|
О ветряках---->
Книги о ветряках и других источниках энергии
ГЛАВА 2.
Ветроводоподъемники и ветронасосные агрегаты
ВЕТРОВОДОПОДЪЕМНИК ВБ-3
Стр. 34-41
Предназначен для подъема воды из шахтных колодцев и буровых скважин диаметром не менее 4 дюймов и глубиной до 15 м. Его используют на пастбищах отгонного животноводства, ското-
Стр. 34
Рис. 16. Ветроводоподъемник ВБ-3:
1 — ветроколесо; 2 — головка; 3— хвост; 4 — башня; 5 — водоподъемник; 6 — механизм управления.
прогонных трассах, животноводческих фермах и полевых станах, устанавливая непосредственно над водоисточником.
Среднегодовая скорость ветра должна быть выше 3,5 м/сек. Ветроводоподъемник состоит из ветроколеса 1 (рис. 16), головки 2, хвоста 3, башни 4, водоподъемника (инерционного насоса) 5 и механизма 6 ручного управления с устройством для автоматического пуска и остановки агрегата.
Ветроколесо быстроходного типа с двумя дур алюминиевыми лопастями снабжено системой центробежно-аэродинамического регулирования скорости вращения. Махи лопастей укреплены на
Стр. 35
Рис. 17. Головка ветроводоподъемника ВБ-3:
1 — корпус; 2 — опорный подшипник; 3 — штырь; 4 — верхний отсек башни; 5 — пружина; 6— вертлюг; 7 — штанга; 8 — вал.
шарикоподшипниках во втулке. Поэтому лопасти в зависимости от числа оборотов ветроколеса и скорости ветра, поворачиваясь под действием регулятора, могут устанавливаться на соответствующие углы заклинения фи; чем выше скорость, тем меньше угол "фи".
Головка состоит из литого корпуса 1 (рис. 17), верхнего отсека 4 башни со штырем 3 и двух опорных шарикоподшипников 2, служащих для свободного поворота головки при ее ориентации относительно направления ветра.
Стр. 36
На конце вала 8 ветроколеса имеется кривошип, на котором в двух роликоподшипниках укреплена штанга 7. Вертлюг 6, установленный на ее нижнем конце, допускает поворот головки относительно вертикальной оси.
В нижней части головки под вертлюгом установлена центральная пружина 5. Ее усилие сжатия компенсирует вес водоподъемной трубы, что облегчает пуск ветроводоподъемника и делает его работу более плавной.
Хвост четырьмя болтами крепится к приливам головки. Он состоит из двух уголков и оперения.
Башня трехгранная, состоит из трех основных уголков, трех поясов и раскосов, придающих башне необходимую жесткость. В верхней части основные уголки болтами соединяют с головкой, а внизу с уголками фундаментов, выполненных в виде отдельных железобетонных тумб.
Водоподъемник (инерционный насос) состоит из отдельных труб, которые соединяют с помощью фланцев 1 (рис. 18), втулок 3 и болтов 2. Из литой переходной муфты 4, установленной после верхнего отсека, вода по гибкому прорезиненному шлангу 5 отводится в напорный трубопровод или сливается в бак. На нижнем отсеке водоподъемной трубы с помощью муфты 9 на резьбе укреплен корпус 8 клапана. В корпусе помещен резиновый клапан 6, величину подъема которого определяет ограничитель 7. Общий подъем клапана 3 мм.
Рис. 18. Инерционный насос ветроводоподъемника ВБ-3:
1 — фланец; 2 — болт; 3 — втулка; 4 — переходная муфта; 5 — резиновый шланг; 6 — резиновый клапан; 7 — ограничитель подъема клапана; 8 — корпус клапана; 9 — муфта.
Для уменьшения поперечных колебаний водоподъемной трубы ее гибкими растяжками из прорезиненного ремня центрируют вдоль башни. Растяжки расположены тремя ярусами.
Рис. 19. Принцип работы инерционного насоса ветроводоподъемника ВБ-3:
а — ход трубы вниз — заполнение жидкостью водоподъемной трубы; б — ход трубы вверх — подача жидкости; в — ход трубы вниз — новый цикл заполнения трубы жидкостью.
а и б
Водоподъемник работает следующим образом. При вращении ветроколеса кривошип сообщает водоподъемной трубе с насосом возвратно-поступательное движение с частотой до 420 колебаний в 1 мин при ходе (амплитуде) 46 мм.
