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HERRAMIENTAS Y MECANISMOS PARA LA AGRICULTURA
Aerogenerador Manzanilla para levantamiento de agua. dibujo, descripción
Directorio / Herramientas y mecanismos para la agricultura El suministro de agua es un problema agudo para muchos miembros novatos de cooperativas de jardinería, propietarios de parcelas familiares. Está lejos de ser posible suministrar agua de fuentes locales con la ayuda de bombas eléctricas o de gasolina, pero el antiguo método comprobado (un pozo y una tina) es pesado e ineficiente. Después de todo, para una parcela de jardín con un área de 0,01 hectáreas en verano, se requieren alrededor de 2-3 m3 de agua por día. Es por eso que el correo de los lectores recurre cada vez más a la práctica del uso de la energía eólica: en varias regiones del país y en el extranjero, las unidades de elevación de agua mecánicas por viento han demostrado su eficacia, muchas de las cuales están diseñadas y fabricadas por autores aficionados. Desafortunadamente, estos diseños a menudo se realizan en un nivel primitivo, lo que se explica por la ausencia casi total de literatura masiva sobre el diseño y la fabricación de turbinas eólicas modernas. Hoy decidimos familiarizar a los lectores con el dispositivo de la unidad mecánica de viento doméstica "Romashka", desarrollada en la Asociación Científica y de Producción "Vetroen". En términos de indicadores técnicos y económicos, "Romashka" pertenece a la cantidad de dispositivos domésticos modernos de esta clase y supera a los modelos extranjeros en una serie de parámetros. Es estructuralmente simple, no contiene componentes y piezas escasos, es seguro en la operación, conveniente y sin pretensiones en la operación. Todo esto nos permite recomendar "Chamomile" para la producción propia. La planta de Romashka está diseñada para extraer agua de cualquier fuente de agua (pozo, pozo, depósito abierto, etc.) con una profundidad de agua de hasta 8 m y se puede utilizar tanto en áreas estacionarias como en pastos de verano. El aerogenerador está diseñado para su uso en áreas con clima templado y velocidades de viento anuales promedio de al menos 3 m/s: estas son la parte europea de la URSS, Siberia Occidental, Kazajstán, Asia Central, Transcaucasia, Altai. La ventaja de la instalación es la autonomía: no se requiere presencia constante ni intervención alguna durante su funcionamiento. "Romashka" (Fig. 1) - una turbina eólica, en el soporte del bastidor en el que se monta una bomba. El poste tubular se sujeta con seis cables de sujeción y tres anclajes para clavar. características técnicas
El aerogenerador (Fig. 2) es multipala, de baja velocidad. Su cremallera de dos o tres cuerpos puede tener una altura de 4 o 6 m, en la parte superior tiene un cabezal con una rueda de viento de 12 palas con tres grados de libertad. Cuando la dirección del viento cambia, se ajusta automáticamente al lado de sotavento de la torre debido a la rotación de la cabeza. Para una alineación automática efectiva de la rueda de viento y su estabilización en el flujo de viento, así como para descargar el momento de flexión, los ejes de las palas están inclinados con respecto al eje de la rueda de viento y forman un ángulo de 75 ° con él. .
