Ветроагрегат Ромашка для подъема воды. Чертеж, описание

Бесплатная техническая библиотека

ИНСТРУМЕНТЫ И МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
Бесплатная библиотека / Справочник / Инструменты и механизмы для сельского хозяйства

Ветроагрегат Ромашка для подъема воды. Чертеж, описание

Инструменты и механизмы для сельского хозяйства

Справочник / Инструменты и механизмы для сельского хозяйства

Комментарии к статье

Водоснабжение - острая проблема для многих начинающих членов садово-огородных кооперативов, владельцев приусадебных участков.

Подать воду из местных источников с помощью бензо- или электронасосов удается далеко не везде, испытанный же временем стародавний способ - колодец да бадья - тяжел и малопроизводителен.

Ведь для садового участка площадью 0,01 га в летнее время требуется около 2-3 м3 воды в сутки. Вот почему читательская почта все чаще обращается к практике использования энергии ветра: в ряде районов страны и за рубежом хорошо зарекомендовали себя ветромеханические водоподъемные агрегаты, многие из которых сконструированы и изготовлены самодеятельными авторами. К сожалению, нередко такие конструкции выполнены на примитивном уровне, что объясняется почти полным отсутствием массовой литературы по проектированию и изготовлению современных ветроустановок.

Сегодня мы решили познакомить читателей с устройством бытового ветромеханического агрегата "Ромашка", разработанного в Научно-производственном объединении "Ветроэн". По технико-экономическим показателям "Ромашка" принадлежит к числу современных отечественных устройств данного класса и превосходит по ряду параметров зарубежные образцы. Она проста конструктивно, не содержит дефицитных узлов и деталей, безопасна в работе, удобна и неприхотлива в эксплуатации.

Все это позволяет рекомендовать "Ромашку" для самостоятельного изготовления.

Установка "Ромашка" предназначена для подъема воды из любых водоисточников (скважины, колодца, открытого водоема и т. д.) с глубиной залегания воды до 8 м и может использоваться как на стационарных участках, так и на летних пастбищах.

Ветроагрегат рассчитан на применение в районах с умеренным климатом и среднегодовыми скоростями ветра не менее 3 м/с - это европейская часть СССР, Западная Сибирь, Казахстан, Средняя Азия, Закавказье, Алтай. Достоинство установки - автономность: постоянного присутствия или какого-либо вмешательства во время ее работы не требуется.

"Ромашка" (рис. 1) - ветродвигатель, в опоре стойки которого смонтирован насос. Трубчатая стойка крепится с помощью шести проволочных растяжек и трех забивных анкеров.

Технические характеристики

Производительность (при скорости ветра 5 м/с и общей высоте подъема воды 10 м), л/ч: 300
Максимальная глубина всасывания воды, м: 8,0
Минимальная рабочая скорость ветра, м/с: 2,5
Максимальная скорость ветра, м/с: 40
Максимальная высота нагнетания воды, м: 3,5 (5,5)
Диаметр ветроколеса, м: 1,2
Число лопастей ветроколеса, шт: 12
Максимальный коэффициент использования энергии ветра: 0,36
Максимальный КПД ветроагрегата: 0,22
Номинальная быстроходность ветроколеса (отношение окружной скорости лопасти и скорости ветра): 1,1
Максимальные обороты ветроколеса на холостом ходу, об/мин., не более: 250
Высота ветроагрегата до оси ветроколеса, м: 4 (6)
Длина всасывающего рукава, м: не более 30
Масса ветроагрегата с комплектом анкеров и растяжек при высоте 4 м, кг: не более 37

Рис. 1. Ветроагрегат "Ромашка" для подъема воды (А - рабочее положение, Б - останов) (нажмите для увеличения): 1 - трубчатая стойка, 2 - опорная часть с насосом, 3 - растяжки, 4 - анкер, 5 - ветродвигатель

Ветродвигатель (рис. 2) - многолопастный, тихоходный. Его двух- или трехсекционная стойка может быть высотой 4 или 6 м. В верхней части расположена головка с 12-лопастным ветроколесом, имеющим три степени свободы. При изменении направления ветра оно автоматически самоустанавливается с подветренной стороны опоры благодаря повороту головки. Для эффективного самоустановления ветрового колеса и стабилизации его в ветровом потоке, а также для разгрузки от изгибающего момента оси лопастей наклонены к оси ветроколеса и составляют с ней угол в 75°.

