Приспособление к ветродвигателю типа эклипс с хвостовым и боковыми рулями для выключения его из-под ветра

Приспособление к ветродвигателю типа эклипс с хвостовым и боковыми рулями для выключения его из-под ветра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ф

Д т) у Фу фд " оо $gggg

Класс 88с, 2, ОПИСННИЕ приспособления к ветродвигателю типа Зклипс с хвостовым и боковым рулями для выключения его из-под ветра.

К зависимому авторскому свидетельству В. B. Шеляовникова, заявленному22 ноября 1934 года (спр. о перв. № 157б88).

Основное авторское свидетельство на имя того же лица от 30 июня

1935 года Ма 43577.

0 выдаче зависимого авторского свидетельства опубликовано ЗО сентября 1935 года.

В основном авторском свидетельстве № 43577 описано приспособление для выключения из-под ветра ветродвигателя типа Эклипс с хвостовым и боковым рулями, заключающееся в том, что хвостовой и боковой рули выполнены поворотными около вертикальных осей и связаны шарнирно между собою тягами с целью одновременного их поворота при посредстве соответствующей передачи.

B предлагаемой форме выполнения приспособления, с целью изменения положения плоскости вращения ветряка в зависимости от силы ветра, применен дополнительный, выступающий над ветряком щиток-руль, щиток которого закреплен на конце поворотного бруска, связанного помощью секторов и троса с осью, воздействующей при своем повороте на хвостовой и боковой рули.

На чертеже фиг. 1 изображает вид сбоку приспособления к ветродвигателю типа Эклипс с хвостовым и боковым рулями для выключения его из-под ветра; фиг. 2 — вид его сверху; фиг. 3— вид сбоку дополнительного щитка-руля; фиг. 4 — вид его спереди; фиг. 5 — вид конца лопасти.

Станина ветродвчгателя образована из четырех досок, составленных ребрами и скрепленных таким образом, что полу чается подобие трубы. Нижний конец этой трубы заканчивается площадкой 2, опирающейся на шариковый подшипник 3, укрепленный на основании 4; последнее же укреплено на брусьях 5, в свою очередь укрепленных на башне 41.

Труба станины помещена внутри башни 41, причем на уровне верхнего конца башни на трубе укреплены четыре косяка 42, на которые надето кольцо 43 с небольшим бортиком внизу. На башне же уложено согнутое из углового железа кольцо 44. Между кольцами 44 и 43 помещен ряд роликов 45 так, что получается подобие роликового подшипника; благодаря наличию этого верхнего подшипника, а также нижнего подшипника 3 станина может поворачиваться вокруг вертикальной оси башни. На

) верхний конец трубы надета рама, связанная из брусков б, 7, причем сквозь. верхние бруски 7 пропущены шипы 8 трубы (станины) 1 (фиг. 2). Сквозь трубу прону:цены еще два небольших бруска 9, служащие упорами для подкосов 10. Для еще большей жесткости, в одном направлении с подкосами, про пущены с:яжки 11, нижние концы ко торых сделаны в виде петель, надетых на концы брусков 9. Рамка из брусков

