Автомат для изменения хода поршня В. А Иельского

(Авторская заявка >Ь 8273)

И чрезвычайно тяжелым, что делает его применение в ветронасосных агрегатах малоцелесообразным.

Другим примером чрезвычайно сложного ходоуменьшителя может служить ходоуменьшитель, который был предложен В. А. Иельским.

Гайка ходоуменьшителя (рис. 58, поз. 1) с пальцем кривошипа с помощью винтаЗ перемещается в радиальном пазу шестерни 2. Винт 3 может вращаться от гидравлического двигателя 4 через посредство конических шестерен 5 к 6 и вала 7.

Масло для работы гидравлического двигателя подаетсЯ гидронасосом 8, который приводится от вала ветродвигателя.

На валу 9 ветродвигателя находится центробежный регулятор, который воздействует на золотник 10, перемещаемый в цилиндре //.

Когда скорость ветра мала и ветродвигатель запускается в работу, золотник 10 соединяет маслопровод /2 с насосом 8 и верхним маслопроводом цилиндра // — масло начинает подаваться в Турбину-^. Турбина начинает вращать винт5 и перемещает кривошип ближе к центру шестерни 2. Насос начинает работать с очень малым ходом и, следовательно, будет создавать малую нагрузку на ветродвигатель. С увеличением числа оборотов ветродвигателя центробежный регулятор переместит золотник вниз, который перекроет верхние маслопровод.

При среднем положении золотника масло будет поступать через отверстия в поршне в трубу 13, что обеспечит подвод масла ко всем основным подшипникам ветродвигателя и возврат его по трубе 14 в цилиндр 11.

При дальнейшем увеличении числа оборотов золотник опустится в крайнее нижнее положение и соединит трубу 12 с нижним маслопроводом. Масло от цилиндра // будет теперь поступать в гидротурбину с другой стороны. Это обеспечит вращение винта 3 и перемещение кривошипа на больший радиус. Ветродвигатель будет загружен больше. При достижении пальцем кривошипа крайнего положения турбина 4 начнет медленно вращаться вместе с валом. Давление масла в турбине возрастет, откроется клапан 15, который перепустит масло в трубу 13.

Из описания и приводимого рисунка вполне понятна чрезвычайная сложность предлагаемого В. А. Иельским ходоуменьшителя. Несомненно, что такая конструкция не могла быть рекомендована в качестве дополнения к простейшему поршневому насосу.

Итак, мы рассмотрели приспособления, которые были предложены для улучшения работы поршневого насоса и наиболее полного использования мощности, развиваемой ветродвигателем.

Но они не устраняют всех препятствий к успешному использованию быстроходных ветродвигателей для привода поршневых на-

Рис. 59. Ветродвигатель 2 УНДИМ Д-10 с автоматической центробежной муфтой: I — лопасть ветроколеса, 2 — верхний редуктор, 3 — форточки регулировании, 4 — боковая лопасть, 5 — хвост, 6 — башня, 7 — вертикальный вал, 8 — автоматическаи центробежнаи муфта С. Б, Перли,

сосов. Как уже указывалось, использование быстроходных ветродвигателей для привода поршневых насосов очень чаСто ограни-

79

чивается наличием большого момента сопротивления насоса в начале его работы, что приводит к простоям ветронасосной установки при малых скоростях ветра.

Работа быстроходных ветродвигателей с поршневыми насосами

Имеется очень много различных предложений по облегчению условий страгивания быстроходных ветродвигателей с поршневыми насосами.

Облегчение условий страгивания ветронасосной установки и запуска ее в работу обеспечивается, в основном, либо отключением насоса от ветродвигателя на период пуска и разгона последнего, либо пуском ветродвигателя с насосом, работающим на холостом ходу.

Разгрузка ветродвигателя путем отключения насоса на период пуска и разгона и дальнейшее включение его в работу может производиться как вручную, так и автоматически.

К таким ветронасосным установкам с быстроходными ветродвигателями можно отнести все установки, ветродвигатели которых имеют ручные или автоматические муфты сцепления. Муфты устанавливаются в каком-либо месте трансмиссии ветродвигателя и дают возможность ветродвигателю вступать в работу без

насоса, подключая его только после того, как ветроколесо наберет необходимое число оборотов. В этом случае большой момент трогания поршневого насоса преодолевается не только за счет момента, развиваемого ветродвигателем, но в первую очередь за счет использования кинетической энергии вращающегося ветроколеса и других частей двигателя.

Из таких двигателей мы укажем на быстроходный двух-Рис. 60. Центробежная муфта конструкцииЛОпастноЙ ветродви-

С. Б. Перли:гатель 2УНДИМ Д-

I - КО..ОДКИ. l-^j^^^J^ 7^tV7„t" -10 С автоматической

60

центробежной муфтой С. Б. Перли (рис. 59, 60) и быстроходный трехлопастной ветродвигатель ВУД-10 конструкции Харьковской научно-исследовательской станции УНДИМ (рис. 61).

