RU2261365C2 - Support unit for pyramidal wind motor - Google Patents

Abstract

FIELD: wind power engineering; pyramidal wind motors.

SUBSTANCE: proposed support unit for pyramidal wind motor has blades in form of pyramids uniformly secured on axle. According to invention, device includes additional brackets uniformly secured on support shaft by means of thrust and radial-thrust bearing on common axle. Outer edges of brackets serve as support for lower tier of pyramids.

EFFECT: increased efficiency, reliability and safety in operation.

3 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к конструкциям пирамидальных ветряных двигателей.The invention relates to wind energy, and in particular to structures of pyramidal wind engines.

Известно устройство опорного узла для пирамидального ветряного двигателя, содержащее лопасти в виде пирамид, равномерно закрепленные на оси (см., например, FR 2418996 А, кл. F 03 D 3/00, 02.11.1979), по совокупности существенных признаков принятое за ближайший аналог изобретения (прототип).A device for the support node for a pyramidal wind turbine is known, containing blades in the form of pyramids uniformly fixed on the axis (see, for example, FR 2418996 A, class F 03 D 3/00, 11/02/1979), taken for the nearest analogue of the invention (prototype).

К недостаткам известного устройства относятся невысокие коэффициент полезного действия (КПД) устройства, а также надежность и технологичность.The disadvantages of the known devices include the low efficiency (efficiency) of the device, as well as reliability and manufacturability.

Технический результат, заключающийся в повышении коэффициента полезного действия (КПД) устройства, а также надежности и экономической эффективности и безопасности эксплуатации пирамидального ветряного двигателя (ПВД), обеспечивается за счет того, что устройство опорного узла для пирамидального ветряного двигателя, содержащее лопасти в виде пирамид, равномерно закрепленные на оси, согласно изобретению включает дополнительно консоли, равномерно закрепленные на опорном валу посредством упорного и радиально-упорного подшипников по общей оси, а внешние края консолей служат опорой для нижнего яруса пирамид.The technical result, which consists in increasing the efficiency (efficiency) of the device, as well as the reliability and economic efficiency and safety of operation of the pyramidal wind engine (LDPE), is ensured by the fact that the device of the support unit for the pyramidal wind engine containing blades in the form of pyramids, evenly mounted on the axis, according to the invention further includes consoles evenly mounted on the support shaft by means of axial and angular contact bearings in general th axis and the outer edges of the console serve as a support for the lower tiers of the pyramid.

На фиг.1 изображен пирамидальный ветряной двигатель (ПВД), общий вид;Figure 1 shows a pyramidal wind engine (LDPE), a General view;

На фиг.2 изображена консольная часть опорного узла пирамидального ветряного двигателя (ПВД);Figure 2 shows the cantilever part of the support node of the pyramidal wind engine (LDPE);

На фиг.3 изображен вид А-А по фиг.2.Figure 3 shows a view aa of figure 2.

Опорный узел для пирамидального ветряного двигателя (ПВД) состоит из подшипникового блока 1 и консольной части 2. В подшипниковый блок 1 входит вертикальный опорный вал 3, подшипники 4 и 5, уплотняющие детали 6, корпус 7. Опорный вал 3 опирается на упорный роликовый подшипник 5 и радиально-упорный роликовый подшипник 4. Первый должен воспринимать вертикальные осевые нагрузки работающего ПВД, а второй - преимущественно горизонтальные боковые. На фиг.1 это показано стрелками.The support unit for the pyramidal wind engine (LDPE) consists of a bearing block 1 and a cantilever part 2. The bearing block 1 includes a vertical support shaft 3, bearings 4 and 5, sealing parts 6, housing 7. The support shaft 3 is supported by a thrust roller bearing 5 and angular contact roller bearing 4. The first should absorb the vertical axial loads of the operating LDPE, and the second - mainly horizontal lateral. In figure 1 this is shown by arrows.

Промышленность выпускает указанные подшипники в достаточном ассортименте. Их можно подобрать в зависимости от требуемой мощности установки и с учетом ее эксплуатационного режима. По выточке опорного вала 3 и посадочных мест подшипников 4, 5 в корпусе 7 потребуется проводить токарные и фрезерные работы.The industry produces these bearings in a sufficient assortment. They can be selected depending on the required capacity of the installation and taking into account its operational mode. Turning and milling operations will be required for the undercut of the support shaft 3 and the bearing seats of bearings 4, 5 in the housing 7.

