Блок повітряних і пневматичних пристроїв

Реферат: Об'єктом даного винаходу є блок повітряних і пневматичних пристроїв, зокрема блок високої потужності, призначений для вироблення енергії. Винахід полягає в тому, що блок переважно містить три колони (3), які складаються з співвісно розташованих сегментів (2) і з'єднані жорсткими з'єднувальними стержнями (4). Статори (5) зазначених сегментів (2) мають чотири стояки (7), з'єднані з плитами (8 і 9), причому щонайменше одна стійка (7) має прикріплений до неї трубопровід (31) для подачі стисненого повітря, причому зазначений трубопровід оснащений соплами (32). Вали (23) роторів (6) однієї колони (3а) пов'язані з компресорним вузлом (33), який з'єднаний з резервуаром (34) для стисненого повітря. Резервуар (34) для стисненого повітря з'єднаний з системою (37) стисненого повітря і її відгалуженнями до трубопроводів (31) статорів (5) інших колон (3b і 3с). UA 110970 C2 (12) UA 110970 C2 UA 110970 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Об'єктом запропонованого винаходу є блок повітряних і пневматичних пристроїв, зокрема, пристроїв великої потужності, призначений для вироблення енергії. З японської заявки JP2002130110 відома вітрова електростанція будь-якої висоти, що містить групу рухових вузлів з напрямними лопатями і допоміжними напрямними лопатями, розташованими співвісно. Ротори окремих вузлів з'єднані за допомогою храпових коліс, зчеплених з храповими собачками для передачі крутного моменту на приймачі потужності. Згідно з даним винаходом блок пристроїв створений з щонайменше двох, а переважно трьох колон, з'єднаних одна з одною жорсткими сполучними стержнями, що утворюють фермову конструкцію. Кожна колона складається з щонайменше трьох вертикальних сегментів, співвісно розташованих один над іншим, причому перший від землі сегмент зафіксований на основі. Сполучні стрижні переважно встановлені між кожною парою сегментів . Сегмент складається з статора і ротору. Статор сегмента утворений чотирма трубчастими стійками, з'єднаними на кожному кінці за допомогою круглих плит, нижньої і верхньої, паралельних одна одній, причому краї стійок виступають за межі плити. Верхня плита складається з кільця і несучої плити, з'єднаних з можливістю роз'єднання за допомогою болтів. Стійки симетрично розподілені по окружності, діаметр якої менше, ніж відстань між плитами. Притискні кільця надіті на краї, що виступають за межі нижньої плити, і зафіксовані на зазначеній плиті. Притискні кільця оснащені вушками для фіксації сполучних стрижнів, що з'єднують колони. Краї і притискні кільця містять отвори, розташовані в одному напрямку і на однакових відстанях від зовнішніх кромок стійок або притискних кілець і призначені для шплінтів, що пов'язують окремі сегменти. На вісі симетрії нижньої і верхньої плит знаходяться кронштейни для установки підшипників. На стійках і плитах зафіксовані дві вертикальні панелі, розташовані в одній площині, що проходить через вісь стійки, причому зазначені панелі нахилені під гострим кутом відносно радіусу, що проходить від вісі плити до вісі стійки. Між панелями вставлені напрямні лопаті у формі прямокутних стінок, рівномірно розподілені по колу і нахилені під гострим кутом відносно радіуса, що проходить через їх центри. Щонайменше одна стійка кожного статору має трубопровід для стисненого повітря, з'єднаний зі вказаною стійкою в точці її з'єднання з панеллю, що розташована зовні. У статорі кожен трубопровід для стисненого повітря оснащений соплами, спрямованими таким же чином, як і панелі. Статор вміщує ротор, вал якого встановлений на підшипниках. Вал має два диска, прикріплені до нього, причому між зазначеними дисками розташовані вертикальні роторні лопатки, розташовані по периферії, переважно в кількості більше восьми, причому зазначені лопатки мають напівциліндрічну форму. Направляючі лопаті статора розташовані відносно роторних лопаток таким чином, що площини, що проходять через направляючі лопаті, є дотичними до кола, на якій знаходяться вісі напівциліндричних роторних лопаток. Сполучні диски встановлені на краях валу ротора, виступаючих за межі кронштейнів підшипників, причому зазначені диски оснащені смугами, що мають щитки, розміщені на зовнішній стороні. Бічні сторони щитків покриті гнучкими накладками. Вали ротора однієї колони пов'язані з компресором, сполученим з резервуаром для стисненого повітря. Із вказаного резервуару виходять трубопроводи для стисненого повітря, з'єднані з трубопроводами для стисненого повітря в статорах, розташованих в інших колонах. Трубопроводи для стисненого повітря в статорах, розташованих колоною, герметично з'єднані. Між резервуаром для стисненого повітря і