6, 7, укрепленная жестко помощью шипов, подкосов 10 и стяжек 11 наверху трубы, представляет собой прочный мост станины, на котором крепятся колодки 12, 13. Крепление колодок усилено еще подкосными досками 14, 15. В колодке 12 укреплен роликовый подшипник 16, а в колодке 13 — подшипник17, состоящий из радиального и упорного подшипников. В подшипниках помещен коренной вал 18 ветродвигателя, снабженный на заднем конце шипом 19, заведенным в подшипник 17. На коренном валу близ переднего конца укреплены махи 20, несущие лопасти 21 удобообтекаемого профили. Передний конец вала 18 удлинен и к нему, для большей жесткости крепления ветряного колеса, от махов 20 отходят подкосы 22 и стяжки 23. Вращение ветряка через вал 18 передается шестерне 24, находящейся в сцеплении с шестерней25, а от шестерни25 через шип 2б вертикальному валу 27, идущему к основанию башни, где к ветродвигателю и присоединяются соответствующие .нагрузки. Подшипник, сквозь который проходит шип 26, заключен в коробчатую опору 28. Эта опора может быть или жестко укреплена на брусках 7 или укреплена подвижно таким образом, что может с некоторым усилием скользить вдоль брусков 7; в этом случае опора 28 снабжается лапкой 29, несущей ролик 30, могущий катиться по ободу шестерни 24. При вращении шестерня 25 стремится выйти из зацепления с шестерней 24 и передвинуть опору 28 вдоль брусков 7 в направлении от шестерни 24, но этому препятствует лапка 29 и ролик 30, катящийся по другую сторону шестерни 24. Это устройство делается для сохранения нормального зазора между зубцами шестерен даже в том случае, если бы вал 18, вследствие срабатывания упорного подшипника или другой причины, мог переместиться на некоторую величину в осевом направлении. Шип 2б закреплен в верхнем конце вала 27 не жестко, а подвижно (скользящая посадка) в осевом направлении. Это сделано для того, чтобы в случае осадки вала 27 на некоторую величину, эта осадка не нагружала подшипник, помещенный в опоре 28. Для целей регулировки числа оборотов ветродвигателя и предохранения от разноса ветряк снабжен дугообразными пластинками 31 (фиг. 5) удобообтекаемой формы, укрепленными поворотно на концах лопастей. Дуги пластинок 31 очерчены по радиусу окружности, описываемой концами лопастей. К пластинкам 31 под углом 45 укреплены рычаги 32, от которых внутри обшивки крыльев идут тяги 33 вдоль махов через прямила 32 к угловым рычагам 34. Тягами 35, проходящими в соответствующих выемках в валу 78, рычаги34 соединены с кольцом Зб, могущим передвигаться вдоль вала 78 в осевом направлении. В кольцо 36 заведена вилка 37, укрепленная поворотно на оси 38 и несущая на концах, заведенных в колъцо36, ролики39, могущие катиться по вертикальной полке кольца Зб. На горизонтальное плечо вилки 37 надет груз 40. Описанная кинем атическая связь соединяет груз 40 с пластинками 31. Пластинки 31 так укреплены на концах лопастей, что центр тяжести пластинки смещен относительно оси поворота в направлении к хвосту пластинки, вследствие чего при вращении ветряка возникающая в пластинках центробежная сила стремится повернуть пластинку (показано условным пунктиром) не по окружности вращения, а поперек последней, но этому поворачиванию препятствует противовес 4D, стремящийся посредством кинематической связи притянуть пластинки 31 к торцам лопастей. Противовес 40 подбирается та.-:ой величины, чтобы он удерживал п ." гинки в притянутом к торцам лог чтей состоянии до определенного заданного числа оборотов. При возрастании оборотов выше этого предела центробежная сила пластинок, увеличившись, преодолевает противодействие груза 40 и пластинки, повернувшись на некоторый угол, начинают загребать воздух и таким образом затормаживать вращение ветряка; чем больше ветродвигатель будет стремиться поднять число оборотов против заданного, тем больше будут поворачиваться пластинки 31 и, следовательно, тем сильнее препятствовать нараста. нию числа оборотов ветряка. Это же устройство предохраняет ветродвигатель от разноса в случае снятия на. грузки.

Для установки на ветер и выведения из под ветра ветродвигателя служит хвостовое устройство, состоящее из хвостового бруска 46, один конец которого жестко закреплен к станине между брусками 7 (фиг. 1 и 2); на другом конце бруска 46 укреплена втулка 47, в которой может поворачиваться валик 48, несущий снизу жестко насаженный кривошип 49. К кривошипу 49 снизу приварена из полосового железа проушина 50. Такая же проушина 51 приварена к верхнему концу валика 48.

В проушины 50, 51 вставлены и укреплены стержни 52. На стержнях 52 помощью подвесок 53 подвешены половинки 54, 55 хвостового руля, поворотные вокруг осей стержней 52. Верхняя половинка снабжена жестко на ней закрепленным изогнутым рычагом 56 с грузом 57, удерживающим половинку 54 в вертикальном положении, так как центр тяжести благодаря этому располагается ниже оси подвеса половинки 54 на стержне 52. От кривошипа 49 отходит тяга 58, другим концом присоединенная к шатуну 59; последний шарнирно соединен с угловым рычагом 60, укрепленным поворотно в горизонтальной плоскости на бруске 7. Угловой рычаг 60 помощью тяги 61 соединен с кривошипам 62 бокового руля 63, укрепленного точно так же, к;.к и хвостовой руль, поворотно на бруске 64, который в свою очередь жестко укреплен на станине ветродвигателя в плоскости, перпендикулярной к плоскости бруска 46 и параллельной плоскости ветряка. Вес руля 63 соответственно уравновешен противовесом 65, помещенным с другой стороны на продолжении бруска 64. Угловой рычаг 60 через шатун 59 соединен с коромыслом 66, жестко насаженным на оси 67; другой конец коромысла помощью тяги 68 соединен с угловым рычагом 69, жестко насаженным на валик 70, на конце которого жестко насажен рычаг 71, идущий в одном направлении со свободным плечом рычага б9.

