用于提升水的风力涡轮机洋甘菊。绘图、说明

用于提升水的风力涡轮机洋甘菊。绘图、说明

农业工具和机制

对于许多园艺合作社的新手和自有土地的所有者来说，供水是一个严重的问题。

借助汽油泵或电动泵从当地水源供水是不可能的，但经过时间考验的旧方法——一口井和一个浴缸——笨重且效率低下。

毕竟，对于面积为0,01公顷的花园来说，夏季每天大约需要2-3立方米的水。这就是为什么读者邮件越来越多地转向利用风能的实践：在国内外的许多地区，风力机械提水装置已经证明了自己的性能，其中许多是由业余作者设计和制造的。不幸的是，此类设计通常是在原始水平上进行的，这是由于几乎完全没有关于现代风力涡轮机设计和制造的大量文献来解释的。

今天，我们决定向读者介绍由科学与生产协会“Vetroen”开发的家用风力机械装置“Romashka”的设备。从技术经济指标上看，“Romashka”在国内同类设备中名列前茅，多项参数超过国外型号。其结构简单，不含稀缺元器件，使用安全、操作方便、朴实。

这一切都使我们能够推荐“洋甘菊”进行自我生产。

“Romashka”装置设计用于从水深达 8 m 的任何水源（水井、水井、露天水库等）提水，既可用于固定区域，也可用于夏季牧场。

该风力涡轮机设计用于气候温和、年平均风速至少为 3 m/s 的地区 - 这些地区包括苏联的欧洲部分、西西伯利亚、哈萨克斯坦、中亚、外高加索、阿尔泰。该装置的优点是自主性：在其运行过程中不需要持续存在或任何干预。

“Romashka”（图1） - 风力涡轮机，在其机架的支撑上安装有泵。管状柱由六根拉线和三个打入式锚固定。

Техническиехарактеристики

生产率（风速5m/s、水位总高度10m时），l/h：300
最大吸水深度，米：8,0
最小运行风速，m/s：2,5
最大风速，米/秒：40
最大注水高度，m：3,5（5,5）
风轮直径，m：1,2
风力涡轮机叶片数量，片：12
最大风电利用系数：0,36
风机最大效率：0,22
风轮标称转速（叶片圆周速度与风速之比）：1,1
风轮怠速最大转速，rpm，不大于：250
风力涡轮机到风轮轴线的高度，m：4（6）
吸水管长度，m：不超过30
4 m 高度带一组锚和拉线的风力发电机重量，kg：不超过 37

米。 1. 用于提水的风力涡轮机“Romashka”（A - 工作位置，B - 停止）（点击放大）：1 - 管状机架，2 - 带泵的支撑部分，3 - 延伸部分，4 - 锚，5 - 风力涡轮机

风力涡轮机（图2）是多叶片、低速的。其两节或三节机架高4或6m，上部有一个带有12叶三自由度风轮的头部。当风向改变时，它会因头部的旋转而自动调整到塔架的背风侧。为了风轮的有效自对准及其在风流中的稳定性，以及卸载弯矩，叶片的轴线与风轮的轴线倾斜并与其成75°角。

米。 2.风力发电机装置（点击放大）：1-带叶片的杆、2-轮毂（AMg-6）、3-M6螺栓、4、5-止推环、6-衬套（St.45）、7-盖 ( AMg-6), 8 - 轴承编号 60205, 9 - M6 螺钉（6 个）, 10 - 板 (St. 20), 11 - 轴 Ø 30 mm (St. 20), 12 - 缓冲器（橡胶） Ø 20 mm ), 13 - 法兰（St. 3），14 - 管道 L 1830 mm，15 - 联轴器，16 - 衬套（聚酰胺，氟塑料，2 件），17 - 联轴器（St. 20），18 - 管道L 2000 mm，19 - 杆（St. 20 Ø 6 mm），20 - 轴（St. 20），21, 22 - 止推环，23 - 轴承编号 1000908，24 - 管道（St. 3），25 -止推环，26 - 主体（第 20 条），27 - 旋转接头（第 45 条），28 - 螺母（第 45 条），29 - 环（钢丝直径 1,6 毫米），30 - 自行车轴承，31 - 滚珠直径 10 mm, 32 - 支架 (St. 20 Ø 6 mm), 33 - 管道 L 420 mm, 34 - 负载, 35 - 杠杆 (St. 3), 36 - 套筒 (St. 20), 37 - 轴 Ø 16 mm ( St. 20), 38 - 垫圈 (St. 20), 39 - M12 螺栓 (St. 20), 40 - 轴承编号 60201, 41 - 衬套 (BrAZh-9-4), 42 - 衬套 (BrAZh-9- 4), 43 - 车轴 (St. 45), 44 - M10 螺母, 45 - 弹簧垫圈 (12 个), 46 - 环 (St. 20) 47), 20 - 旋转体 (St. 48), 45 - 环 (St. 49), 9 - 套筒 (BrAZh-4-50), 10 - M20 螺柱 (St. 51), 54, 3 - 颊板 (St. 52) . 10), 20 - M53 螺柱 (St. 20), XNUMX - 车轴 (St. XNUMX)

为了减少气流的锋面压力，消除横向阵风时陀螺力的影响，风轮安装在摇杆上，摇杆可以绕垂直于旋转轴并与风轮相交的水平轴旋转。支撑轴。因此，在强风的影响下，车轮可以说是“漂浮”在气流中。同时，作用在叶片上的正面压力（相对于摇臂旋转水平轴）的力矩由等于0,2-0,3 kGm的重力力矩平衡，这保证了风轮的启动风速为 5-6 m/s 时偏离原始位置。为了补偿车轮的部分重量，迎风侧的摇臂上装有配重块，配重块的孔中插入了钢丝圈。后者用于停止风力涡轮机：用一根末端带有钩子的相当轻的杆子，将其钩到环上，将轮轴移动到垂直位置。

从风轮到泵的力传递机构是凸轮杆，带有一根往复运动的垂直杆。推力通过减摩导轨传递到风力涡轮机支架内部。在两臂杠杆的一端，固定在摇臂颊板之间的轴线上，有一个滚子（滚珠轴承）。它与偏心固定在风轮轮毂上的盘的内侧表面相互作用。当刀片旋转时，滚轮在板上滚动，使杠杆产生振荡运动。杠杆的另一端通过铰链和转环连接到垂直杆。杠杆中间位置的旋转悬架轴线（铰链）与摇臂旋转的水平轴线重合。这样就排除了传动机构中作用的力对风轮和摇杆在风流中的位置的影响。

由于杠杆的旋转轴线低于摇杆的旋转轴线，因此泵推力的垂直位移的幅度随着风速的增大以及摇杆随风轮的偏转而增大。这确保了泵性能的提高、在不同风速下风轮功率的最佳利用以及装置效率的提高。

刀片（图3）是一个铆接有热处理钢棒的刀片。叶片平面呈梯形，由16毫米厚的D6或Mg1,2硬铝板冲压而成；轮廓 - 恒定半径的卸扣。为了保证刚性，制作了 T 形脊。杆的轴线与前缘平行，从而实现叶片 18° 的几何扭转。杆端部的倾斜平面保证了风轮轮毂中叶片的相同角度位置（安装角度为端部23°，对接部45°），平面有助于风轮的自紧松开固定螺栓时，由于离心力的作用，刀片会受到离心力的影响（但拧紧螺栓后，需要用钢丝或折叠垫圈成对地抵消）。单个叶片质量不大于400g，质量差不大于5-10g，风轮相对旋转轴的不平衡度不大于2,5Gm。

米。 3.风力涡轮机叶片（点击放大）：1 - 叶片（AMg-6），2 - 杆（St. 45 Ø 10 mm），3 - 铆钉，4 - 垫圈

该泵（图 4）是自吸式，带有水平流橡胶隔膜，并具有三个腔。接收腔与吸入套连通，隔膜下腔通过吸入阀堵住的六个孔与接收一相通，隔膜上腔从下方也通过排出阀堵住的六个孔与隔膜下腔连通，上面 - 带有排水软管和风力涡轮机支撑腔。后者“避免”风力涡轮机因排水软管意外夹紧而损坏。

米。 4.泵（点击放大）：1-塞子，2-网状，3-环，4-吸入套，5-乳头，6-隔膜，7-外壳（AMg-6），8-吸入阀，9- M5 螺钉、10 - M5 螺母、11、14 - 弹簧垫圈、12 - M6 螺栓（6 个）、13 - M6 螺母、15 - 底部（圣 3）、16 - 垫圈、17 - 环（圣 3） ), 18 - 板 (St. 20), 19 - 排出阀, 20 - 弹簧, 21 - 锥体 (St. 3), 22 - 环 (St. 3), 23 - 轴 (St. 20), 24 - 环（第 3 条）、25 - 灌溉软管

隔膜沿周边由六个螺栓夹紧在上泵壳和下泵壳之间，在中心（带孔的上板和下板之间）由三个螺钉夹紧。泵轴被压入上板，风力涡轮机推力器拧入其中。轴上开有凹槽，上面装有片状排出阀。具有5至10公斤力的复位弹簧通过上板将隔膜压紧，确保其复位并强制关闭风力涡轮机传动机构。

吸入软管为聚乙烯（聚丙烯）管，长10 ... 30 m，内径20 mm，壁厚2 mm，避免泵内稀薄时受到大气压力的压缩。套筒末端装有一个孔径为1-1,5毫米的接收网过滤器。

为了防止在大吸入深度时从水中大量析出气体（气蚀），泵的吸入腔配备了补偿室（下壳体中的环形凹槽）。泵的子隔膜腔采用尽可能最小的自由体积，这使得可以增加深度达 8,5 m 的稀疏程度和吸力。阀门和下隔膜板。

必须小心保护在水中运行的泵的所有部件，防止腐蚀。系列风力发电机的外表面涂有FL-OZK底漆，并涂有白色或浅灰色的PF-115搪瓷，叶片端部、轮毂盖、配重、支撑联轴器和泵是红色的。摩擦表面和轴承必须进行润滑（CIATIM 201 或 LITOL）。

“Romashka”设计用于在气温至少+1°的温暖季节运行。霜冻发生前，必须将风轮移至“停止”位置来停止。冬季，为了增加隔膜的使用寿命，建议将风机拆开，晾干后存放在室内。

“洋甘菊”由两到三人安装在有风的地方，使风轮到最近的障碍物（树木、建筑物等）的距离至少为25-50 m。从水源移走取决于吸水软管的长度和水上升的高度，但不应超过15-20m，吸水软管的上点应尽可能低。井（井）的头部较高，套管通过头部侧壁上的孔引出，距离地面150-200毫米。

将风力发电机安装在致密压实的土壤或坚固的平台、支架上。锚固件在距离风力发电机组机架 2,5-3 m 的范围内均匀锤击，深度为 400-800 mm。在软弱土壤（沙子、泥炭）上，使用埋入深度为 500-1000 毫米的锚栓（面积至少为 0,06 m2 的板）代替锚栓更为方便。

在吊装风力涡轮机之前，将支架预先固定在支撑法兰和锤击锚栓上的孔上，然后将带有风轮的机架升到垂直位置，同时将支撑件（泵）的下部提起到网站的中心。剩下的就是选择松弛的妊娠纹并最终修复它们。上层拉索的张力由附加锚固提供；较低的安全层可能会稍微下垂。

首次启动前，通过排水软管将 1-2 升水倒入泵中 - 润湿并密封泵阀门。风力2,5-3m/s，启动几分钟后，机组开始供水。

装置运行过程中，凸轮杆机构可能会发生敲击，有时风轮启动困难。这些干扰可以通过调整风力涡轮机杆的长度来消除：将旋转接头拧到杆的上螺纹端上。

调整必须在风机起吊前进行，当带风轮的摇臂偏离初始位置2°时，泵膜片不应到达最低位置3-45毫米。调整后，必须将杆牢固锁定，以防止自旋。

为了保证供水，风机运行时配有容量为1,5-2立方米的储水箱。建议安装距离泵不超过3m。如果容器装得过满，应提供专用排水管或软管。

风力涡轮机的特性是在吸力高度为 8 m、总水位高达 10 m 的测试中获得的，如图 5 和 6 所示。测试时最大风速为40 m/s。

用于提水的风力涡轮机洋甘菊
米。 5. 风力涡轮机“Romashka”的性能对风速的依赖性

用于提水的风力涡轮机洋甘菊
米。 6. Romashka风力发电机在不同年平均风速地区的平均日发电量

Romashka 风力涡轮机的年度运行经验表明了其可靠性、简单性和易于维护性。

作者：S.Nikonov

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