УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ ЛОПАСТЕЙ ВЕТРОКОЛЕСА

Полезная модель относится к области использования энергии ветра, а более конкретно к конструкциям ветроагрегатов, предназначенным для использования энергии ветра в сельском хозяйстве.
Известен узел крепления лопастей ветроколеса, содержащий полый корпус, с которым жестко соединены втулки, в которых осесимметрично с кольцевым зазором размещены в подшипниковых узлах валы, на которых закреплены лопасти, и регулятор скорости вращения ветроколеса (см. книгу Я.И.Шефтера, И.В.Рождественского «Ветронасосные и ветроэлектрические агрегаты», «Колос», М., 1967, с.151, рис.80).
Недостаток известного узла крепления лопастей ветроколеса заключается в его недостаточной надежности вследствие того, что смазка подшипниковых узлов валов, на которых закреплены лопасти, осуществляется только при сборке узла или при его ремонте. Однако в процессе длительной работы ветроколеса возможно загрязнение смазки из-за попадания в нее песка и образующейся при трении сопряженных элементов металлической пыли, что снижает безремонтный ресурс работы ветроагрегата в целом. Это приводит к необходимости останова ветроагрегата на время, необходимое для ремонта или замены подшипниковых узлов.
Другим недостатком известного узла является сложность конструкции регулятора скорости вращения ветроколеса, который выполнен в виде грузов, кинематически соединенных с настроечной пружиной, и обеспечивает изменение угла поворота лопастей под действием центробежных сил при вращении ветроколеса.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении надежности узла и в увеличении безремонтного ресурса его работы, а также упрощение его конструкции.
Это достигается тем, что в известном узле крепления лопастей ветроколеса, содержащем полый корпус, с которым жестко соединены втулки, в которых осесимметрично с кольцевым зазором размещены в подшипниковых узлах валы, на которых закреплены лопасти, и регулятор скорости вращения ветроколеса, согласно полезной модели полый корпус частично заполнен жидкой смазкой, при этом его полость сообщена с кольцевыми полостями, образованными валом и втулками, снаружи снабженными уплотнительными узлами.
Кроме того, регулятор скорости вращения ветроколеса выполнен в виде двух параллельных штанг, закрепленных соответственно на корпусе и на каждой лопасти, причем свободные концы штанг соединены пружинами.
На фиг.1 представлен продольный разрез узла крепления лопастей ветроколеса, а на фиг.2 - поперечное сечение А-А фиг.1.
Узел крепления лопастей ветроколеса (двухлопастного) содержит полый цилиндрический корпус 1, с которым жестко соединены две втулки 2, в которых осесимметрично с кольцевым зазором размещены валы 3, установленные в подшипниковых узлах 4 и 5. На свободных концах валов 3 закреплены лопасти 6. Корпус 1 с одной стороны закрыт крышкой 7, а с другой соединен главным валом 8 с редуктором (на чертеже условно не показан). Полость корпуса 1 частично заполнена жидкой смазкой. Подшипниковые узлы 4 валов 3 со стороны лопастей 6 закрыты сальниковыми узлами 9. Кольцевая полость, образованная валом 3 и втулкой 2 сообщена с полостью корпуса 1 через подшипник 5, который поджат гайкой 10. Снаружи корпуса 1 и на лопастях 6 параллельно установлены штанги 11 и 12 (параллельно валам 3), свободные концы которых соединены пружинами 13, образуя регулятор скорости вращения ветроколеса (на каждой лопасти 3).
Узел крепления лопастей ветроколеса работает следующим образом.
Предварительной натяжкой пружин 13 ветроколесо настраивают на оптимальные углы заклинения, что обеспечивает нормальную работу ветроагрегата во всем диапазоне рабочих скоростей ветра. При этом при вращении корпуса 1 с лопастями 6 жидкая смазка постоянно находится на нижней поверхности вращающегося вокруг своей горизонтальной оси корпуса 1 и периодически попадает на поверхность подшипников 5, и через их сепараторы поступает в кольцевую полость между втулками 2 и валами 3. За счет центробежной силы вращающегося ветроколеса она достигает вторых подшипников 5. Наличие сальниковых узлов 9 препятствует потерям смазки. Таким образом, обеспечивается смазка подшипниковых узлов во время работы ветроколеса, что повышает надежность работы узлов крепления лопастей и увеличивает безремонтный ресурс работы ветроагрегата.
С увеличением скорости воздушного потока ветроколесо начинает вращаться быстрее, и при достижении ее значения выше расчетной (например, при урагане), когда вращающий момент будет больше расчетного момента сопротивления пружин 13, соединяющих свободные концы штанг 11 и 12, лопасти 6 поворачиваются на меньшие углы заклинения так, что величина момента уменьшается, а скорость вращения ветроколеса ограничивается. При снижении скорости ветра до рабочих скоростей ветроагрегата регулятор скорости вращения ветроколеса усилием пружин 13 выводит лопасти в исходное положение, обеспечивая оптимальные обороты ветроколеса.