Рис. 2. Устройство ветродвигателя (нажмите для увеличения): 1 - стержень с лопастью, 2 - ступица (АМг-6), 3 - болт М6, 4, 5 - упорные кольца, 6 - втулка (Ст. 45), 7 - крышка (АМг-6), 8 - подшипник № 60205, 9 - винт М6 (6 шт.), 10 - тарелка (Ст. 20), 11- ось Ø 30 мм (Ст. 20), 12 - буфер (резина Ø 20 мм), 13 - фланец (Ст. 3), 14 - труба L 1830 мм, 15 - муфта, 16 - втулка (полиамид, фторопласт, 2 шт.), 17 - муфта (Ст. 20), 18 - труба L 2000 мм, 19 - тяга (Ст. 20 Ø 6 мм), 20 - ось (Ст. 20), 21, 22 - упорные кольца, 23 - подшипник № 1000908, 24 - труба (Ст. 3), 25 - упорное кольцо, 26 - корпус (Ст. 20), 27 - вертлюг (Ст. 45), 28 - гайка (Ст. 45), 29 - кольцо (проволока Ø 1,6 мм), 30 - велосипедный подшипник, 31 - шарик Ø 10 мм, 32 - скоба (Ст. 20 Ø 6 мм), 33 - труба L 420 мм, 34 - груз, 35 - рычаг (Ст. 3), 36 - втулка (Ст. 20), 37 - ось Ø 16 мм (Ст. 20), 38 - шайба (Ст. 20), 39 - болт М12 (Ст. 20), 40 - подшипник № 60201, 41 - втулка (БрАЖ-9-4), 42 - втулка (БрАЖ-9-4), 43 - полуось (Ст. 45), 44 - гайка М10, 45 - пружинная шайба (12 шт.), 46 - кольцо (Ст. 20), 47 - корпус вертлюга (Ст. 20), 48 - кольцо (Ст. 45), 49 - втулка (БрАЖ-9-4), 50 - шпилька М10 (Ст. 20), 51, 54 - щеки (Ст. 3), 52 - шпилька М10 (Ст. 20), 53 - ось (Ст. 20)

Чтобы уменьшить лобовое давление воздушного потока и устранить влияние гироскопических сил при резких боковых порывах ветра, ветроколесо закреплено на коромысле, способном поворачиваться относительно горизонтальной оси, перпендикулярной оси вращения и пересекающейся с осью опоры. Таким образом, под действием сильного ветра колесо как бы "всплывает" в воздушном потоке. При этом момент от сил лобового давления на лопасти (относительно горизонтальной оси поворота коромысла) уравновешивается весовым моментом, равным 0,2-0,3 кГм, этим обеспечивается начало отклонения ветроколеса от исходного положения при скорости ветра 5-6 м/с. Для компенсации части веса колеса коромысло с наветренной стороны оборудовано грузом-противовесом, в отверстие которого вставлена проволочная петля. Последняя служит для остановки ветроагрегата: достаточно легким шестом с крюком на конце, зацепив его за петлю, перевести ось колеса в вертикальное положение.

Механизм передачи усилия от ветроколеса к насосу - кулачково-рычажный, с вертикальной тягой, движущейся возвратно-поступательно. Тяга проходит внутри опоры ветродвигателя в антифрикционных направляющих. На одном конце двуплечего рычага, закрепленного на оси между щек коромысла, имеется ролик (шарикоподшипник). Он взаимодействует с внутренней боковой поверхностью тарелки, эксцентрично закрепленной на ступице ветроколеса. При вращении лопастей ролик, обкатываясь по тарелке, сообщает рычагу колебательное движение. Другой конец рычага через шарнир и вертлюг соединен с вертикальной тягой. Ось подвески вертлюга (шарнир) при среднем положении рычага совпадает с горизонтальной осью поворота коромысла. Таким образом исключается влияние действующих в механизме передачи сил на положение ветроколеса и коромысла в ветровом потоке.

Так как ось поворота рычага находится ниже оси поворота коромысла, амплитуда вертикальных перемещений тяги насоса возрастает при увеличении скорости ветра и отклонении коромысла с ветроколесом. Этим обеспечивается увеличение производительности насоса, оптимальное использование мощности ветроколеса при различных скоростях ветра и повышение КПД агрегата.

Лопасть (рис. 3) представляет собой лопатку с приклепанным к ней стальным термообработанным стержнем. Лопатка - трапециевидная в плане, отштампована из дюралюминиевого листа марки Д16 или Мг6 толщиной 1,2 мм; профиль - дужка постоянного радиуса. Для жесткости выполнен Т-образный зиг. Ось стержня проходит параллельно передней кромке, чем достигается геометрическая крутка лопасти 18°. Наклонная лыска на конце стержня обеспечивает одинаковое угловое положение лопастей в ступице ветроколеса (угол установки равен 23° на конце и 45° у комля), лыска способствует самозатяжке лопасти центробежными силами при ослаблении крепежных болтов (тем не менее болты после затяжки необходимо попарно контрить проволокой или отгибными шайбами). Масса отдельной лопасти - не более 400 г, а разность масс не должна превышать 5-10 г. Дисбаланс ветроколеса относительно оси вращения - не более 2,5 Гм.

