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STRUMENTI E MECCANISMI PER L'AGRICOLTURA
Turbina eolica Camomilla per il sollevamento dell'acqua. Disegno, descrizione
Elenco / Strumenti e meccanismi per l'agricoltura L'approvvigionamento idrico è un problema acuto per molti membri alle prime armi delle cooperative di giardinaggio, proprietari di terreni domestici. È tutt'altro che possibile fornire acqua da fonti locali con l'aiuto di pompe a benzina o elettriche, ma il vecchio metodo collaudato - un pozzo e una vasca - è pesante e inefficiente. Dopotutto, per un orto con una superficie di 0,01 ettari in estate sono necessari circa 2-3 m3 di acqua al giorno. Ecco perché la posta dei lettori si rivolge sempre più alla pratica dell'utilizzo dell'energia eolica: in un certo numero di regioni del paese e all'estero, le unità di sollevamento dell'acqua meccanico-eolico si sono dimostrate valide, molte delle quali sono progettate e prodotte da autori dilettanti. Sfortunatamente, tali progetti sono spesso realizzati a un livello primitivo, il che è spiegato dalla quasi totale assenza di letteratura di massa sulla progettazione e produzione di moderne turbine eoliche. Oggi abbiamo deciso di far conoscere ai lettori il dispositivo dell'unità meccanica eolica domestica "Romashka", sviluppata nell'Associazione scientifica e produttiva "Vetroen". In termini di indicatori tecnici ed economici, "Romashka" appartiene al numero di moderni dispositivi domestici di questa classe e supera i modelli stranieri in una serie di parametri. È strutturalmente semplice, non contiene componenti e parti scarsi, è sicuro nel funzionamento, comodo e senza pretese nel funzionamento. Tutto questo ci permette di consigliare "Camomilla" per l'autoproduzione. L'unità "Romashka" è progettata per sollevare l'acqua da qualsiasi fonte d'acqua (pozzo, pozzo, serbatoio aperto, ecc.) Con una profondità dell'acqua fino a 8 me può essere utilizzata sia in aree stazionarie che nei pascoli estivi. La turbina eolica è progettata per l'uso in aree con clima temperato e velocità del vento medie annue di almeno 3 m/s: si tratta della parte europea dell'URSS, della Siberia occidentale, del Kazakistan, dell'Asia centrale, della Transcaucasia, dell'Altai. Il vantaggio dell'impianto è l'autonomia: non è richiesta una presenza costante o alcun intervento durante il suo funzionamento. "Romashka" (Fig. 1) - una turbina eolica, nel supporto del rack di cui è montata una pompa. Il palo tubolare è fissato con sei tiranti e tre ancoraggi drive-in. caratteristiche tecniche
La turbina eolica (Fig. 2) è multipala, a bassa velocità. La sua rastrelliera a due o tre sezioni può essere alta 4 o 6 m, nella parte superiore è presente una testata con ruota eolica a 12 pale con tre gradi di libertà. Quando la direzione del vento cambia, si autoregola automaticamente sul lato sottovento della torre grazie alla rotazione della testa. Per un efficace autoallineamento della ruota eolica e la sua stabilizzazione nel flusso del vento, nonché per lo scarico dal momento flettente, gli assi delle pale sono inclinati rispetto all'asse della ruota eolica e formano con esso un angolo di 75° .