Во время движения водоподъемной трубы вниз клапан приподнимается (рис. 19) и пропускает порцию воды в трубу (положение а). В начале хода трубы вверх клапан закрывает проходные отверстия и столб воды вместе с трубой поднимается с некоторым ускорением вверх (положение б). При следующем ходе трубы вниз столб воды по инерции продолжает двигаться вверх, образуя над клапаном разрежение. Вследствие этого клапан опять поднимается и пропускает воду из водоисточника в трубу (положение в). В результате быстрого перемещения трубы вверх и вниз вода благодаря энергии, передаваемой ей от трубы, нагнетается в бак или водонапорную башню.
Рис.20
При наполнении бака водой ветроводоподъемник автоматически останавливается.
Механизм регулирования скорости вращения ветроколеса состоит из двух центрально расположенных пружин 10 и 11 (рис. 20), центробежных грузов 3 и деталей кинематической связи лопастей: направляющей втулки 9, скользящей по валу, стяжных регулируемых гаек (тандеров) — 13 и двух поводков 12.
Центробежные грузы жестко связаны с лопастями, а через поводки и тандеры — с муфтой 7 регулятора. При сжатии пусковой (малой) пружины 10 муфта скользит по втулке 9, а при сжатия основной пружины И муфта вместе с втулкой перемещается по стержню регулятора.
Если ветроколесо неподвижно, муфта 7 пружинами прижата к гайке 8 на конце стержня регулятора и лопасти занимают пусковое положение (рис. 20, а), т. е. установлены под большими углами. В этом случае ветроводоподъемник начинает работать при
Рис.21
небольшой скорости ветра. По мере раскручивания колеса и увеличения скорости вращения центробежные силы грузов, преодолевая сопротивление малой пружины, перемещают муфту регулятора и поворачивают лопасти из пускового положения в рабочее (рис. 20, б).
При дальнейшем увеличении числа оборотов центробежные силы грузов сжимают основную пружину, поворачивая лопасти в сторону уменьшения углов заклинения. При этом аэродинамический вращающий момент на колесе падает и скорость вращения уменьшается.
В момент начала регулирования углы становятся отрицательными (рис. 20, в). При снижении скорости потока и уменьшении числа оборотов ветроколеса центробежные силы грузов также уменьшаются, и основная пружина возвращает лопасти в первоначальное рабочее положение. Когда колесо вследствие снижения скорости ветра останавливается, малая пружина поворачивает лопасти в пусковое положение. Регулятор поддерживает номинальное число оборотов с отклонениями в пределах 10—15%.
Втулка с помощью конического штифта укреплена на валу колеса, который вращается на двух радиальных шарикоподшипниках, размещенных в корпусе головки.
Устройство для автоматического пуска и остановки ветроводо-подъемника представляет собой балластный бачок 1 (рис. 21), заполненный водой. Под действием веса бачка тяга 2 поворачивает рычаг 3 на оси 4. При этом через систему тяг, рычагов и вертлюжный диск 5 приводится в движение нажимной диск 6. Перемещаясь в сторону втулки ветроколеса, диск нажимает на поводки 7 с роликами и поворачивает лопасти на отрицательный угол (—3°).
При этом происходит аэродинамическое торможение. Дальнейшее перемещение диска вперед и его прижатие к втулке ветроколеса вызывают механическое торможение — колесо полностью останавливается.
Когда уровень воды в резервном баке понижается, балластный бачок опорожняется. Противовес 8 рычага 3 возвращает механизм в исходное рабочее положение: нажимной диск отходит от втулки колеса и малая пружина ставит лопасти в пусковое положение — агрегат подготовлен к работе.
Чтобы принудительно (вручную) остановить двигатель, бачок перемещают вниз и в этом положении закрепляют к уголку башни.
Техническая характеристика
Диаметр ветроколеса, м........2,8
Число лопастей...............2
Расчетное число оборотов в минуту ветроколеса при скорости ветра 5 м/сек.........420
Диапазон рабочих скоростей ветра, м/сек................ 3—30
Стр. 41
Рис. Производительность
|
ВЕТРОНАСОСНЫЕ И ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АГРЕГАТЫ. СОДЕРЖАНИЕ.
|
 |
| | |
