Водоподъёмная ветроустановка
Владельцы патента RU 2699447:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) (RU)
Изобретение относится к водоподъемным установкам с приводом от ветродвигателя. Водоподъемная ветроустановка, содержащая ветротурбину, выполненную вертикально-осевой, при этом на оси ветротурбины жестко закреплено колесо с переменным рабочим профилем, по поверхности которого перемещается каток, размещенный на свободном конце шатуна, причем вторым концом шатун закреплен на подвижной опоре, а сам шатун, на который воздействует возвратная пружина, кинематически связан со штангой, которая нижним концом связана с плунжерным насосом, расположенным в водоносном слое. Изобретение направлено на повышение производительности водоподъемной установки. 1 ил.
Изобретение относится к водоподъемным установкам с приводом от ветродвигателя, для забора воды, преимущественно, из скважин в степях и пустынях, полевых станах, фермах и т.д.
Известна водоподъемная установка, включающая бесконечный рабочий орган в виде эластичной ленты с закрепленным на ее наружной поверхности поролоном, ведущий и ведомый гладкие шкивы, отжимной валик и привод в виде электродвигателя или водяного двигателя / Энциклопедия семейной жизни, том 2 "Все для мужчин", г. Донецк, изд-во "Отечество", 1993, с. 129/.
Недостатком известной установки является сложность конструкции водоподъема, высокий уровень механизации, возможность замерзания в зимнее время.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является водоподъемная ветроустановка, содержащая на башне ветроколесо, снабженное кривошипно-шатунным механизмом и кинематически связанный с шатуном плунжерный насос (а. св-во СССР №939816, опубл. 15.02.1988 г. )
Недостатком известной водоподъемной установки является применение горизонтально-осевого ветроколеса, для эффективной работы которого требуется скорость ветра более 4 м/с, а также за один оборот ветроколеса происходит один подъем плунжера насоса.
Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства, подающего воду потребителю, при меньших скоростях ветра и увеличение частоты подъемов шатуна за один оборот ветротурбины.
В результате использования предлагаемого изобретения повысится производительность водоподъемника при низких скоростях ветра, упростится конструкция механизма, обеспечивающего возвратно-поступательное движение штанги плунжерного насоса, повысится частота его движения за счет колеса с переменным рабочим профилем. Известно, что вертикально-осевые ветряные турбины типа «Савониус» страгиваются и отдают энергию вращения при значительно меньших скоростях ветра, чем горизонтально-осевые ветроколеса. Предлагаемая конструкция ветряного водоподъемника может быть эффективно использована в районах с низкими скоростями ветра.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой водоподъемной ветроустановке, содержащей ветротурбину, согласно изобретению, ветротурбина выполнена вертикально-осевой, при этом на оси ветротурбины жестко закреплено колесо с переменным рабочим профилем, по поверхности которого перемещается каток, размещенный на свободном конце шатуна, причем вторым концом шатун закреплен на оси неподвижной опоры, а сам шатун, на который воздействует возвратная пружина, кинематически связан со штангой, которая нижним концом связана с плунжерным насосом, расположеннымв водоносном слое.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлена общая схема водоподъемной ветроустановки.
Водоподъемная ветроустановка содержит вертикально-осевую ветротурбину 1 с осью 9, колесо с переменным рабочим профилем 2, каток 3, шатун 4, подвижную опору шатуна 5, возвратную пружину 6, штангу 7, плунжерный насос 8.
На оси 9 ветротурбины жестко закреплено колесо с переменным рабочим профилем 2. Шатун 4 установлен на подвижной опоре 5. На свободном конце шатуна 4 закреплен каток 3. На шатун 4 воздействует возвратная пружина 6. К шатуну 4 прикреплена штанга 7, которая нижним концом приводит в действие плунжерный насос 8, расположенный в водоносном слое.
Устройство работает следующим образом.
При вращении ветряной турбины 1 вращается колесо с переменным рабочим профилем 2, от которого вращается каток 3 передвигающийся по переменному профилю колеса 2, а так как каток 3 закреплен на оси свободного конца шатуна 4, то каток 3 и шатун 4 производят колебательные движения в плоскости вращения шатуна 4. На шатун 4 воздействует возвратная пружина 6, с помощью которой осуществляется движение штанги 7 вниз. Штанга 7 приводит в действие плунжерный насос 8, который поднимает воду из водоносного слоя наверх. Вторым концом шатун 4 закреплен на оси неподвижной опоры 5. При подъеме воды шатун 4 передвигается от колеса с переменным рабочим профилем 2, при обратном движении шатун 4 передвигается с помощью возвратной пружины 6. С шатуном 4 одним концом кинематически связана штанга 7, передающая возвратно-поступательное движение плунжерному насосу 8.
Водоподъемная ветроустановка, содержащая ветротурбину, отличающаяся тем, что ветротурбина выполнена вертикально-осевой, при этом на оси ветротурбины жестко закреплено колесо с переменным рабочим профилем, по поверхности которого перемещается каток, размещенный на свободном конце шатуна, причем вторым концом шатун закреплен на подвижной опоре, а сам шатун, на который воздействует возвратная пружина, кинематически связан со штангой, которая нижним концом связана с плунжерным насосом, расположенным в водоносном слое.
