Бесплатная техническая библиотека

Ветроагрегат Ромашка для подъема воды. Чертеж, описание

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.

Рис. 5. Зависимость производительности ветроагрегата "Ромашка" от скорости ветра

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:

▪ Мини-грузовичок

▪ Косит нож

▪ 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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Экологическая защита для овощей и фруктов 17.01.2025 Исследователи из женского колледжа Шри Нараяна в Колламе, Керала, Индия, разработали инновационный способ продления свежести фруктов и овощей. Группа под руководством Пурнимы Виджаян предложила использовать съедобное покрытие, созданное на основе целлюлозных нановолокон (CNF), полученных из луковой шелухи. Этот подход не только продлевает срок хранения продуктов, но и способствует их безопасности благодаря включению нанокуркумина, известного своими антимикробными свойствами. Основным компонентом покрытия являются CNF, полученные из переработанных отходов лука. Эти нановолокна соединяются с синтетическим биополимером, который улучшает структуру покрытия, устраняя проблемы с водостойкостью и термической стабильностью, ранее свойственные материалам на основе CNF. Кроме того, добавление нанокуркумина усиливает антимикробные свойства покрытия, делая его особенно эффективным для предотвращения порчи. Для проверки эффективности этой разработки ученые провели эксперимент с апельсинами. Плоды погружали в раствор, содержащий CNF, и затем оставляли для естественной сушки. В течение двух недель специалисты оценивали различные параметры сохранности фруктов. Результаты показали, что обработанные апельсины сохраняли свежесть значительно лучше, чем необработанные. Уменьшение потери веса, стабильность уровня кислотности и замедление процессов разложения растворимых веществ свидетельствовали о высоких защитных свойствах покрытия. Такая технология открывает новые перспективы для сохранения продуктов. Использование луковой шелухи, которая обычно считается отходом, делает эту разработку экологически безопасной и ресурсосберегающей. Превращение биологических отходов в функциональный материал не только решает проблему утилизации, но и создает высокоэффективное решение для пищевой промышленности. Съедобное покрытие обеспечивает дополнительный уровень безопасности продуктов, исключая необходимость в неорганических консервантах. Применение таких оболочек может существенно сократить количество пищевых отходов и уменьшить зависимость от пластиковых упаковок, что особенно актуально в контексте экологических вызовов современности. Покрытие из луковой шелухи на основе CNF - это не просто инновация, а практичное решение, способное улучшить качество и долговечность фруктов и овощей. Дальнейшая работа в этом направлении может привести к масштабному внедрению подобных технологий, что станет важным шагом к устойчивому развитию пищевой индустрии.

Другие интересные новости:

▪ Честная награда усиливает память

▪ Портативные жесткие диски Stream S03 с интерфейсом USB 3.0

▪ MB86064 - 14-разрядные цифро-аналоговый преобразователь

▪ Рекорд самой низкой искусственно созданной температуры

▪ Распознавание наркотиков по отпечаткам пальцев

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Прошивки. Подборка статей

▪ статья Быстрый нагрев воды в бане. Советы домашнему мастеру

▪ статья Почему в Китае соотношение новорожденных мальчиков к девочкам значительно выше нормы? Подробный ответ

▪ статья Электромонтер по оперативным переключениям в распределительных сетях. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Сабвуфер 52wSUB2L-2. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья UPS-автоматизированный инвертор-зарядник, 12/220 вольт 1 киловатт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025