Para reducir la presión frontal del flujo de aire y eliminar la influencia de las fuerzas giroscópicas durante fuertes ráfagas de viento laterales, la rueda de viento está montada en un balancín que puede girar alrededor de un eje horizontal perpendicular al eje de rotación e intersectando con el eje del soporte. Por lo tanto, bajo la influencia de un fuerte viento, la rueda, por así decirlo, "flota" en la corriente de aire. Al mismo tiempo, el momento de las fuerzas de presión frontal sobre las palas (en relación con el eje horizontal de rotación del balancín) se equilibra con un momento de peso igual a 0,2-0,3 kGm, lo que garantiza el arranque de la rueda de viento. desviación de su posición original a una velocidad del viento de 5-6 m/s. Para compensar parte del peso de la rueda, el balancín del lado de barlovento está equipado con un contrapeso de peso, en cuyo orificio se inserta un lazo de alambre. Este último sirve para detener el aerogenerador: con una pértiga bastante ligera con un gancho en el extremo, enganchándolo a la espira, llevar el eje de la rueda a una posición vertical. El mecanismo para transmitir la fuerza de la rueda de viento a la bomba es de palanca de leva, con una varilla vertical que se mueve alternativamente. El empuje pasa por el interior del soporte del aerogenerador en guías antifricción. En un extremo de la palanca de dos brazos, fijada en el eje entre las mejillas del balancín, hay un rodillo (cojinete de bolas). Interactúa con la superficie lateral interna del plato, que se fija excéntricamente en el cubo de la rueda de viento. Cuando las palas giran, el rodillo, rodando sobre la placa, imparte un movimiento oscilatorio a la palanca. El otro extremo de la palanca está conectado a la varilla vertical a través de una bisagra y un eslabón giratorio. El eje de suspensión giratorio (bisagra) en la posición media de la palanca coincide con el eje horizontal de rotación del balancín. Por lo tanto, se excluye la influencia de las fuerzas que actúan en el mecanismo de transmisión sobre la posición de la rueda de viento y el balancín en el flujo de viento. Dado que el eje de rotación de la palanca está por debajo del eje de rotación del balancín, la amplitud de los desplazamientos verticales del empuje de la bomba aumenta con el aumento de la velocidad del viento y la desviación del balancín con la rueda de viento. Esto asegura un aumento en el rendimiento de la bomba, un uso óptimo de la potencia de la rueda de viento a varias velocidades del viento y un aumento en la eficiencia de la unidad. La cuchilla (Fig. 3) es una cuchilla con una varilla de acero tratada térmicamente remachada. La hoja es de planta trapezoidal, estampada en lámina de duraluminio grado D16 o Mg6 de 1,2 mm de espesor; perfil - grillete de radio constante. Para mayor rigidez, se hace una cresta en forma de T. El eje de la varilla corre paralelo al borde de ataque, con lo que se consigue un giro geométrico de la pala de 18°. El plano inclinado en el extremo de la varilla asegura la misma posición angular de las palas en el cubo de la rueda de viento (el ángulo de instalación es de 23° en el extremo y de 45° en el talón), el plano contribuye al autoapriete del hoja por fuerzas centrífugas cuando se aflojan los pernos de fijación (sin embargo, después de apretar los pernos, es necesario contrarrestarlos en pares con alambre o arandelas plegables). La masa de una pala individual no supera los 400 g, y la diferencia de masa no debe superar los 5-10 g. El desequilibrio de la rueda de viento con respecto al eje de rotación no supera los 2,5 g.
La bomba (Fig. 4) es autoaspirante, con diafragma de goma de flujo horizontal y tiene tres cavidades. La cavidad receptora está conectada al manguito de succión, la cavidad subdiafragmática se comunica con la receptora a través de seis orificios bloqueados por la válvula de succión, la cavidad supradiafragmática desde abajo está conectada a la cavidad subdiafragmática también por seis orificios bloqueados por la válvula de descarga, y desde arriba - con una manguera de drenaje y con la cavidad de soporte del aerogenerador. Este último "salva" al aerogenerador de roturas por pinzamiento accidental de la manguera de desagüe.