трубопроводами в статорах встановлений електромагнітний клапан, з'єднаний з допомогою системи управління з вимірювачем швидкості ротора. Рішення, запропоноване згідно з винаходом, дає можливість безперервного прийому потужності від даних сегментів вітрового двигуна, пов'язаних з пристроями, що приводять в рух. У періоди відсутності вітру ротори даних сегментів приводяться в рух за допомогою стиснутого повітря, накопиченого в резервуарі. Переважно, кожна третя колона блоку повітряних і пневматичних пристроїв призначена для стиснення повітря. Конструкція сегментів забезпечує швидку зборку і стійкість колонного блоку, зокрема, в такому варіанті, коли колони розташовані за схемою рівностороннього трикутника. Крім того, конструкція сегмента відрізняється вкрай ефективним використанням сили вітру. Об'єкт запропонованого винаходу проілюстрований прикладом, в якому: на фіг. 1 схематично показаний вид зверху блоку з трьох колон; на фіг. 2 наведено спрощений вигляд колон, включаючи вузол стисненого повітря; на фіг. 3 зображений, в збільшеному масштабі, аксіальний вид статора сегмента; на фіг. 4 зображений сегмент в поперечному розрізі; на фіг. 5 зображено загальний вид ротора сегменту; на фіг. 6 зображений збільшений вигляд спереду сполучного диску; на фіг. 7 зображений, в поперечному розрізі, детальний вид з'єднання між 1 UA 110970 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 трубопроводом для повітря і стійкою; на фіг. 8 схематично зображено вигляд вузла стисненого повітря. Згідно кресленням, три плити 1 основи нерухомо закріплені в землі, розташовані за схемою рівностороннього трикутника і підтримують кожен з восьми сегментів 2 вітрового двигуна, виконаних у вигляді трьох колон 3а, 3б і 3в, з'єднаних один з одним жорсткими з'єднувальними стержнями 4, що утворюють фермову конструкцію. Сегмент 2 вітрового двигуна складається зі статору і ротору 6. Статор 5 складається з чотирьох трубчастих стійок 7, з'єднаних на їх кінцях з нижньою плитою 8 і верхньою плитою 9, причому зазначені плити паралельні один одному, і краю 10 стійок виступають за межі плит 8 і 9. Верхня плита 9 складається з кільця 11 і несучої плити 12, закріпленої на кільці 11 болтами 13. Кронштейни 14 підшипників прикріплені болтами до нижньої плиті 8 і верхньої плиті 12. Стійки 7 симетрично розподілені по окружності, діаметр якої менше, ніж відстань між плитами 8 і 9. До нижньої плити 8 приварені чотири ребра 15, причому коротка сторона ребра з'єднана з притискними кільцями 16, надітими на краї 10 стійок 7. Притискні кільця 16 мають вушка 17 для фіксації сполучних стрижнів 4. Стійки 7 приварені до них між кільцем 11 і нижньою плитою 8, при цьому панелі 18 і 19 розташовані в площині, що проходить через вісь стійки, причому панелі 18 і 19 нахилені під гострим кутом відносно радіуса, що проходить від вісі статора 5 до вісі стійки 7. Між стійками 7 знаходяться шістнадцять направляючих лопатей 20 у формі прямокутних стінок, прикріплених до кільця 11 і до нижньої плити 8. Направляючі лопаті 20 рівномірно розподілені по колу. Краї 10 і притискні кільця 16 містять отвори 21 для шплінтів, що з'єднують окремі сегменти 2, причому зазначені отвори 21 розташовані радіально і на однаковій відстані від кромок країв 10 або кромок притискних кілець 16. У підшипниках 22 кронштейнів 14 статору 5 встановлений вал 23 ротора 6, кінці якого виступають над кронштейнами 14. До валу 23 приварені два диска 25 і 26, діаметр яких трохи менший за внутрішній діаметр кільця 11. Між дисками 25 і 26, навколо з периферії, рівномірно розподілені вісім роторних лопаток 27, кожна з яких має напівциліндричну форму і які вставлені в отвори в дисках 25 і 26 і постійно з'єднані з вказаними дисками. Відношення діаметру напівциліндричної роторної лопатки 27 до діаметру дисків 25 і 26 становить 1:04. Лопатки 27 розташовані таким чином, що пряма лінія, що проходить через вісь вала 23 ротора 24, є дотичною до обох їх кромок. Відносно роторних лопаток 27 напрямні лопаті 20 розташовані, аналогічно панелям 18 і 19, у площинах, дотичних до окружності, навколо якої розподілені вісі напівциліндричних лопаток 27. На виступаючі краї валу 23 ротора 24 встановлені диски 28, при цьому зазначені диски мають чотири смуги 29, що закінчуються спрямованими назовні щитками 30, причому зазначені диски 28 зміщені відносно один одного на ширину щитка 30. Бічні сторони щитків 30 покриті гумовими накладками 24. Коли два сегменти 2 з'єднані, щитки 30 сполучних дисків 28 знаходяться на одному і тому ж рівні. Стійки 7 містять прикріплені до них трубопроводи 31 вузла стисненого повітря, причому зазначені трубопроводи оснащені соплами 32, вихідні отвори яких направлені до центру внутрішньої поверхні лопаток 27. Трубопроводи 31 оснащені герметичними з'єднувачами, що забезпечує можливість подачі стисненого повітря в верхній сегмент 2. Трубопроводи 31 верхнього сегмента 2 закупорені. Компресорний вузол 33 пов'язаний з валом нижнього ротора 6 колони 3а і з'єднаний з резервуаром 34 для повітря високого тиску. Вали 23 роторів 6 інших двох колон 3b і 3с пов'язані з електрогенераторами 35. Резервуар 34 для стисненого повітря з'єднаний за допомогою електромагнітного клапану 36, системи 37 стисненого повітря і її відгалужень з трубопроводами 31 статорів 5 колон 3b і 3с. Електромагнітний клапан 36 пов'язаний за допомогою системи 38 управління з вимірювачем швидкості роторів 6. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 55 60 1. Блок повітряних і пневматичних пристроїв, що містить сегменти, які складаються зі статора, що має нерухомі направляючі повітря лопаті, і ротора з вертикальною віссю обертання, при цьому зазначені сегменти зібрані у вертикальні колони, що спираються на плити основи, причому вали вітрових двигунів, з'єднані один з одним в колонах, пов'язані з приймачами потужності, який відрізняється тим, що зазначений блок повітряних і пневматичних пристроїв складений із щонайменше двох, а переважно трьох колон (3), з'єднаних одна з одною жорсткими з'єднувальними стержнями (4), зафіксованими на статорах (5), причому кожен статор (5) утворений чотирма трубчастими стійками (7), рівномірно розподіленими по окружності і з'єднаними з круглою нижньою плитою (8) і круглою верхньою плитою (9), причому зазначені стійки мають дві зафіксовані на них панелі (18 і 19), при цьому зазначені панелі знаходяться в площині, розташованій під гострим кутом відносно радіуса, що проходить через вісь зазначеної 2 UA 110970 C2 5 10 15 20 25 30 стійки (7), та додатково щонайменше одна стійка (7) має зафіксований на ній трубопровід (31) для стисненого повітря, при цьому зазначений трубопровід оснащений соплами (32), спрямованими паралельно панелям (18 і 19), причому на осі симетрії нижньої плити (8) і верхньої плити (9) розташовані кронштейни (14) підшипників (22), в яких встановлений вал (23) ротора (6) з лопатками (27), причому вали (23) роторів (6) однієї колони (3а) пов'язані з компресорним вузлом (33), сполученим з резервуаром (34) для стисненого повітря, який з'єднаний з системою (37) стисненого повітря, з'єднаною з трубопроводами (31) статорів (5) інших колон (3b і 3c). 2. Блок повітряних і пневматичних пристроїв за п. 1, який відрізняється тим, що лопатки (27) ротора (6) мають напівциліндричну форму. 3. Блок повітряних і пневматичних пристроїв за п. 1, який відрізняється тим, що напрямні лопаті (20) між нижньою плитою (8) і верхньою плитою (9) виконані у формі прямокутних стінок і розміщені в площинах, дотичних до окружності, на якій знаходяться осі напівциліндричних лопаток (27). 4. Блок повітряних і пневматичних пристроїв за п. 3, який відрізняється тим, що верхня плита (9) містить кільце (11), з яким з можливістю роз'єднання з'єднана несуча плита (12). 5. Блок повітряних і пневматичних пристроїв за п. 1, який відрізняється тим, що краї (10) стійок (7) виступають за межі нижньої плити (8) і кільця (11), причому зазначені краї (10) мають притискні кільця (16), встановлені на стороні нижньої плити (8) або на стороні кільця (11). 6. Блок повітряних і пневматичних пристроїв за п. 5, який відрізняється тим, що краї (10) і притискні кільця (16) містять наскрізні отвори (21), розташовані в одному напрямку і на однакових відстанях від зовнішніх кромок стійок (7) або притискних кілець (16). 7. Блок повітряних і пневматичних пристроїв за п. 5, який відрізняється тим, що притискні кільця (16) мають вушка (17) для приєднання з'єднувальних стрижнів (4). 8. Блок повітряних і пневматичних пристроїв за п. 1, який відрізняється тим, що сполучні стрижні (4) закріплені переважно між кожною парою сегментів (2) колони (3). 9. Блок повітряних і пневматичних пристроїв за п. 1, який відрізняється тим, що на кінцях вала (23) ротора (6), які виступають за кронштейни (14) підшипників (22), розташовані сполучні диски (28) із смугами (29), що мають на своїх верхівках щитки (30), розміщені на зовнішній стороні, причому бічні стінки щитків (30) покриті гнучкими накладками (24). 10. Блок повітряних і пневматичних пристроїв за п. 1, який відрізняється тим, що між резервуаром (34) для стисненого повітря і трубопроводами (31) в статорах (5) встановлений електромагнітний клапан (36), з'єднаний за допомогою системи (38) управління з вимірювачем швидкості ротора. 3 UA 110970 C2 4 UA 110970 C2 5 UA 110970 C2 6 UA 110970 C2 7 UA 110970 C2 8 UA 110970 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9