На свободном плече рычага 69 и на рычаге 71 помощью тяг 72, 73, проходящих в соответствующих отверстиях сквозь косяки 42 верхнего поворотного устройства, подвешено кольцо 74, которое может саабодно перемещаться вдоль станины вверх и вниз, вращению же

его вокруг станины препятствуют укрепленные на кольце четыре косяка 75.

На горизонтальной полке кольца 74, при поворотах станины вокруг вертикальной оси, могут катиться ролики 7б, насаженные на осях 77, укрепленных в боковых брусках рамки 78. Рамка 78 укреплена поворотно на пальцах 79, вбитых в брусок 80, жестко укрепленный на башне 41. С противоположной же or бруска 80 стороны к рамке укреплена тяга 81, идущая вниз к основанию башни и оканчивающаяся невысоко от поверхности земли кольцом, которое можно надевать на какой-либо крюк, закрепленный на башне у основания последней. В рабочем положении рули имеют такое положение, как показано на фиг. 1, 2 — руль 54, 55 расположен против ветряка перпендикулярно к плоскости последнего и удерживается в этом положении противовесом 82, укрепленным на рычаге 83, жестко закрепленном на оси 67. Так как вес груза, действуя вниз, стремится через ось 67 повернуть коромысло 66 верхним концом влево, а вместе с тем переместить и шатун 59 с тягой 58 влево, вследствие чего кривошип 49 повернут в крайнее левое положение, ограничиваемое упором, к которому прижат кривошип, то руль 54, 55 работает в это время, как обычный хвостовой руль. Боковой руль 63 в это время поставлен ребром вразрез к ветру и последний, обтекая его, не производит на ветродвигатель никакого действия. Если же нужно вывести ветродвигатель из работы, что достигается поворотом ветродвигателя ветряком вразрез к ветру, то следует потянуть за тягу 81 вниз, тогда рамка 78, ролики 7б, кольцо 74, тяги 72, 73 и концы рычагов 69, 71 опустятся, отчего конец рычага 71, к которому присоединена тяга 68, повернется влево и через тягу 68 повернет влево нижний конец коромысла 66; при этом противовес 82 поднимется, верхний конец коромысла повернется вправо и через шатун 59 повернет вправо присоединенный к последнему конец рычага 60, отчего тяга 61 переместится вдоль бруска 64 в направлении к станине ветродвигателя, тяга же 58 из натянутого состояния перейдет в ослабленное состояние, рычаг 62 тоже начнет поворачиваться к станине до тех пор, пока не упрется в упор 85.

При таком положении рычага б2 руль бЗ повернется на 90 параллельно ветряку, вследствие чего будет подставлена действию ветра вся плоскость руля 63, отчего последний, восприняв на себя давление ветра, начнет поворачивать брус 64, стремясь установиться по направлению ветра, а вместе с брусом 64 будет поворачиваться и вся станина с ветряком. Хвостовой руль 54, 55, помещенный на бруске46, при этом будет вре время самоустанавливаться вразрез к ветру, так как тяга 58 ослаблена и, находясь в свободном состоянии, не удерживает его; вертикальная же ось валика 48 смещена относительно середины руля к передней кромке его и, следовательно, центр давления ветра на руль все время будет расположен сзади оси валика 48. Благодаря такому самоустановлению этого руля по потоку ветра он будет последним обтекаться и не воздействовать на поворот станины; следовательно воздействовать на всю систему ветродвигателя будет только один руль 63, который будет в это время работать, как хвостовой, и установит брусок 64 по ветропотоку, а вместе с ним повернется и вся станина с ветродвигателем, отчего последний из положения перпендикулярного перейдет в положение, параллельное направлению ветра, и ветряк, встав вразрез к ветровому потоку, перестанет вращаться.

Если хотят оставить ветродвигатель в таком нерабочем положении, то надеваи>т кольцо, которым заканчивается тяга 81 у поверхности земли на укрепленный для этой цели там же на башне крюк. Руль 63 работает в это время как хвостовой руль, все время устанавливая ветродвигатель ветряком вразрез к изменяющимся направлениям ветра и удерживая ветряк в нерабочем положении.

Если же нужно снова пустить ветродвигатель в работу, то снимают кольцо тяги 81 с крюка; тогда противовес 82, больше ничем не удерживаемый, опустится и, повернув при этом коромысло 66, переместит тягу 58 в направлении к станине, отчего кривошип 49 повернется вновь в первоначальное положение до упора и руль 54, 55, помещенный на бруске 46, начнет вновь работать, как хвостовой руль. Связь же к рулю 63 после поворота коромысла ослабнет и не будет удерживать руля 63 вдоль бруска 64, отчего руль 63 будет самоустанавливаться по потоку, вследствие чего воздействие руля на ветродвигатель будет сведено к нулю, следовательно, как хвостовой руль, теперь работать будет только один руль 54,55, все время устанавливая ветродвигатель ветряком на ветер.

