Вітроагрегат

1 Вітроагрегат, який містить нерухому опору із зубчастим колесом, котре закріплено на її верхній частині, і розміщену на опорі поворотну головку з вітроколесом та гідравлічним демпфером, який включає гальмівну ємкість з рідиною і розташований у ній робочий елемент, котрий з'єднано проміжним валом з шестірнею, яка взаємодіє із зубчастим колесом опори, який відрізняється тим, що його додатково споряджено рухомим поршнем, котрий розміщено у гальмівній ємкості гідравлічного демпфера, вхідними і вихідними проточними каналами, які виконано у гідравлічному демпфері так, що ВХІДНІ канали забезпечують попадання рідини із середньої частини гальмівної ємкості у робочі МІСТКОСТІ, котрі утворено торцями рухомого поршня і стінками гальмівної ємкості, а ВИХІДНІ - вихід рідини із робочих місткостей, запірними клапанами, які перекривають ВХІДНІ проточні канали, при цьому робочий елемент виконано у вигляді циліндра, котрий з єднано з проміжним валом так, що їх осі паралельно зміщено, рухомий поршень і проміжний вал встановлено так, що їх осі розміщено перпендикулярно, а в середній частині рухомого поршня виконано поперечний паз, в якому розміщено робочий елемент 2 Вітроагрегат за п 1, який відрізняється тим, що ВХІДНІ проточні канали його гідравлічного демпфера виконано у рухомому поршні гальмівної ємкості таким чином, що входи у них розташовано у середній частині рухомого поршня, а виходи із них - на його торцях, до того ж, їх запірні клапани виконано у вигляді рухомих кришок, котрі установлено на торцях рухомого поршня 3 Вітроагрегат за п 1, який відрізняється тим, що його додатково споряджено проміжним елементом, котрий має плоскі та паралельні між собою бокові поверхні і отвір, який виконано між ними, до того ж отвір розміщено так, що його вісь розташовано паралельно боковим поверхням, при цьому проміжний елемент установлено у поперечний паз рухомого поршня гальмівної ємкості таким чином, що його бокові поверхні оперто на плоскі стінки поперечного паза, а циліндричний робочий елемент гідравлічного демпфера розміщено в отворі проміжного елемента так, що його циліндричну ПОВерХНЮ ОПерТО На ЦИЛІНДРИЧНУ ПОВерХНЮ ОТВОРУ О (О 00 о (О Пропонуємий пристрій відноситься до вітроенергетичного устаткування, а саме, до вітроагрегатів і призначається для забезпечення точної, плавної і повільної орієнтації головки вітроагрегату відносно напрямку вітру Відомий вітроагрегат (ас №1477946, СРСР, МКВ F 03 d 11/00, БВ №17, 1989), який включає нерухому опору і розміщену на ній поворотну головку з вітроколесом, з'єднану стержнем з флюгерною пластиною, котру розміщено з протилежного (відносно ГОЛОВКИ) боку від вітроколеса Він має простий і надійний механізм орієнтації поворотної головки відносно напрямку вітру, котрий постійно забезпечує розміщення вітроколеса перпендику лярно до напрямку вітру, і ВІДПОВІДНО - найкращі умови для роботи вітроагрегату При ЗМІНІ напрямку вітру флюгерна пластина займає положення уздовж його напрямку, повертаючи головку з вітроколесом у потрібне положення, при цьому, завдяки прогину пружнього стержня, з'єднуючого флюгерну пластину з головкою, поворот головки виконується плавно Однак плавний поворот головки може виконуватися тільки при малих змінах напрямку і швидкості вітру тому, що можливість прогину будь-якого стержня має межу Тому при великій швидкості вітру і швидкій ЗМІНІ його напрямку поворот головки відбувається з великою швидкістю і на елементи обертаючогося вітроколеса 46086 діють великі навантаження, котрі можуть їх зламаканали розташовано у середній частині рухомого ти Цей недолік обмежує застосування вітроагрепоршня, а виходи із них - на його торцях, до того ж гату їх запірні клапани виконано у вигляді рухомих Найбільш близьким