ВЕТРОНАСОСНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1995 года по МПК F03D9/00 

Изобретение относится к ветроэнергенике, предназначается для нужд сельскохозяйственного водоснабжения, может быть использована для обеспечения работы пневмоприводных устройств и подъема жидкостей в различных отраслях техники.

Известна ветроэнергетическая установка, состоящая из ветровоспринимающего элемента, насоса и находящегося между ними передаточного устройства с вторичным преобразователем энергии.

Наиболее близким к предлагаемому является ветроэнергетическая установка, выполненная в виде поворотно-распределительной камеры, снабженной парусами с установленными на них блоками, канатом, закрепленным одним концом на корпусе камеры, а другим - на поршне воздушного насоса.

Недостатком этой установки является малая эффективность, сложность выполнения, большая масса, наличие большого количества поверхностей трения и непостоянная величина рабочего давления.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности ветронасосной установки.

Указанный результат достигается тем, что потребитель выполнен в виде водоподъемного пневмоприводного насоса, пневмоприводная полость которого сообщена с выходами воздушных каналов, поршни воздушных насосов выполнены в виде стаканов, охватывающих входы воздушных каналов и установленных соосно с последними в одной вертикальной плоскости, днища стаканов связаны между собой посредством каната, перекинутого через передаточный блок с возможностью синхронного противофазного перемещения стаканов и погружения их открытых концов в жидкость для отсечения входов воздушных каналов от атмосферы и создания рабочего давления, причем диафрагма снабжена штоком, взаимодействующим с передаточным блоком.

На чертеже показана предлагаемая установка.

Ветронасосная установка содержит башню-опору 1, состоящую из обтекателя 2 аэродинамического профиля с отверстиями 3, внутренней полости и патрубка 4, переходящего в рабочую камеру 5, сообщающуюся с ветровоспринимающим элементом в виде диафрагмы 6, установленной в корпусе 7 рабочей камеры 5 и отделяющей ее от полости 8 атмосферного давления, передаточный блок 16, взаимодействующий с диафрагмой 6 и связанный канатом 19 с поршнями воздушных насосов, воздушные каналы 22 и 23, входы 21 которых сообщены с атмосферой, а выходы 27 - с потребителем. Потребитель выполнен в виде водоподъемного пневмоприводного насоса 24, пневмоприводная полость которого сообщена с выходами 27 воздушных каналов, поршни воздушных насосов выполнены в виде стаканов 20, охватывающих входы 21 воздушных каналов 22, 23 и установленных соосно с последними в одной вертикальной плоскости, днища стаканов 20 связаны между собой посредством каната 19, перекинутого через передаточный блок 16 с возможностью противофазного перемещения стаканов 20 и погружения их открытых концов в жидкость для отсечения входных воздушных каналов 22 и 23 от атмосферы и создания рабочего давления, причем диафрагма 6 снабжена штоком 18, взаимодействующим с передаточным блоком 16. Со стороны рабочей камеры 5 диафрагма 6 подпружинена возвратной пружиной 9, к рабочей камере 5 подведен канал 10, имеющий на конце запирающий клапан 11, управляемый с помощью рычага 12 переключателя, снабженного ускоряющей пружиной 13, которая прикреплена одним концом к рычагу переключателя 12, а другим - к неподвижному основанию 14. Рычаг 12 посажен свободно на ось 15, общую с передаточным блоком 16. На торцовой поверхности блока 16, со стороны рычага-переключателя 12 установлены два выступа-водила 17.

Пневмоприводной насос состоит из отдельных модулей 25, расположенных один над другим в общем блоке. Все модули конструктивно одинаковы и включают корпус 26, патрубки подсоединения к каналам 22 и 23, передающим давление к насосу, водоподъемные трубы 28 с обратными клапанами 29. К водоподъемной трубе верхнего модуля подсоединена выходная труба 30, через которую изливается вода, поднимаемая насосом 24 (поступает потребителю).

Работает ветронасосная установка следующим образом.

Ветровой поток, набегая на обтекатель 2, огибает его и создает разрежение на аэродинамической поверхности. Разрежение воздействует через отверстия 3 и внутреннюю полость на диафрагму 6 и перемещает ее в крайне правое (по чертежу) положение. При этом диафрагма сжимает возвратную пружину 9, перемещает шток 18 и поршни-стаканы 20 за счет поворота блока 16 и связанного с ним каната 19. Поворот блока по часовой стрелке приводит к опусканию правого стакана и к подъему левого. Достигая поверхности воды, правый стакан замыкает объем воздуха в своей внутренней полости и при дальнейшем погружении сжимает его до рабочего давления необходимой величины. При повороте блока 16 его левый выступ-водило 17 захватывает рычаг-переключатель 12, который начинает поворачиваться совместно с блоком 16. В конце хода штока 18 диафрагмы, соответствующем предельному опусканию опрокинутого стакана 20, переключатель 12 под воздействием ускоряющей пружины 13 открывает запирающий клапан 11, в результате чего рабочая полость 5 сообщается в атмосферой, давление по обе стороны диафрагмы 6 выравнивается и диафрагма под действием возвратной пружины 9 начинает перемещаться влево (по чертежу), блок 16 поворачивается против часовой стрелки, правый выступ-водило 17 захватывает рычаг-переключатель 12, который поворачиваясь совместно с блоком, растягивает ускоряющую пружину 13 до момента перехода вертикали, после чего за счет сокращения пружины 13 резко обгоняют в своем повороте блок 16 и закрывает запирающий клапан 11. После закрытия клапана создается перепад давления между полостями 5 и 8 корпуса 7. Под его воздействием диафрагма 6 перемещается вправо, сжимая пружину 13 и поворачивая блок 16 по часовой стрелке. Цикл подъема - опускания поршней-стаканов 20 повторяется. Каждый такой цикл сопровождается разобщением и сообщением внутренних полостей стаканов с атмосферой и соответствующим созданием избыточного давления в одном стакане и снижением его до атмосферного в другом. Таким образом, в каждом из каналов 22 и 23 циклически давление изменяется, что обеспечивает работу водоподъемного насоса 24. Когда избыточное давление будет в полости над каналом 22 (правый стакан опущен в воду), оно распространяется на первый и все другие нечетные модули насоса 24, подключенные к этому каналу. Во втором и всех других четных модулях, которые подключены к каналу 23, в это время будет атмосферное давление (левый стакан поднят над поверхностью воды). В результате перепада давления между модулями четной и нечетной групп вода перетекает из нечетных модулей в смежные четные, а из последнего нечетного через выходную трубу 30 изливается. При следующем цикле в канале 23 создается избыточное давление, а в канале 22 - атмосферное. Вода в насосе 24 перетекает из всех четных модулей в смежные с ними нечетные. Первый модуль в это время заполняется водой из источника. Итак последовательно цикл за циклом.

Использование: в сельскохозяйственном водоснабжении. Сущность изобретения: башня-опора снабжена ветровоспринимающим элементом в виде диафрагмы. Передаточный блок взаимодействует с диафрагмой и связан канатом с поршнями воздушных насосов. Входы воздушных каналов сообщены с атмосферой, выходы - с потребителем. Потребитель выполнен в виде водоподъемного пневмоприводного насоса. Пневмоприводная полость насоса сообщена с выходами воздушных каналов. Поршни воздушных насосов выполнены в виде стаканов, охватывающих входы воздушных каналов и установленных соосно с последними в одной вертикальной плоскости. Днища стаканов связаны между собой канатом, перекинутым через передаточный блок с возможностью синхронного противофазного перемещения стаканов и погружения их открытых концов в жидкость для отсечения входных воздушных каналов от атмосферы и создания рабочего давления. Диафрагма снабжена штоком, взаимодействующим с передаточным блоком. 1 ил.

ВЕТРОНАСОСНАЯ УСТАНОВКА, содержащая башню-опору с ветрово-принимающим элементом в виде диафрагмы, передаточный блок, взаимодействующий с диафрагмой и связанный канатом с поршнями воздушных насосов, воздушные каналы, входы которых сообщены с атмосферой, а выходы - с потребителем, отличающаяся тем, что потребитель выполнен в виде водоподъемного пневмоприводного насоса, пневмоприводная полость которого сообщена с выходами воздушных каналов, поршни воздушных насосов выполнены в виде стаканов, охватывающих входы воздушных каналов и установленных соосно с последними в одной вертикальной плоскости, днища стаканов связаны между собой посредством каната, перекинутого через передаточный блок, с возможностью синхронного противофазного перемещения стаканов и погружения их открытых концов в жидкость для отсечения входных воздушных каналов от атмосферы и создания рабочего давления, причем диафрагма снабжена штоком, взаимодействующим с передаточным блоком.