Известно применение рычагов с изменяемым плечом насосной штанги в самодействующих регуляторах для насосов, приводимых в действие ветряками, а также не представляет новизны применение в ветряных двигателях конических зубчатых колес, сцепляемых попеременно с коническою зубчатою шестернею и перемещаемых центробежным регулятором.
В предлагаемом самодействующем регуляторном устройстве, для изменения хода поршня насоса, приводимого в действие ветряком, применен рычаг с изменяемым плечом посредством винта, перемещающего ползун, к которому присоединена насосная штанга. Винт вращается помощью фрикционной передачи, включаемой посредством центробежного регулятора.
На чертеже изображена общая схема устройства.
Предлагаемое приспособление состоит из центробежного регулятора 1, к нижней муфте которого укреплены два конических диска 2 и 3, которые, в зависимости от быстроты вращения регулятора, могут прижиматься к коническому ролику 4 и вращать его в ту или другую сторону. Ролик 4 жестко насажен на валике 5, могущем вращаться в верхнем подшипнике держателя 7; на другом конце валика 5 насажен жестко ролик 6. Держатель 7 может перемещаться в направляющих втулках 8, 9 вверх и вниз, не поворачиваясь в них. Вес держателя с роликами уравновешивается противовесом 10, помещенным на балансире 11, соединенном шарнирно с держателем 7 помощью шатуна 12. Ролик 6, прижимаясь к коническим дискам 13, 14, жестко насаженным на валу 15, может вращать их. Верхний конец вала 15 снабжен резьбой и может ввертываться в неподвижную гайку 16. Внизу вал 15 проходит сквозь втулку диска 17 таким образом, что может скользить, опускаясь и поднимаясь вдоль втулки, но не вращаясь в ней. От вращения внутри втулки вал удерживается винтом 18, пропущенным сквозь втулку в канавку 30, профрезерованную вдоль нижней части вала 15 на длину, одинаковую с длиной резьбы на верхнем конце вала. Наружная поверхность втулки проточена и помещена в подшипник 19. Благодаря наличию на втулке бортиков втулка и диск 17 могут вращаться в подшипнике 19, не смещаясь в своем направлении. Диск 17, прижимаясь к ролику 20, через валик 21 и универсальный шарнир 22, передает вращение винту 23. Последний укреплен на рычаге 24 и одним концом скреплен с шарниром 22. Другому концу винта сообщается качательное движение через шатун 25 от кривошипа или коленчатого вала 26 ветродвигателя. Вдоль рычага 24 может передвигаться ползун 27, к которому прикрепляется насосная штанга 28, идущая вниз к насосу. Установка и перемещение ползуна по рычагу 24 производится винтом 23, для чего ползун 27 снабжен приливом с соответствующей резьбой для винта 23. Вращение центробежному регулятору 1 передается с вертикального вала ветродвигателя помощью соответствующей передачи.
Действие приспособления заключается в следующем. С уменьшением скорости ветра число оборотов и мощность ветродвигателя начинают падать. От уменьшения числа оборотов шары центробежного регулятора начнут спускаться и вместе с этим опустится муфта регулятора с коническими дисками 2 и 3. Диск 2 нажмет на ролик 4, отчего держатели 7 немного опустятся и ролик 6 прижмется к диску 14 и сообщит последнему вращение, вследствие чего вал 15, также начав вращаться, будет вывертываться из неподвижной гайки 16 вниз. Вместе с валом 15 и диск 14 также будет понемногу опускаться, что позволит также производить дальнейшее опускание и диску 2, так как опускание диска 2 задерживается только через посредство роликов 4, 6 диском 14; держатель же 7 на это опускание и поднимание не влияет, так как он уравновешен противовесом 10. Это опускание дисков 2 и 14 будет продолжаться до тех пор, пока диск 2 не дойдет до того нового уровня, на котором снова установятся шары центробежного регулятора после перемены числа оборотов и эти шары будут в состоянии поддерживать диск 2 на этом уровне. Тогда, вследствие поддерживания диска 2, нажатие последнего на ролик 4 прекратится и фрикционное сцепление уничтожится, отчего вращение роликов 4, 6 и диска 14 валом 15 прекратится.
Если ветер усилится и число оборотов ветродвигателя увеличится, то шары центробежного регулятора и диски 2, 3 переместятся вверх, отчего диск 3 прижмется к ролику 4 и, передвинув держатель 7 немного вверх, прижмет ролик 6 к диску 13; вследствие этого диск 13 и вал 15 начнут вращаться в направлении, обратном тому, которое было в ранее рассмотренном случае, отчего вал 15 будет, ввертываясь в гайку 16, подниматься вверх и это поднимание вала 15 и дисков 3, 13 будет продолжаться до тех пор, пока диск 3 не дойдет до той высоты, на которой он будет поддерживаться шарами центробежного регулятора по увеличении числа оборотов, после чего фрикционное сцепление между дисками и роликами нарушается и вращение вала 15 прекращается впредь до нового увеличения или уменьшения числа оборотов ветродвигателя и центробежного регулятора. Каждый раз, когда вал 15 будет включаться центробежным регулятором и вращаться в ту или другую сторону, это вращение через передачу, находящуюся в нижней части вала 15, будет передаваться валику 21 и винту 23, заставляя последний вращаться в ту или другую сторону и перемещать ползун 27 с насосной штангой 28 вдоль рычага 24, причем движения так согласованы, что уменьшение числа оборотов ветродвигателя будет вызывать вращение винта 23 в таком направлении, что ползун 27 будет перемещаться по рычагу в направлении от шатуна 25 к неподвижной точке закрепления рычага на колодце, что будет вызывать уменьшение величины вертикального перемещения насосной штанги 28, уменьшение хода поршня насоса и уменьшение нагрузки на ветродвигатель. Всякое же увеличение числа оборотов ветродвигателя будет вызывать вращение всего механизма и винта 23 в другую сторону, чем и будет вызываться перемещение ползуна 27 по рычагу в направлении к шатуну 25, что повлечет за собой увеличение хода штанги и поршня насоса и, следовательно, соответствующее увеличение нагрузки ветродвигателя. Таким образом, на каждое увеличение или уменьшение мощности ветродвигателя предлагаемое устройство будет немедленно же реагировать перемещением ползуна 27 по рычагу 24 в ту или другую сторону и установлением нагрузки соответственно развиваемой ветродвигателем в каждый отдельный момент мощности.
1. Самодействующее регуляторное устройство для насосов, приводимых в действие ветряком, с использованием рычага с плечом, изменяемым посредством передачи, приводимой в действие при помощи центробежного регулятора, отличающееся тем, что для изменения плеча рычага 24 передвижением ползуна 27, шарнирно связанного с насосною штангою 28, применен винт 23, вращаемый центробежным регулятором 1 при посредстве фрикционной передачи, состоящей из парных конических дисков 2, 3 и 13, 14, смещаемых в осевом направлении, и конических роликов 4, 6, закрепленных на оси, установленной в подвижном подшипнике, удерживаемом при посредстве балансира 11 с противовесом 10.
2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что парные конические диски 13, 14 закреплены на вертикальном валу 15 с навинтованным концом, входящим в неподвижную гайку 16 с целью получения осевого смещения указанных дисков 13, 14 и одновременного вращения установленной неподвижно в осевом направлении втулки с фрикционным сцеплением 17, 20, предназначенным для вращения винта 23 при посредстве универсального шарнира 22.