Рис. 3. Лопасть ветродвигателя (нажмите для увеличения): 1 - лопатка (АМг-6), 2 - стержень (Ст. 45 Ø 10 мм), 3 - заклепка, 4 - шайба

Насос (рис. 4) - самовсасывающий, с горизонтальной проточной резиновой диафрагмой, имеет три полости. Приемная полость соединена с всасывающим рукавом, поддиафрагменная сообщается с приемной через шесть отверстий, перекрытых всасывающим клапаном, наддиафрагменная полость снизу соединяется с поддиафрагменной также шестью отверстиями, перекрытыми нагнетательным клапаном, а сверху - со сливным шлангом и с полостью опоры ветродвигателя. Последнее "спасает" ветроагрегат от поломки при случайных пережатиях сливного шланга.

Рис. 4. Насос (нажмите для увеличения): 1 - пробка, 2 - сетка, 3 - кольцо, 4 - всасывающий рукав, 5 - ниппели, 6 - диафрагма, 7 - корпус (АМг-6), 8 - всасывающий клапан, 9 - винт М5, 10 - гайка М5, 11, 14 - пружинные шайбы, 12 - болт М6 (6 шт.), 13 - гайка М6, 15 - днище (Ст. 3), 16 - прокладка, 17 - кольцо (Ст. 3), 18 - тарелка (Ст. 20), 19 - нагнетательный клапан, 20 - пружина, 21 - конус (Ст. 3), 22 - кольцо (Ст. 3), 23 - ось (Ст. 20), 24 - кольцо (Ст. 3), 25 - поливной шланг

Диафрагма по периферии зажата между верхним и нижним корпусами насоса шестью болтами, а по центру - между верхней и нижней тарелками с отверстиями - тремя винтами. В верхнюю тарелку запрессована ось насоса, в которую ввинчивается тяга ветродвигателя. На оси выполнена проточка, на нее надет пластинчатый нагнетательный клапан. Возвратная пружина с усилием от 5 до 10 кг через верхнюю тарелку поджимает диафрагму, обеспечивая ее возврат и силовое замыкание механизма передачи ветродвигателя.

Всасывающий рукав - полиэтиленовая (полипропиленовая) труба длиной 10...30 м с внутренним O 20 мм и толщиной стенки 2 мм, что позволяет избежать его сжатия атмосферным давлением при разрежении в насосе. Конец рукава снабжен приемным сетчатым фильтром с ячейками 1-1,5 мм.

Чтобы предотвратить обильное газовыделение из воды (кавитацию) при больших глубинах всасывания, приемная полость насоса снабжена компенсирующей камерой (кольцевая проточка в нижнем корпусе). Поддиафрагменная полость насоса выполнена с возможно меньшим свободным объемом, что позволяет увеличить степень разрежения и вести всасывание с глубины до 8,5 м. Продольный шлицевый паз шириной и глубиной 2-3 мм на нижней тарелке со стороны клапана предотвращает срыв клапана при малых зазорах между всасывающим клапаном и нижней тарелкой диафрагмы.

Все части насоса, работающие в воде, следует тщательно защитить ст коррозии. Наружные поверхности серийных ветроагрегатов покрывают грунтовкой ФЛ-ОЗК и окрашивают эмалью ПФ-115 в белый или светло-серый цвет, а концы лопастей, крышку ступицы, груз-противовес, соединительные муфты опоры и насос - в красный цвет. Трущиеся поверхности и подшипники необходимо смазать (ЦИАТИМ 201 или ЛИТОЛ).

"Ромашка" предназначена для эксплуатации в теплое время года при температуре воздуха не ниже плюс 1°. Перед наступлением заморозков ее необходимо остановить, переведя ветроколесо в положение "останов". На зиму же, чтобы увеличить сроки службы диафрагмы, ветроагрегат целесообразно разобрать, просушить и хранить в помещении.

"Ромашка" монтируется силами двух-трех человек на открытом для ветра месте так, чтобы расстояние от ветроколеса до ближайшего препятствия (деревьев, строений и т. п.) составляло не менее 25-50 м. Удаление от водоисточника зависит от длины всасывающего рукава и высоты подъема воды, но не должно превышать 15-20 м. Верхнюю точку всасывающего рукава следует располагать по возможности ниже. При высоком оголовке колодца (скважины) рукав выводится через отверстие в боковой стенке оголовка, проделанное в 150-200 мм от поверхности земли.