Если рули, расположенные на брусках 64, 46, поворачивать частично не на 90, а наменьший угол, то установка или выведение ветродвигателя из-под действия ветра также будет частичным, чем и можно регулировать величину давления ветра на ветряк и, следовательно, регулировать мощность ветродвигателя на большом диапазоне скоростей ветра.

С целью изменения положения плоскости вращения ветряка, в зависимости от силы ветра, служит нижеописываемое устройство. Над противовесом 82 на брусках 7 крепится столб 98, на котором по воротно вокруг оси столба надет кронштейн, состоящий из горизонтального бруска 84, вертикального бруска 85, подкосов 86 и основания 87 кронштейна, жестко соединенных в одно целое. Кронштейн может устанавливаться по ветру благодаря наличию на бруске84 щитка 88. На этом кронштейне поворотно вокруг оси 89 укреплен вертикальный удобообтекаемого профиля брусок 90 {фиг. 3, 4), верхний конец которого выступает над ветряком и снабжен небольшим щитком-рулем 91. Центр тяжести бруска 90 со щитком-рулем 91 находится в центре оси 89, что достигается благодаря наличию противовесов 92, подвешенных на планках 93, укрепленных с зазором по бокам кронштейна к бруску 90 помощью болтов и прокладок 94. К нижнему концу бруска 90 укрeïëåí сектор 95, от которого сквозь отверстие, просверленное по оси столба 98, идет трос 96 на такой же сектор 97, прикрепленный на оси 67 к рычагу 83. Ветер, воздействуя на щиток-руль 91, стремится отклонить брусок 90 по своему течению, но этому отклонению сопротивляется противо- вес 82, действующий через посредство секторов 97, 95 и троса 96 на рычаг 90 в обратном направлении и одновременно удерживающий рули 54, 55 и 63 в положении, соответствующем рабочему положению ветродвигателя. Противовес 82 подобран такой величины, чтобы он удерживал рули, находящиеся на брусках 46, 64 в положении, соответствующем раоочему положению ветродвигателя до определенной скорости ветропотока, например, до сюрости

8 м/сек. Когда же сила ветра поднимется несколько выше 8 л)сек, то давление на щиток-руль 91 возрастет, отчего брусок 90, преодолев сопротивление противовеса 82, отклонится по течению ветра, повернувшись на небольшой угол вокруг оси 89, отчего трос 96 частично намотается на сектор 95, с сектора 97 настолько же смотается. . этого плечо рычага 83 с грузом 82 сколько поднимется, а ось 67 повер.ется на небольшой угол, что не замедлит, через посредство связей, идущих к рулям, находящимся на брусках 46, 64, сказаться на положении этих рулей; последние повернутся на небольшой угол, отчего ветродвигатель повернется ветряком немного по отношению к направлению ветропотока.

Если ветер будет еще более усиливаться, то отклонение бруска 90 будет увеличиваться, противовес 82 будет подниматься больше, отчего и поворот рулей 54, 55 и 63 так же будет большим, а следовательно, ветряк будет больше выводиться из-под ветра. Наконец, при буре брусок 90 повернется настолько, что плечо рычага 83 с противовесом 82 поднимется в горизонтальное положение, рули же 54, 55 и 63 в это время повернутся на максимальный угол в 90 и повернут ветродвигатель в такое положение, что ветряк встанет своей плоскостью вразрез к ветру, чем и будет выключен из-под ветра ветродвигатель и достигнуто сохранение его от поломки в бурю.

Предмет изобретения.

Форма выполнения приспособления к ветродвигателю типа Эклипс с хвостовым и боковым рулями для выключения его из-под ветра по п. 1 авторского свидетельства № 43577, отличающаяся применением дополнительного щитка-руля 91 — 88, щиток 91 которого, выступающий над ветряком, закреплен на конце поворотного бруска 90, снабженного противовесом 92 и сектором 95, соединенным тросом 96 и сектором 97 нагруженного противовесом 82 рычага 83, закрепленного на оси 67, посредством соответствующих связей воздействующей при своем повороте на хвостовой и боковой рули с целью изменения положения плоскости вращения ветряка в зависимости от силы ветра.

В зависимому авторскощ свидетельству

В. В. Шелеовникова ¹ 44496 ДЛИГАЧ

9(Тин. „Печатный Труд . 31 . 5232 — ЯОО