Рис. 61. Быстроходный ветродвигатель ВУД-10:

/ — ветроколесо, 2 — головка, 3 — хвост, 4 — башня, 5 — вертикальный вал, б — ручная фрикционная муфта включения, 7 — ниЯсний редуктор, S — трансмиссяя привода машин, 9 — воздушные тормоза.

Недостатком такой схемы является то, что включение на ходу поршневого насоса, особенно при подаче воды из глубоких скважин и колодцев, приводит, зачастую, к значительн^ш перегрузкам ветроагрегата.

При подключении вращающегося ветродвигателя к неподвижному насосу, имеющему штанги большого веса и большой

6. 72181

столб воды над поршнем, возникают инерционные силы, которые создают очень тяжелые условия работы ветроагрегата и могут быть причиной поломок.

Подобные условия работы насосного агрегата наблюдались у ветродвигателей конструкции С. Б. Перли, автоматическая муфта которого не обеспечивала плавного включения насоса.

С переходом к ручному включению насоса с помощью обычной фрикционной муфты сцепления, как это сделано в ветродвигателе ВУД-10, или же с установкой муфты между ветроколесом и малоинерционным компрессором, как это сделано в пневмонасосной установке В. В. Савотина, перегрузки ветроагрегата значительно снижаются, ибо насос (или компрессор) может включаться плавно и избыточный момент за счет проскальзывания муфты снижается.

Более удобным в эксплуатации и более правильным является метод разгрузки насоса на период пуска и разгона ветродвигателя.

В этом случае ветродвигатель начинает вращаться с насосом, работающим на холостом ходу. Только после того, как ветродвигатель наберет необходимое число оборотов, насос начинает подавать воду. Возникновение ударной нагрузки на ветродвигатель практически исключается, а насосный агрегат вступает в работу при меньших скоростях ветра.

Как работают подобные ветронасосные агрегаты, можно уяснить себе на примере оригинального насоса, предложенного S2

Рис. 62. Насос А. Н. Френева для быстроходного ветродвигателя: 3~ "or^iJ^ST""* "Робка; 2-корпус клапанов, и^пЛ Т° «<=плывающий клапаи, 4 - поршень насоса. 5 — клапаи «холостого хода», 6 — калиброванная пробка.

А. И. Френевым. Этот насос успешно прошел опытную проверку и его автору выдано авторское свидетельство.

Насос А. Н. Френева (рис. 62) имеет Насос А. н. Френева кроме ОСНОВНОГО нагнетзтельного клапана

(Авторское свидетельство_„

№ 91187)3 еще один клапан 5, который расположен в-

теле поршня насоса 4. Этот клапан «холостого хода» выполняется шаровым из резины и рассчитывается-таким образом, чтобы при малом числе ходов поршня и при его малых ускорениях он не закрывал бы отверстия в теле поршня и вода перетекала из пространства над поршнем в пространство под поршнем. В этом случае насос работает на холостом ходу без подачи воды в напорную трубу. Таким образом, ветродвигатель с таким насосом начинает работать практически без Нагрузки. Только при достижении кривошипом насоса заданного числа оборотов и возрастания ускорений поршня шаровой клапан не будет успевать отходить от седла, прижмется к нему под действием сил инерции, и насос начнет работать нормально, Подавая воду в напорную трубу. С этого момента в работу вступит основной нагнетательный клапан насоса. Устройство насоса, как видим, достаточно простое. Опыты показали, что работа его про^ текает весьма устойчиво.^

Рассмотрим еще один механизм, заключающий в себе не только устройство, разгружающее ветродвигатель при его запуске, но также устройство для загрузки ветродвигателя в соответствии с его максимальной мощностью.

Этот механизм (рис. 63 а и б) состоит установок в."и!гртиииа ИЗ центробежного регуляторэ, специального

(Авторскм^заяв:<,эКЛЭПанЗ С ЭЛеКТроМЭГНИТОМ, уСТрОЙСТВЗ ДЛЯ

включения и выключения электромагнита, а также источника питания его обмотки.

Механизм работает следующим образом: при небольших числах оборотов вала ветродвигателя, от которого приводится центробежный регулятор контакт 2 не соединяется с пластинкой 3, расположенной на подвижном барабане 4, изготовленном из изоляционного материала. Поэтому цепь электромагнита 5, расположенного в теле поршня насоса 6, разомкнута. В это время клапан 7 открыт и насос, как и в конструкции Френева, работает на холостом ходу.

При возрастании числа оборотов ветродвигателя барабан 4 под действием центробежного регулятора начнет перемещаться и замкнет цепь катушки электромагнита, который закроет вспомогательный клапан 7 и насос начнет подавать воду.

Длительность подачи воды насосом за один ход поршня будет тем больше, чем больше число оборотов, т. е. чем ближе контакт 2 к контакту 8.

Выбором профиля пластинки 3 можно обеспечить работу насоса таким образом,^ чтобы он загружал ветродвигатель в соответствии с его максимальной мощностью.

6.83