «многорезонансный гаситель вибрации для проводов, тросов воздушных линий электропередачи и самонесущих волоконно-оптических кабелей линий связи, содержащий упругий демпферный элемент, по меньшей мере, два расположенные на нем груза и зажим, предназначенный для установки гасителя на проводе, тросе или кабеле; упомянутый зажим расположен со смещением в любую сторону относительно его вертикальной оси симметрии на расстояние L, равные или различные по массе грузы выполнены в виде изогнутых стержней, имеющих одинаковое по всей длине сечение или различное по площади и по форме и состоящих из среднего имеющего форму полукольца радиусом R или П-образную форму или изогнутого по иной геометрической форме отрезка и двух краевых прямолинейных или криволинейных отрезков различной длины, параллельных друг другу в одной плоскости или расположенных друг относительно друга под определяемым из диапазона 0°÷60° углом α в одной или нескольких плоскостях и прикрепленных к упругому демпферному элементу посредством патрубка или через отверстие в каждом грузе, причем указанный патрубок расположен по направлению в сторону упругого демпферного элемента от каждого груза или патрубок присоединен с наружной стороны груза по центру вышеупомянутого среднего отрезка или со сдвигом на расстояние B от его центра, определяемым из диапазона 0÷60 мм, под углом s к горизонтальной оси, выбираемым в пределах 0°±45°, при этом отношение масс M₁, M₂ грузов равно M₁/M₂=0,3÷1,0, если M₁≤M₂, соотношение длин L₁, L₂ от точки выхода из патрубка до точки выхода из зажима краевых прямолинейных отрезков упругого демпферного элемента, расположенных по разные стороны от зажима, равно L₁/L₂=(M₁/M₂)^1/2k, где k=0,2÷1,8, упругий демпферный элемент выполнен в виде каната, свитого из стальных проволок с антикоррозионным металлическим или неметаллическим покрытием, отношение длины большего плеча груза к его ширине находится в пределах 1÷2,5, отношение большего плеча груза к меньшему плечу - в пределах 1,0÷4,0, радиус кривизны R полукольца среднего отрезка каждого груза равен: R=(1,5÷4,0)D, где D - толщина грузов в месте крепления в направлении горизонтальной оси, причем свободные концы грузов выполнены закругленными с радиусом скругления R₁, равным R₁=(0,3÷0,8)D₁, где D₁ - наименьший размер сечения груза в месте закругления; отношение жесткости упругого демпферного элемента к массе груза находится в пределах (2,5÷12)10⁶ H/мм²кг; упомянутый зажим расположен со смещением в любую сторону относительно его вертикальной оси симметрии на расстояние L, выбираемое из диапазона от 0 до 200 мм».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 - общий вид гасителя вибрации, выполненного согласно настоящему изобретению, вид спереди, перпендикулярно проводу (тросу, кабелю); на фиг.2 - то же, что на фиг.1, вид сверху; на фиг.3 показан вариант исполнения крепления груза с его наружной стороны.

Заявляемый гаситель вибрации, предназначенный для защиты проводов (тросов) 1 воздушных линий электропередачи, самонесущих волоконно-оптических кабелей связи, закрепляемых на опорах воздушных линий, состоит из упругого демпферного элемента 2, грузов и зажима 3, предназначенного для подвески гасителя на проводе (тросе, кабеле) 1 и расположенного посередине упругого демпферного элемента или со смещением в любую сторону относительно его вертикальной оси симметрии 4. Упругий демпферный элемент 2 выполняется в виде каната, свитого из стальных проволок с антикоррозионным металлическим или неметаллическим покрытием

Равные или различные по массе грузы выполняются в виде изогнутых стержней, имеющих одинаковое по всей длине сечение или различное сечение по площади и по форме. Они состоят из среднего имеющего форму, например, полукольца радиусом R отрезка 5 и двух краевых прямолинейных или криволинейных отрезков 6, 7, которые могут быть различной длины и располагаться параллельно друг другу в одной плоскости или могут быть расположены друг относительно друга под углом α=0°÷60° в одной или нескольких плоскостях. Отрезки 6, 7 грузов крепятся к упругому демпферному элементу 2 посредством патрубка 8 или могут крепиться непосредственно через отверстие (не показано) в каждом грузе. Патрубок 8 располагается по направлению в сторону упругого демпферного элемента от полукольца 5 груза или он может быть присоединен с внутренней или наружной стороны среднего отрезка 5 груза по его центру 9 или со сдвигом на расстояние B=0÷60 мм от центра 9 полукольца 5 груза под углом s=0°±45° к горизонтальной оси 10 упругого демпферного элемента.

При выполнении крепления упругого демпферного элемента снаружи груза (фиг.3) в грузе делается отверстие 11, и патрубок 8 крепится к наружной поверхности груза (полукольца 4).

Грузы выбираются равных или различных масс M₁, M₂ с соотношением M₁/M₂=0,3÷1,0 при условии M₁≤M₂, свободные концы грузов выполняются закругленными с радиусом скругления R₁=(0,3÷0,8)D (D - диаметр стержневых отрезков 6, 7 грузов), отношение длины большего плеча f₁ груза к его ширине h находится в пределах 1÷2,5, а отношение большего плеча f₁ груза к меньшему плечу f₂ - в пределах 1,0÷4,0. Соотношение длин L₁, L₂ от точки 12 выхода из патрубка 8 до точки 13 выхода из зажима 2 краевых отрезков 6, 7 упругого демпферного элемента определяется как: L₁/L₂=(M₁/M₂)^1/2k, где k=0,2÷1,8.

Предложенный многорезонансный гаситель вибрации собирается следующим образом: зажим 2 закрепляется в расчетной точке на упругом демпферном элементе, на котором затем устанавливаются патрубки 8; к патрубкам 8 прикрепляются грузы M₁ и M₂. Все соединения являются неразъемными.

Изобретение работает следующим образом.

Гаситель вибрации предложенного типа действует по принципу поглощения энергии колебаний провода (троса, кабеля) и теплового рассеяния ее за счет трения между собой проволок упругого демпферного элемента. Эффективность гасителя определяется его амплитудно-частотными характеристиками. В предложенном техническом решении за счет новых конструктивных, жесткостных и технологических особенностей изготовления упругого демпферного элемента, оптимального соотношения масс и геометрических размеров грузов, а также длин от точки закрепления их на упругом демпферном элементе до точки закрепления зажима на упругом демпферном элементе были достигнуты высокие амплитудно-частотные характеристики гасителя в широкой области частот (многорезонансный гаситель вибрации)

В ЗАО «МЗВА» налажен серийный выпуск предложенных многорезонансных гасителей вибрации.

Источники информации

[1]. Патент США №3052747 «Aeolian Vibration Dampers», класс 174-42, опубликован 04.09.1962.

[2]. Патент Российской Федерации №2312439 «Многорезонансный гаситель вибрации», класс H02G 7/14, заявлен 21.06.2006, опубликован 10.12.2007.