Al fine di ridurre la pressione frontale del flusso d'aria ed eliminare l'influenza delle forze giroscopiche durante forti raffiche di vento laterali, la ruota eolica è montata su un bilanciere che può ruotare attorno ad un asse orizzontale perpendicolare all'asse di rotazione e intersecante con il asse del supporto. Pertanto, sotto l'influenza di un forte vento, la ruota, per così dire, "galleggia" nel flusso d'aria. Allo stesso tempo, il momento delle forze di pressione frontale sulle pale (rispetto all'asse orizzontale di rotazione del bilanciere) è bilanciato da un momento peso pari a 0,2-0,3 kGm, questo garantisce l'inizio della ruota eolica deviazione dalla sua posizione originale ad una velocità del vento di 5-6 m/s. Per compensare parte del peso della ruota, il bilanciere sul lato sopravvento è dotato di un peso-contrappeso, nel cui foro è inserito un anello di filo. Quest'ultimo serve per fermare l'aerogeneratore: con un palo abbastanza leggero con un gancio all'estremità, agganciandolo all'asola, portate l'asse della ruota in posizione verticale. Il meccanismo di trasmissione della forza dalla ruota eolica alla pompa è a camma-leva, con un'asta verticale che si muove alternativamente. La spinta passa all'interno del supporto dell'aerogeneratore in guide antifrizione. Ad un'estremità della leva a due bracci, fissata sull'asse tra le guance del bilanciere, è presente un rullo (cuscinetto a sfera). Interagisce con la superficie laterale interna della parabola fissata eccentricamente sul mozzo della ruota eolica. Quando le lame ruotano, il rullo, rotolando sul piatto, imprime un moto oscillatorio alla leva. L'altra estremità della leva è collegata all'asta verticale tramite una cerniera e uno snodo. L'asse della sospensione girevole (cerniera) nella posizione centrale della leva coincide con l'asse orizzontale di rotazione del bilanciere. Pertanto, l'influenza delle forze che agiscono nel meccanismo di trasmissione sulla posizione della ruota eolica e del bilanciere nel flusso del vento è esclusa. Poiché l'asse di rotazione della leva è al di sotto dell'asse di rotazione del bilanciere, l'ampiezza degli spostamenti verticali della spinta della pompa aumenta con l'aumentare della velocità del vento e della deflessione del bilanciere con la ruota del vento. Ciò garantisce un aumento delle prestazioni della pompa, un utilizzo ottimale della potenza della ruota eolica a diverse velocità del vento e un aumento dell'efficienza dell'unità. La lama (Fig. 3) è una lama con un'asta di acciaio trattato termicamente rivettata. La lama è a pianta trapezoidale, stampata in lamiera di duralluminio grado D16 o Mg6 spessore 1,2 mm; profilo - grillo di raggio costante. Per rigidità, viene realizzata una cresta a forma di T. L'asse della canna corre parallelo al bordo d'attacco, che realizza una torsione geometrica della pala di 18°. Il piatto inclinato all'estremità dell'asta garantisce la stessa posizione angolare delle pale nel mozzo della ruota eolica (l'angolo di installazione è di 23° all'estremità e 45° all'estremità), il piatto contribuisce all'autoserraggio del lama dalle forze centrifughe quando i bulloni di fissaggio vengono allentati (tuttavia, dopo aver serrato i bulloni, è necessario contrastarli a coppie con filo o rondelle pieghevoli). La massa di una singola pala non è superiore a 400 g e la differenza di massa non deve superare i 5-10 G. Lo squilibrio della ruota eolica rispetto all'asse di rotazione non è superiore a 2,5 Gm.
La pompa (Fig. 4) è autoadescante, con membrana in gomma a flusso orizzontale, a tre cavità. La cavità ricevente è collegata al manicotto di aspirazione, la cavità sottodiaframmatica comunica con quella ricevente attraverso sei fori bloccati dalla valvola di aspirazione, la cavità sopradiaframmatica dal basso è collegata alla cavità sottodiaframmatica anche da sei fori bloccati dalla valvola di scarico, e da sopra - con un tubo di scarico e con la cavità di supporto dell'aerogeneratore. Quest'ultimo "salva" la turbina eolica da rotture dovute al bloccaggio accidentale del tubo di scarico.