El diafragma se sujeta a lo largo de la periferia entre las carcasas superior e inferior de la bomba con seis pernos, y en el centro, entre las placas superior e inferior con orificios, con tres tornillos. El eje de la bomba se presiona en la placa superior, en la que se atornilla el empuje de la turbina eólica. Se hace una ranura en el eje, se coloca una válvula de descarga laminar. Un resorte de retorno con una fuerza de 5 a 10 kg presiona el diafragma a través de la placa superior, asegurando su retorno y cerrando con fuerza el mecanismo de transmisión del aerogenerador. La manguera de aspiración es un tubo de polietileno (polipropileno) de 10...30 m de longitud con un diámetro interior de 20 mm y un espesor de pared de 2 mm, que evita su compresión por la presión atmosférica al enrarecerse en la bomba. El extremo del manguito está equipado con un filtro de malla receptora con celdas de 1-1,5 mm. Para evitar una abundante salida de gas del agua (cavitación) a grandes profundidades de aspiración, la cavidad de aspiración de la bomba está equipada con una cámara de compensación (ranura anular en la carcasa inferior). La cavidad del sub-diafragma de la bomba está hecha con el menor volumen libre posible, lo que permite aumentar el grado de rarefacción y succión desde una profundidad de hasta 8,5 m Válvula y placa de diafragma inferior. Todas las partes de la bomba que funcionan en el agua deben protegerse cuidadosamente contra la corrosión. Las superficies exteriores de los aerogeneradores de serie están recubiertas con una imprimación FL-OZK y pintadas con esmalte PF-115 en color blanco o gris claro, y los extremos de las palas, la tapa del buje, el contrapeso, los acoplamientos de apoyo y la bomba son rojos. Las superficies de fricción y los cojinetes deben estar lubricados (CIATIM 201 o LITOL). "Romashka" está diseñado para funcionar en la estación cálida a una temperatura del aire de al menos más 1 °. Antes del inicio de las heladas, debe detenerse moviendo la rueda de viento a la posición de "parada". Para el invierno, con el fin de aumentar la vida útil del diafragma, se recomienda desmontar el aerogenerador, secarlo y almacenarlo en un lugar cerrado. La "manzanilla" la montan dos o tres personas en un lugar abierto al viento, de modo que la distancia desde la rueda de viento hasta el obstáculo más cercano (árboles, edificios, etc.) sea de al menos 25-50 m. depende de la longitud de la manguera de succión y de la altura del ascenso del agua, pero no debe exceder los 15-20 m El punto superior de la manguera de succión debe ubicarse lo más bajo posible. Con una cabeza alta del pozo (pozo), el manguito se saca a través de un orificio en la pared lateral de la cabeza, hecho a 150-200 mm del suelo. Instale el aerogenerador en un suelo denso compactado o en una plataforma sólida, de pie. Los anclajes se martillan a no menos de 2,5-3 m del bastidor del aerogenerador, uniformemente alrededor de la circunferencia, hasta una profundidad de 400-800 mm. En suelos débiles (arena, turba), en lugar de anclajes, es más conveniente usar anclajes enterrados a una profundidad de 500-1000 mm, placas con un área de al menos 0,06 m2. Antes de levantar la turbina eólica, las abrazaderas se sujetan previamente a las bridas de soporte y a los orificios de los anclajes martillados, luego el bastidor con la rueda de viento se eleva a una posición vertical, mientras que la parte inferior del soporte (bomba) se lleva al centro del sitio. Queda por elegir las estrías flojas y finalmente arreglarlas. La tensión del nivel superior de cables de sujeción se proporciona mediante un anclaje adicional; el nivel de seguridad inferior puede hundirse ligeramente. Antes del primer arranque, vierta 1-2 litros de agua en la bomba a través de la manguera de drenaje; humedezca y selle las válvulas de la bomba. Con una fuerza de viento de 2,5-3 m/s, unos minutos después del arranque, la unidad comenzará a suministrar agua. Durante el funcionamiento de la instalación, puede ocurrir un golpe en el mecanismo de palanca de leva, a veces es difícil arrancar la rueda de viento. Estas interferencias se eliminan ajustando la longitud de la varilla del aerogenerador: atornillando (o atornillando) la rótula en el extremo superior roscado de la varilla. El ajuste debe realizarse antes de levantar la turbina eólica, y el diafragma de la bomba no debe alcanzar la posición más baja en 2-3 mm cuando el balancín con la rueda de viento se desvía 45° de la posición inicial. Después del ajuste, la varilla debe bloquearse de forma segura para evitar que se desenrosque. Para garantizar el suministro de agua, la turbina eólica funciona con un tanque de almacenamiento de agua con una capacidad de 1,5-2 m3. Se recomienda instalarlo a no más de 10 m de la bomba. En caso de sobrellenado del contenedor, se debe proporcionar una tubería o manguera de drenaje especial. Las características del aerogenerador, obtenidas en ensayos a una altura de succión de 8 m y una elevación total del agua de hasta 10 m, se muestran en los diagramas (Fig. 5 y 6). La velocidad máxima del viento durante la prueba fue de 40 m/s.
La experiencia de la operación anual de los aerogeneradores Romashka ha demostrado su fiabilidad, sencillez y facilidad de mantenimiento. Autor: S.Nikonov
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