по технічній суті до пропокришок, котрі установлено на торцях рухомого нуємого пристрою є вітроагрегат (ас №1557350, поршня Для збільшення часу надійної роботи вітСРСР, МКВ F 03 D 1/00, БВ №14, 1990), який місроагрегату (за рахунок зменшення зносу елементить нерухому опору із зубчастим колесом, котре тів демпфера), згідно винаходу, пропонуємий вітзакріплено на її верхній частині і розміщену на роагрегат додатково споряджено проміжним опорі поворотну головку з вітроколесом та гідравелементом, котрий має плоскі та паралельні між лічним демпфером, який включає гальмувальну собою бокові поверхні і отвір, який виконано між ємність з рідиною і розташований у ній робочий ними, до того ж отвір розміщено так, що його вісь елемент, котрий з'єднано проміжним валом ізшесрозташовано паралельно боковим поверхням, при тернею, яка взаємодіє із зубчастим колесом опоцьому проміжний елемент установлено у поперери, при цьому робочий елемент виконано у вигляді чний паз рухомого поршня гальмувальної ємності лопатьної мішалки (його взято за прототип) таким чином, що його бокові поверхні оперто на плоскі стінки поперечного паза, а циліндричний Цей вітроагрегат може забезпечити плавний і робочий елемент гідравлічного демпфера розміповільний поворот головки при більших змінах щено в отворі проміжного елементу так, що його напрямку і сили вітру (у порівнянні з попереднім), циліндричну поверхню оперто на циліндричну поале тоді його механізм орієнтації буде великий, верхню отвору важкий і дорогий тому, що у ньому використовується малоефективний процес демпфірування за Суть винаходу міститься в дальшому На нерахунок сил тертя швидко обертаючихся лопаток рухомій опорі розміщено поворотну головку з вітоб в'язку рідину До того ж, у швидко обертаючихроколесом Вітроколесо розташовано за головкою ся частин механізму демпфірування буде підви(відносно напрямку вітру) і воно як флюгер поверщений знос тає головку при ЗМІНІ напрямку вітру у потрібне для ефективної роботи положення При швидкій При великій швидкості вітру і великих змінах ЗМІНІ напрямку вітру (і будь-якій швидкості вітру) його напрямку малоефективний процес демпфірувідбувається плавний і повільний поворот головки, вання також не може забезпечити повільного пощо виключає пошкодження обертаючогося вітровороту головки, що обмежує використовування колеса і додаткові навантаження на ІНШІ елементи вітроагрегата вітроагрегату, але на відміну від прототипу, це В основу винаходу поставлено завдання ствоздійснюється завдяки простому, ефективному і рення легкого, простого по конструкції і в обслугокомпактному механізму орієнтації головки вітроагвуванні, дешевого і надійно працюючого у широрегату Компактність і ефективність якого отримакому диапазон! вітрів вітроагрегату на завдяки змінам, внесеним у конструкцію протоПоставлене завдання вирішується тим, що вітипу, котрі дозволили використовувати для троагрегат, який містить нерухому опору із зубчасдемпфірування сили опору в'язкої рідини, протікатим колесом, котре закріплено на її верхній частині ючої через вузький канал Ці сили значно перевиі розміщену на опорі поворотну головку з вітрокощують сили тертя швидкообертаючихся - пластин лесом та гідравлічним демпфером, який включає об в'язку рідину, які використовуються у прототипі гальмувальну ємність з рідиною і розташований у ній робочий елемент, котрий з'єднано проміжним Механізм орієнтації головки пропонуємого вітвалом з шестернею, яка взаємодіє із зубчастим роагрегату включає нерухому опору із зубчастим колесом опори, згідно винаходу, додатково споряколесом і гідравлічний демпфер, котрий закріпледжено рухомим поршнем, котрий розміщено у гано на поворотній головці Гідравлічний демпфер з льмувальній ємності гідравлічного демпфера, вхідопомогою шестерні взаємодіє з зубчастим коледними і вихідними проточними каналами, які сом, котре закріплено на верхній частині опори На виконано у гідравлічному демпфері так, що ВХІДНІ відміну від прототипу в пропонуємий вітроагрегат канали забезпечують попадання рідини із середвведено новий елемент - рухомий поршень, котньої частини гальмувальної ємності у робочі МІСТрий розміщено у гальмувальній ємності гідравлічКОСТІ, котрі утворено торцями рухомого поршня і ного демпфера, проточні канали для гальмувальстінками гальмувальної ємності, а ВИХІДНІ - вихід ної рідини і внесено ряд змін у кінематичний рідини із робочої МІСТКОСТІ і запірними клапанами, механізм гідравлічного демпфера (докладно опиякі перекривають ВХІДНІ проточні канали, при цьосано у дальшому), що разом і забезпечило ефекму робочий елемент виконано у вигляді циліндру, тивність і компактність механізму орієнтації голокотрий з'єднано з проміжним валом так, що їх осі вки паралельно зміщено, рухомий поршень і проміжЗменшення габаритів, спрощення конструкції і, ний вал розміщено так, що їх осі розміщено перВІДПОВІДНО, підвищення надійності механізму орінпендикулярно, а в середній частині рухомого потацм досягнуто також завдяки спеціальній формі ршня виконано поперечний паз в якому розміщено робочого елементу, особливості його взаємодії з робочий елемент До того ж, для забезпечення рухомим поршнем (описано далі) і розміщенню найменшого опору переміщенню рідини через частини проточних каналів гідравлічного демпфепроточні канали і зменшення розмірів гальмувальра у його рухомому поршні ної ємності, у пропонуємому вітроагрегаті, згідно Збільшення часу використовування вітроагревинаходу, ВХІДНІ проточні канали гідравлічного гату досягнуто завдяки введеною в механізм гіддемпфера виконано у рухомому поршні гальмуваравлічного демпфірування проміжного елементу, льної ємності, таким чином, що входи у ці проточні котрий дозволив зменшити напруження, які вини 46086 кають при взаємодії рухомого поршня з робочим вертання головки 3 здійснюється наступним чиелементом ном При повороті головки 3 разом з нею переміщується гідравлічний демпфер 5, який своєю Для роз'яснення роботи пропонуємого пришестернею 6 взаємодіє з нерухомим зубчастим строю опис має креслення на яких схематично колесом 2, котре закріплено на нерухомій опорі 1 зображено вигляд пропонуємого пристрою і його При цьому шестерня 6 обертається відносно елеелементів На фіг 1 показано загальний вигляд ментів гідравлічного демпфера 5 пропонуємого вітроагрегату, на фиг 2 - продольний перетин гідравлічного демпфера поворотної Разом з шестернею 6 (фіг 2) обертається циголовки, на фіг 3 -вигляд згори на горизонтальний ліндричний робочий елемент 15, з'єднаний з нею перетин гідравлічного демпфера, на фіг 4 -вигляд проміжним валом 16 Завдяки тому, що вісь 17 по фіг 2, але з проміжним елементом, який розміциліндричного елементу 15 зміщено відносно осі щено між робочим елементом і плоскими стінками 18 вала 16, циліндричний елемент 15 при оберпоперечного паза рухомого поршня гідравлічного танні тисне (сила F на фіг 3) на стінку поперечного демпфера, на фіг 3 - вигляд по фіг 3, але також з паза 12 рухомого поршня 9 і переміщує його у бік проміжним елементом робочої МІСТКОСТІ 23 Об'єм МІСТКОСТІ 23 зменшується, тиск рідини у ній підвищується Під ТИСКОМ Пропонуємий вітроагрегат містить нерухому рідини запірний клапан 14 перекриває вхідний опору 1, зубчасте колесо 2, яке закріплено на опопроточний канал 11 Потім тиск рідини у робочі рі 1, поворотну головку 3 з вітроколесом 4, гідравМІСТКОСТІ 23 передається через запірний клапан 14 лічний демпфер 5, який розміщено на поворотній на рухомий поршень 9 і гальмує його рух, але не головці 3 і який взаємодіє шестернею 