Il diaframma è bloccato lungo la periferia tra l'alloggiamento della pompa superiore e inferiore da sei bulloni e al centro - tra le piastre superiore e inferiore con fori - da tre viti. L'asse della pompa viene premuto nella piastra superiore, nella quale viene avvitata la spinta della turbina eolica. Sull'asse viene praticata una scanalatura, su di essa viene inserita una valvola di scarico lamellare. Una molla di richiamo con una forza da 5 a 10 kg preme il diaframma attraverso la piastra superiore, assicurandone il ritorno e la forza di chiusura del meccanismo di trasmissione dell'aerogeneratore. Il tubo di aspirazione è un tubo in polietilene (polipropilene) lungo 10 ... 30 m con un diametro interno di 20 mm e uno spessore della parete di 2 mm, che evita la compressione da parte della pressione atmosferica quando rarefatto nella pompa. L'estremità del manicotto è dotata di un filtro a rete ricevente con celle di 1-1,5 mm. Per evitare l'abbondante sviluppo di gas dall'acqua (cavitazione) a grandi profondità di aspirazione, la cavità di aspirazione della pompa è dotata di una camera di compensazione (scanalatura anulare nell'alloggiamento inferiore). La cavità sub-membrana della pompa è realizzata con il minor volume libero possibile, il che consente di aumentare il grado di rarefazione e aspirazione da una profondità fino a 8,5 m valvola e piastra inferiore della membrana. Tutte le parti della pompa funzionanti in acqua devono essere accuratamente protette dalla corrosione. Le superfici esterne delle turbine eoliche seriali sono rivestite con un primer FL-OZK e verniciate con smalto PF-115 in bianco o grigio chiaro, e le estremità delle pale, il coprimozzo, il peso-contrappeso, gli attacchi di supporto e la pompa sono rossi. Le superfici di attrito ei cuscinetti devono essere lubrificati (CIATIM 201 o LITOL). "Romashka" è progettato per funzionare nella stagione calda a una temperatura dell'aria di almeno più 1 °. Prima dell'inizio del gelo, deve essere fermato spostando la ruota del vento in posizione "stop". Per l'inverno, al fine di aumentare la durata del diaframma, si consiglia di smontare l'aerogeneratore, asciugarlo e riporlo al chiuso. "Camomilla" è montata da due o tre persone in un luogo aperto al vento in modo che la distanza dalla ruota eolica all'ostacolo più vicino (alberi, edifici, ecc.) sia di almeno 25-50 m Rimozione dalla fonte d'acqua dipende dalla lunghezza del tubo di aspirazione e dall'altezza del sollevamento dell'acqua, ma non deve superare i 15-20 m Il punto superiore del tubo di aspirazione deve essere posizionato il più in basso possibile. Con una testa alta del pozzo (pozzo), la manica viene fatta uscire attraverso un foro nella parete laterale della testa, realizzato a 150-200 mm da terra. Installa la turbina eolica su un terreno denso e compattato o su una piattaforma solida, in piedi. Le ancore vengono martellate a non meno di 2,5-3 m dalla cremagliera della turbina eolica, uniformemente attorno alla circonferenza, a una profondità di 400-800 mm. Su terreni deboli (sabbia, torba), invece di ancore, è più opportuno utilizzare ancore interrate a una profondità di 500-1000 mm - piastre con una superficie di almeno 0,06 m2. Prima di sollevare l'aerogeneratore, i tiranti vengono pre-aggrappati alle flange di supporto e ai fori delle ancore martellate, quindi la cremagliera con la ruota eolica sale in posizione verticale, mentre la parte inferiore del supporto (pompa) viene portata al centro del sito. Resta da scegliere l'allentamento delle smagliature e infine risolverle. La tensione del livello superiore dei tiranti è fornita da un ancoraggio aggiuntivo; il livello di sicurezza inferiore potrebbe abbassarsi leggermente. Prima del primo avvio, versare 1-2 litri di acqua nella pompa attraverso il tubo di scarico - inumidire e sigillare le valvole della pompa. Con una forza del vento di 2,5-3 m / s, pochi minuti dopo l'avvio, l'unità inizierà a fornire acqua. Durante il funzionamento dell'impianto, può verificarsi un colpo nel meccanismo della leva a camma, a volte è difficile avviare la ruota del vento. Queste interferenze vengono eliminate regolando la lunghezza dell'asta dell'aerogeneratore: avvitando (o avvitando) lo snodo sull'estremità filettata superiore dell'asta. La regolazione deve essere effettuata prima di sollevare la turbina eolica e il diaframma della pompa non deve raggiungere la posizione più bassa di 2-3 mm quando il bilanciere con la ruota eolica devia di 45° dalla posizione iniziale. Dopo la regolazione, l'asta deve essere bloccata saldamente per evitare l'autosvitamento. Per garantire l'approvvigionamento idrico, l'aerogeneratore viene azionato con un serbatoio di accumulo dell'acqua con una capacità di 1,5-2 m3. Si consiglia di installarlo a non più di 10 m dalla pompa. In caso di riempimento eccessivo del contenitore, è necessario prevedere uno speciale tubo o tubo di scarico. Le caratteristiche dell'aerogeneratore, ottenute in prove ad un'altezza di aspirazione di 8 me un salto d'acqua totale fino a 10 m, sono mostrate nei diagrammi (Fig. 5 e 6). La velocità massima del vento durante i test è stata di 40 m/s.
L'esperienza del funzionamento annuale delle turbine eoliche Romashka ha dimostrato la loro affidabilità, semplicità e facilità di manutenzione. Autore: S.Nikonov
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