Трансмісія вітрогенератора

Реферат: Трансмісія вітрогенератора, призначена для передавання навантаження від ротора до електрогенератора, причому трансмісія виконана гідравлічною і включає два, розташованих один над другим, баки для робочої рідини, сполучені між собою трубопроводами, забезпеченими відповідними клапанами, гідронасос, електрогідронасос, гідромотор, зворотний гідронасос, при цьому верхній бак забезпечений клапаном зливу та датчиком рівня робочої рідини, об'єми порожнин верхнього V1 та нижнього баків V2 визначені співвідношенням V2=(2,12,4)*V1, у верхньому баку встановлений гідронасос, вал якого призначений для кінематичного з'єднання з валом ротора вітрогенератора, вихід гідронасоса сполучений трубопроводом з входом гідромотора, що розташований у нижньому баку, вал гідромотора призначений для його кінематичного з'єднання з валом електрогенератора і з'єднаний з валом зворотного гідронасоса, розташованого в нижньому баку, вихід зворотного гідронасоса трубопроводом сполучений з верхнім баком, у розриві згаданого трубопроводу встановлений електрогідронасос, призначений для роботи у паралельному режимі з зворотним гідронасосом під час запуску трансмісії та для коригування рівня робочої рідини у баках, а також систему управління, яка містить блок управління та датчик рівня робочої рідини, гальванічно з'єднаний зі входом блока управління, відповідні виходи якого з'єднані з електрогідронасосом та з клапанами у трубопроводах. UA 87005 U (12) UA 87005 U UA 87005 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Пропонована корисна модель належить до вітроенергетики, зокрема до конструктивних елементів вітрогенераторів, а саме - до трансмісії вітрогенератора, призначеної для передавання навантаження від ротора до електрогенератора. Найбільш близькою до пропонованої є трансмісія вітрогенератора, призначена для передавання навантаження від ротора до електрогенератора [Патент України на корисну модель № 62129, МПК F03D 7/04 (2006.01). Опубл. 10.08.2011, бюл. № 15, 2011 p.]. Згадана трансмісія містить вал та редуктор. При цьому вал жорстко з'єднано з ротором, а редуктор з'єднано з валом та електрогенератором. Згадана трансмісія має значну масу, але недостатню порівняно з іншими конструктивними елементами вітрогенератора надійність через необхідність безперервної механічної взаємодії працюють в умовах контактного тертя - порівняно важких зубчастих коліс редуктора при різких коливаннях температури та вологості навколишнього повітря, що викликає втому металу і, як наслідок, їх передчасне руйнування, тому згадана трансмісія потребує досить частого виконання профілактичних та ремонтних робіт. Зважаючи на сказане, описана трансмісія має і досить високу собівартість, і є дорогою у обслуговуванні. У основу пропонованої корисної моделі поставлена задача створення такої трансмісії, яка б мала вищу надійність, меншу собівартість та була б дешевшою у обслуговуванні. Звичайно, для передавання навантаження від ротора вітрогенератора до електрогенератора, можна використати гідравлічну трансмісію, яка матиме меншу собівартість [інформація з сайту http://www.sdone.ru/gidravlik-transmisiya.html]. Але традиційна гідравлічна трансмісія є недостатньо надійною через необхідність застосування у її конструкції штоків та ущільнювачів, які, зокрема, через попадання пилу, зношуються, що веде до витоків гідравлічної робочої рідини і необхідності виконання досить складних робіт із заміни сальників тощо. Тому поставлена задача вирішується за рахунок створення гідравлічної трансмісії, в якій відсутні ущільнювачі рухомих валів. Пропонована, як і відома, трансмісія вітрогенератора призначена для передавання навантаження від ротора до електрогенератора, а, відповідно до пропонованої корисної моделі, трансмісія виконана гідравлічною і включає: - два, розташованих один над другим, баки для робочої рідини, сполучені між собою трубопроводами, забезпеченими відповідними клапанами, - гідронасос, - електрогідронасос, - гідромотор, - зворотний гідронасос, - при цьому верхній бак забезпечений клапаном зливу та датчиком рівня робочої рідини, об'єми порожнин верхнього V1 та нижнього баків V2 визначені співвідношенням V2=(2,12,4)*V1, - у верхньому баку встановлений гідронасос, вал якого призначений для кінематичного з'єднання з валом ротора вітрогенератора, - вихід гідронасоса сполучений трубопроводом з входом гідромотора, що розташований у нижньому баку, - вал гідромотора призначений для його кінематичного з'єднання з валом електрогенератора і з'єднаний з валом зворотного гідронасоса, розташованого в нижньому баку, - вихід зворотного гідронасоса трубопроводом сполучений з верхнім баком, у розриві згаданого трубопроводу встановлений електрогідронасос, призначений для роботи у паралельному режимі з зворотним гідронасосом під час запуску трансмісії та для коригування рівня робочої рідини у баках, - а також систему управління, яка містить блок управління та датчик рівня робочої рідини, гальванічно з'єднаний зі входом блока управління, відповідні виходи якого з'єднані з електрогідронасосом та з клапанами у трубопроводах. Гідронасоси і гідромотор виконані по негерметичній схемі. В їх конструкціях відсутні ущільнення на робочих валах. Всі витікання робочої рідини обмежені лише порожнинами верхнього та нижнього баків і є незмінним на весь час роботи вітрогенератора, а тому її надходження у навколишнє середовище, практично виключене. Авторами експериментально винайдено оптимальне співвідношення об'ємів порожнин баків. Так при V22,4*V1 економічно не обґрунтоване, 1 UA 87005 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 оскільки веде до суттєвого збільшення металоємності трансмісії, тому оптимальним є співвідношення об'ємів баків, яке відповідає виразу V2=(2,1-2,4)*V1. Баки пропонованої трансмісії не є герметичними і призначені для їх заповнення робочою рідиною - трансформаторними оливами (маслом), які мають температуру загусання -45 °C і нижче [інформація з сайта http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%81%D1%84%D0%BE%D1% 80%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%B0_%D0%BE%D0%BB%D0%B8 %D0%B2%D0%B0]. Завдяки ж тому, що об'єм нижнього бака складає V 2=(2,1-2,4)*V1, тобто більше ніж вдвічі перевищує об'єм порожнини верхнього бака V 1, втрат робочої рідини при її переливанні з верхнього бака в нижній не відбувається, а її переливи з нижнього бака не можливі, тому втрати рідини пов'язані лише з її випаровуванням. Суть пропонованої корисної моделі пояснюється схематичним кресленням. Пропонована трансмісія вітрогенератора виконана гідравлічною і включає розташовані один над другим - верхній бак 1 і нижній бак 2 для робочої рідини. Баки 1 і 2 сполучені між собою трубопроводами 3, 4 і 5, забезпеченими відповідними клапанами /не показано/. Баки 1 і 2 забезпечені кришками для доступу до елементів трансмісії /не показано/. До складу трансмісії входять гідронасос 6 та зворотний гідронасос 7, електрогідронасос 8 та гідромотор 9. Верхній бак 1 забезпечений клапаном зливу 10, встановленим на трубопроводі 5 та датчиком рівня робочої рідини /не показано/. Трубопровід 5 призначений для запобігання переливу рідини через стінку бака 1, а також для зливу робочої рідини на час виконання ремонтнопрофілактичних робіт. На верхньому вільному торці трубопроводу 5 та полегшення її зливу у бак 2 може бути встановлена лійка. Об'єми порожнин верхнього 1-V1 та нижнього 2 баків V2 визначені співвідношенням V2=(2,1-2,4)*V1. У верхньому баку 1 встановлений гідронасос 6, вал якого призначений для кінематичного з'єднання з валом ротора вітрогенератора 11. Вихід гідронасоса 6 сполучений трубопроводом 3 з входом гідромотора 9, що розташований у нижньому баку 2. Вал гідромотора 9 призначений для його кінематичного з'єднання з валом електрогенератора 12 і з'єднаний з валом зворотного гідронасоса, розташованого в нижньому баку 2. Вихід зворотного гідронасоса 7 трубопроводом 4 сполучений з верхнім баком 1. У розриві згаданого трубопроводу 4 встановлений електрогідронасос 8, призначений для роботи у паралельному режимі з зворотним гідронасосом 7 під час запуску трансмісії та для коригування рівня робочої рідини у баках 1 і 2. Трансмісія забезпечена системою керування, яка містить блок управління /не показано/ та датчик рівня робочої рідини, гальванічно з'єднаний зі входом блока управління, відповідні виходи якого з'єднані з електрогідронасосом 8 та з клапанами у трубопроводах 3, 4 і 5, що разом забезпечують оптимальні режими роботи гідромотора 9. Як блок управління може бути застосований стандартний програмований логічний контролер (ПЛК), який отримує живлення від акумуляторів або електрогенератора 12. Стрілками на кресленні показані напрямки руху робочої рідини та напрямки обертання валів. Пропонована трансмісія вітрогенератора працює так. Вал ротора вітрогенератора 11 під час обертання приводить до обертання вал гідронасоса 6, що повністю занурений до робочої рідини у баку 1. По трубопроводу 3 робоча рідина з гідронасоса 6 надходить до камери гідромотора 9 і через випускний отвір зливається до порожнини бака 2. Гідромотор 9 обертає вал електрогенератора 12 і зворотний гідронасос 7. Зворотний гідронасос 7 по трубопроводу 4 повертає робочу рідину до порожнини бака 1. На початку роботи та під час штатної роботи трансмісії система керування запускає електрогідронасос 8, який разом з датчиком рівня робочої рідини у баку 1 та блоком управління встановлюють і підтримують задані рівні робочої рідини у баках 1 і 2. Таким чином, пропонована трансмісія є більш надійною за пристрій-прототип, оскільки в ній використані елементи, які не працюють в умовах контактного тертя, а тому вона є більш надійною. Відсутність у пропонованій конструкції важких зубчастих редукторів, дозволяє суттєво зменшити її собівартість та є дешевшою у обслуговуванні. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Трансмісія вітрогенератора, призначена для передавання навантаження від ротора до електрогенератора, яка відрізняється тим, що трансмісія виконана гідравлічною і включає два, розташованих один над другим, баки для робочої рідини, сполучені між собою трубопроводами, забезпеченими відповідними клапанами, гідронасос, електрогідронасос, гідромотор, зворотний гідронасос, при цьому верхній бак забезпечений клапаном зливу та датчиком рівня робочої рідини, об'єми порожнин верхнього V1 та нижнього баків V2 визначені співвідношенням V2=(2,12,4)*V1, у верхньому баку встановлений гідронасос, вал якого призначений для кінематичного 2 UA 87005 U 5 10 з'єднання з валом ротора вітрогенератора, вихід гідронасоса сполучений трубопроводом з входом гідромотора, що розташований у нижньому баку, вал гідромотора призначений для його кінематичного з'єднання з валом електрогенератора і з'єднаний з валом зворотного гідронасоса, розташованого в нижньому баку, вихід зворотного гідронасоса трубопроводом сполучений з верхнім баком, у розриві згаданого трубопроводу встановлений електрогідронасос, призначений для роботи у паралельному режимі з зворотним гідронасосом під час запуску трансмісії та для коригування рівня робочої рідини у баках, а також систему управління, яка містить блок управління та датчик рівня робочої рідини, гальванічно з'єднаний зі входом блока управління, відповідні виходи якого з'єднані з електрогідронасосом та з клапанами у трубопроводах. Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3