Консольная часть 2 состоит из диска 8 и трех консольных ферм 9, на которые опираются своими внешними краями три лопасти 10 ПВД 13. В качестве диска 8 может быть использован колесный диск легкового или грузового автомобиля (в зависимости от мощности установки). К валу 3 болтами крепится диск 8, к кронштейнам 11 которого через 120° друг от друга крепятся (также болтами) три консоли 9. На их концах смонтирован механизм рессорного подвешивания 12, на который опираются три лопасти 10 ПВД 12.The cantilever part 2 consists of a disk 8 and three cantilever trusses 9, on which three blades 10 of the LDPE 13 are supported with their outer edges. As a disk 8, a wheel disk of a car or truck can be used (depending on the capacity of the installation). A disk 8 is bolted to the shaft 3, three brackets 9 are attached to the brackets 11 through 120 ° from each other (also bolted) 9. At their ends, a spring suspension mechanism 12 is mounted on which three blades 10 of the LDPE 12 are supported.

В литературе достаточно хорошо представлены прочные конструкции консольных ферм, приводятся их расчеты. Для наших целей наиболее подходит конструкция пространственной фермы, имеющей двухраскосные бока 14 в сочетании со стойками 15, которые способны будут выдерживать значительные нагрузки от работающего ПВД (фиг.1). А верх и низ может быть выполнен в обычном варианте, в сочетании поперечных 16 и раскосных 17 элементов (фиг.2). Три консоли изготавливаются из уголковой стали. Их элементы между собой должны скрепляться комбинированно: как при помощи сварки, так и заклепок или болтов, гайки которых завариваются, чтобы они не раскручивались при движении ПВД в воздушном турбулентном потоке.In the literature, durable constructions of cantilever trusses are fairly well represented, their calculations are given. For our purposes, the design of a spatial truss having two-sided sides 14 in combination with racks 15, which will be able to withstand significant loads from a working LDPE, is most suitable (Fig. 1). And the top and bottom can be made in the usual way, in combination of transverse 16 and diagonal 17 elements (figure 2). Three consoles are made of corner steel. Their elements should be fastened together: both by welding, and rivets or bolts, the nuts of which are welded so that they do not unwind when the LDPE moves in an air turbulent flow.

Плавное, устойчивое движение ПВД во время порывов ветра должно обеспечиваться благодаря механизму рессорного подвешивания, состоящего из упругих элементов (пружин) 18 и гасителей колебаний (амортизаторов) 19.Smooth, steady movement of LDPE during gusts of wind should be ensured thanks to the spring suspension mechanism, consisting of elastic elements (springs) 18 and vibration dampers (shock absorbers) 19.

В верхней же части ПВД 13 между его подшипниковым блоком 20 и верхним ярусом должно также монтироваться гибкое шарнирное соединение 21, например, из кардана.In the upper part of the LDPE 13, between its bearing block 20 and the upper tier, a flexible joint 21, for example, from a cardan, should also be mounted.

Корпус 7 подшипникового блока 1 крепится на швеллерах или двутаврах и, если потребуется, раскрепляется снизу дополнительными стойками в зависимости от веса всех лопастей и вала (оси) ПВД.The housing 7 of the bearing block 1 is mounted on the channels or I-beams and, if necessary, is attached from the bottom with additional posts depending on the weight of all the blades and the shaft (axis) of the LDPE.

Верхний подшипниковый блок ПВД обеспечивается радиально-упорным роликовым подшипником 20, т.е. примерно таким же, как подшипник 4 в нижнем блоке 1.The upper LDPE bearing block is provided by an angular contact roller bearing 20, i.e. approximately the same as bearing 4 in the lower block 1.

Зазор между консолью 2 и нижней частью ПВД должен быть таким, чтобы в случае ремонтных работ, скажем, на замене подшипников 4 и 5, было удобно до них добраться.The gap between the console 2 and the lower part of the LDPE should be such that in case of repair work, say, when replacing bearings 4 and 5, it is convenient to get to them.

Выверку, подгонку и сборку металлоконструкций установки необходимо производить внизу на стеллаже, а затем они целиком поднимаются и устанавливаются на фундамент при помощи крана.Alignment, adjustment and assembly of the metal structures of the installation must be carried out at the bottom of the rack, and then they are completely lifted and installed on the foundation with a crane.

Claims (1)

Устройство опорного узла для пирамидального ветряного двигателя, содержащее лопасти в виде пирамид, равномерно закрепленные на оси, отличающееся тем, что оно включает дополнительно консоли, равномерно закрепленные на опорном валу посредством упорного и радиально-упорного подшипников по общей оси, а внешние края консолей служат опорой для нижнего яруса пирамид.The device of the support node for a pyramidal wind turbine, containing blades in the form of pyramids, evenly mounted on the axis, characterized in that it further includes consoles evenly mounted on the support shaft by thrust and angular contact bearings along a common axis, and the outer edges of the consoles serve as a support for the lower tier of the pyramids.

Images