Устанавливают ветроагрегат на плотный утрамбованный грунт или твердую площадку, подставку. Анкера забиваются не ближе чем в 2,5-3 м от стойки ветроагрегата, равномерно по окружности, на глубину 400-800 мм. На слабом грунте (песок, торф) вместо анкеров целесообразнее применять закопанные на глубину 500-1000 мм якоря - пластины площадью не менее 0,06 м2.

Перед подъемом ветроагрегата растяжки предварительно цепляются за фланцы опоры и за отверстия в забитых анкерах, затем стойка с ветроколесом поднимается в вертикальное положение, при этом нижняя часть опоры (насос) подводится в центр площадки. Остается выбрать слабину растяжек и окончательно их закрепить. Натяжение верхнего яруса растяжек обеспечивается дозабивкой анкеров; нижний - страховочный ярус может слегка провисать.

Перед первым запуском следует залить в насос через сливной шланг 1-2 л воды - смочить и герметизировать клапаны насоса. При силе ветра 2,5-3 м/с через несколько минут после пуска агрегат начнет подавать воду.

Во время работы установки может возникнуть стук в кулачково-рычажном механизме, иногда затруднен запуск ветроколеса. Эти помехи устраняются регулировкой длины тяги ветродвигателя: навинчиванием (или свинчиванием) вертлюга на верхний резьбовой конец тяги.

Регулировку необходимо выполнить до подъема ветроагрегата, причем диафрагма насоса не должна доходить до крайнего нижнего положения на 2-3 мм при отклонении коромысла с ветроколесом на 45° от исходного положения. После регулировки тягу надо надежно законтрить, чтобы предотвратить самоотвинчивание.

Для гарантированного водообеспечения ветроагрегат эксплуатируется с водонакопителем - емкостью объемом 1,5-2 м3. Ее рекомендуется устанавливать не далее, чем в 10 м от насоса. На случай переполнения емкости следует предусмотреть специальный сливной патрубок или шланг.

Характеристики ветроагрегата, полученные на испытаниях при высоте всасывания 8 м и общей высоте подъема воды до 10 м, приведены на диаграммах (рис. 5 и 6). Максимальная скорость ветра при испытаниях составила 40 м/с.

Ветроагрегат Ромашка для подъема воды
Рис. 5. Зависимость производительности ветроагрегата "Ромашка" от скорости ветра

Ветроагрегат Ромашка для подъема воды
Рис. 6. Среднесуточная производительность ветроагрегата "Ромашка" для районов с различными среднегодовыми скоростями ветра

Опыт годичной эксплуатаций ветроагрегатов "Ромашка" показал их надежность, простоту и удобство обслуживания.

Автор: С.Никонов

Рекомендуем интересные статьи раздела Инструменты и механизмы для сельского хозяйства:

▪ Мотолебедка

▪ Плоскорез Рудулис

▪ Шаровая тачка

Смотрите другие статьи раздела Инструменты и механизмы для сельского хозяйства.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива

VHS продолжает терять позиции 19.06.2003

Долгое время формат DVD не мог всерьез поколебать позиции, занимаемые носителями VHS-стандарта в секторе бытового видео. Только после того как цены на приводы DVD, а за ними и на бытовые плееры, резко снизились, положение стандарта VHS на рынке стало неуклонно ухудшаться.

Цифровой носитель с более высоким качеством изображения и звука теперь стоит не намного больше обычной видеокассеты, поэтому все больше людей делает выбор именно в пользу покупки оборудования, предназначенного для работы с DVD.

Недавно базирующаяся в Калифорнии организация под названием Video Software Dealers Association отметила первый в истории факт превышения количества отданных в прокат DVD над количеством арендованных видеокассет VHS. В течение недели на территории США клиенты видеопрокатов взяли для просмотра 28,2 миллиона дисков DVD и лишь 27,3 миллиона кассет VHS.

Если раньше отмечался факт превышения количества проданных DVD-плееров над количеством реализованных видеомагнитофонов, то теперь уже очевидно преобладание спроса на "новый" формат и среди носителей. Момент, когда VHS займет заслуженное место в истории рядом с виниловыми пластинками, неумолимо приближается.

Другие интересные новости:

▪ Через 40 лет Арктика лишится льда

▪ Игровой монитор MSI G322CQP с вогнутым экраном WQHD

▪ Автодорога со светящейся разметкой

▪ 64-слойная флэш-память V-NAND и SSD

▪ Конкурс машин-роботов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Предварительные усилители. Подборка статей

▪ статья Умерщвляют живых, чтобы почтить мертвых. Крылатое выражение

▪ статья Какого цвета Марс? Подробный ответ

▪ статья Какого цвета небо? Детская научная лаборатория

▪ статья Автономная автомобильная сирена. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Еще несколько опытов с инерцией. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте