ВИНТ БЕЛАШОВА Российский патент 1995 года по МПК F03D7/00 

Изобретение относится к конструкции винтов, которые могут быть использованы как в ветроагрегатах, так и в авиационной технике, в частности для горизонтального перемещения вертолетов.

Известен ветроагрегат, содержащий ветроколесо с установленной на полом валу втулкой и поворотными лопастями, снабженными закрепленными на них попарно центробежными грузами и механически-кинематически соединенными с поворотным синхронизирующим элементом, размещенным во втулке [1]
Недостатком известного технического решения является то, что лопасти винта не содержат саморегулирующейся системы оптимального вращения, включающей поворотное устройство шарнирной синхронизации.

Цель изобретения повысить эффективность в пользовании, обеспечить заданное перераспределение воздушного потока и равномерное вращение лопастей винта.

Для этого внутри неподвижного основания на элементах качения расположен приводной вал с полой втулкой, в которой размещен механизм синхронизации оптимального вращения винта, выполненного из подпружиненных с двух сторон муфт сцепления, взаимодействующих с коническими муфтами каждой лопасти, которые связаны через шарниры с полой втулкой, где на концевой части каждой лопасти винта установлено обтекаемое направляющее оперение, имеющее внутреннюю полость, в которой на оси вращения закреплен подпружиненный обтекаемый саморегулирующийся закрылок.

На фиг. 1 изображен винт, общий вид; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1.

Винт (фиг.1) содержит полую втулку 1, поворотные лопасти 2, имеющие аэродинамический выступ 3, обтекающее направляющее оперение 4, снабженное внутренней полостью 5 с саморегулируюющимся обтекаемым закрылком 6, который подпружинен пружиной 7 и установлен на оси вращения 8. Поворотная лопасть 2 имеет обтекающий профиль 9. Через подвижный шарнир 10 (фиг.2) ось 11 связана с конической муфтой 12, взаимодействующей с муфтой сцепления 13, связанный с приводным валом 14, который размещен в проходном отверстии муфты сцепления 15. Муфты сцепления 13 и 15 механизма синхронизации оптимального вращения винта с двух сторон подпружинены пружинами 16 и 17 к внутреннему основанию полой втулки 1, которая через подшипник качения 18 связана с неподвижным основанием 19.

Винт работает следующим образом.

При протекании воздушного потока сквозь поворотные лопасти винта его частицы начинают стекать с аэродинамического выступа 3 по обтекающему профилю 9, приводя во вращение поворотные лопасти 2, производящие частичное смещение потоков входящего воздуха к внутренней полости 5 направляющего оперения 4, на подпружиненный саморегулирующийся закрылок 6 для увеличения производительности винта при небольшом ветре за счет отталкивающей силы, которая будет приложена от внешнего основания саморегулирующегося закрылка 6 и направлена в противоположную сторону вращающего момента винта. При больших порывах ветра поворотные лопасти 2 немного прогибаются в шарнирах 10, расположенных под небольшим углом α к основанию полой втулки 1, что позволяет поворотным лопастям 2 производить небольшой разворот, приводящий в большей степени стекание воздушного потока через внутреннюю полость 5 обтекающего направляющего оперения 4, преодолевая сопротивление пружины 7 саморегулирующегося закрылка 6, который перераспределяет потоки воздуха, действовавшие на отталкивающую силу вращения, и тем самым замедляет движение винта. Чем сильнее будет порыв ветра, тем больше установится угол складывания поворотных лопастей 2 и меньше будет скорость вращения винта, позволяющие предотвратить его разрушение. После ослабления потока порывистого ветра система винта самовосстанавливается за счет пружин 7, 16 и 17. При использовании винта в горизонтальных перемещениях вертолета лопасти 2 должны быть жестко связаны с втулкой 1, а винт наклонен в сторону движения вертолета так, чтобы стекание воздушного потока с направляющего оперения 4 и регулируемой части закрылка 6 всегда были направлены в сторону, противоположную направлению движения вертолета.

Изобретение позволяет повысить эффективность винта и предотвратить его разрушение при любых экстремальных ситуациях.

Использование: ветроэнергетика, в частности в ветроагрегатах с системой регулирования. Сущность изобретения: винт содержит приводной вал с полой втулкой и размещенный во втулке механизм синхронизации оптимального вращения. Каждая лопасть винта снабжена установленным в концевой ее части обтекаемым направляющим оперением с внутренней полостью, осью вращения, закрепленной в полости, и подпружиненным обтекаемым закрылком, установленным на оси вращения. Механизм синхронизации снабжен подружиненными с двух сторон муфтами сцепления, связывающими оси лопастей с приводным валом. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Винт, содержащий приводной вал с полой втулкой, механизм синхронизации оптимального вращения, размещенный во внутренней полости втулки, и поворотные лопасти с осями, установленные посредством шарниров, закрепленных во втулке, и кинематически связанные через механизм синхронизации с приводным валом, отличающийся тем, что винт снабжен неподвижным основанием, каждая лопасть снабжена установленной в концевой ее части обтекаемым направляющим оперением с внутренней полостью, осью вращения, закрепленной в полости, и подпружиненным обтекаемым саморегулируемым закрылком, установленными на оси вращения, при этом механизм синхронизации снабжен подпружиненными с двух сторон муфтами сцепления, связывающими оси лопастей с приводным валом, а втулка закреплена на основании посредством подшипников качения. 2. Винт по п. 1, отличающийся тем, что шарниры выполнены по типу кардана.