6 із зубчасзупиняє тому, що КІЛЬКІСТЬ (об'єм) рідини у МІСТКОСтим колесом 2 ТІ 23 зменшується завдяки її перетіканню у МІСТГідравлічний демпфер 5 містить гальмувальну КІСТЬ 24 через вихідний канал 25, утворений зовємність 7 (фіг 2) з рідиною 8, рухомий поршень 9 в нішньою поверхнею рухомого поршня 9 і якому виконано ВХІДНІ проточні канали 10, 11 і повнутрішньою поверхнею гальмувальної ємності 7 перечний паз 12 (фіг 3), а також запірні клапани Рух поршня 9 відбувається плавно і повільно, ВІД13, 14 (фіг 2), шестерню 6, яка взаємодіє із зубчаПОВІДНО, І обертання поворотної головки 3, кінемастим колесом 2 і робочий циліндричний елемент тичне зв'язаної з ним, також відбувається плавно і 15, котрий з'єднано проміжним валом 16 із шестеповільно Швидкість руху поршня 9 (і, ВІДПОВІДНО, рнею 6 Циліндричний елемент 15 розміщено в повороту головки 3) залежить від площі вихідного пазу 12 (фіг 3) і з'єднано з проміжним валом 16 каналу 25 (фіг 2) так, що його вісь 17 зміщено на деяку відстань від ВІСІ 18 проміжного вала 16 і розташовано Під ТИСКОМ пружин 26 запірний клапан 13 звіпаралельно їй Зверху, у середній частині рухомольняє вихід із вхідного проточного каналу 10 Ріго поршня 9, розташовані входи 19, 20 (фіг 3) у дина 8 із МІСТКОСТІ 24 через проточний канал 10 проточні канали 10, 11 (фіг 2) Для зменшення вільно перетікає у робочу МІСТКІСТЬ 22, об'єм якої зносу поверхні стінок паза 12 (фіг 3) рухомого позбільшується завдяки руху поршня 9 ршня 9 і поверхні циліндричного робочого елеменПри дальшому обертанні шестерні 6 циліндту 15 поміж ними установлено проміжний елемент ричний елемент 15 починає переміщувати рухо21 (фіг 4), який на фіг 2 і фіг 3 не показано з мемий поршень 9 у протилежний бік і все повторютою спрощення роз'яснення роботи пристрою ється у зворотній ПОСЛІДОВНОСТІ КІЛЬКІСТЬ ЦИКЛІВ У гальмувальній ємності 7 (фіг 2) знаходяться робочі МІСТКОСТІ 22 і 23, утворені її стінками і торцями рухомого поршня 9, а також МІСТКІСТЬ 24 в якій розташовано проміжний вал 16 Зовнішнею поверхнею рухомого поршня 9 і стінками гальмувальної ємності 7 утворено ВИХІДНІ проточні канали 25 Клапани 13, 14 з'єднано з поршнем 9 пружинами 26 Робота пристрою здійснюється наступним чином Вітер діє на вітроколесо 4 (фіг 1) і обертає його Вал вітроколеса 4 приводе у дію механізми поворотної головки 3, які виробляють електричний струм і передають його споживачу по кабелю, розташованому в опорі 1 При ЗМІНІ напрямку вітру вітроколесо 4 повертає (як флюгер) головку 3 в нове положення, при якому воно знову розташовується перпендикулярно напрямку вітру Поворот головки 3 здійснюється повільно і плавно (незалежно від швидкості зміни напрямку вітру і його сили), що забезпечується механізмом демпфірування повороту головки Демпфірування (гальмування) швидкості по рухів поршня 9 залежить від кута на який обертається головка З Для зменшення зносу елементів гідравлічного демпфера 5 між поверхнями поперечного паза 12 рухомого поршня 9 і циліндричною поверхнею елементу 15 розміщено проміжний елемент 21 (фіг 3, фіг 4), котрий опирається своїми плоскими поверхнями на плоскі бокові поверхні паза 12, а циліндричною поверхнею свого отвору - на циліндричну поверхню елементу 15, що значно зменшує тиск на ці поверхні і, ВІДПОВІДНО, зменшує їх знос збільшує час роботи Пропонуємий вітроагрегат має малу вагу, просту і технологічну конструкцію (тому дешевше), простіше в обслуговуванні і надійніше в роботі особливо у випадках, коли передбачаються важкі умови роботи (великі вітри і швидка зміна їх напрямку) у порівнянні з прототипом і аналогами Все це сприяє його швидкому впровадженню і широкому застосовуванню у енергетичній промисловості 46086 ФІГ. 1 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71