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FERRAMENTAS E MECANISMOS PARA AGRICULTURA
Turbina eólica Camomila para elevação de água. Desenho, descrição
Diretório / Ferramentas e mecanismos para a agricultura O abastecimento de água é um problema agudo para muitos membros novatos de cooperativas de jardinagem, proprietários de lotes domésticos. Está longe de ser possível fornecer água de fontes locais com a ajuda de gasolina ou bombas elétricas, mas o método antigo testado pelo tempo - um poço e uma banheira - é pesado e ineficiente. Afinal, para uma horta com área de 0,01 hectares no verão, são necessários cerca de 2-3 m3 de água por dia. É por isso que o correio do leitor está se voltando cada vez mais para a prática do uso da energia eólica: em várias regiões do país e no exterior, as unidades eólicas de elevação de água têm se mostrado boas, muitas das quais são projetadas e fabricadas por autores amadores. Infelizmente, esses projetos geralmente são feitos em um nível primitivo, o que é explicado pela quase total ausência de literatura de massa sobre o projeto e a fabricação de turbinas eólicas modernas. Hoje decidimos apresentar aos leitores o dispositivo da unidade eólica doméstica "Romashka", desenvolvida na Associação Científica e de Produção "Vetroen". Em termos de indicadores técnicos e econômicos, "Romashka" pertence ao número de aparelhos domésticos modernos desta classe e supera os modelos estrangeiros em vários parâmetros. É estruturalmente simples, não contém componentes e peças escassos, é seguro na operação, conveniente e despretensioso na operação. Tudo isso nos permite recomendar "Camomila" para autoprodução. A usina Romashka foi projetada para extrair água de qualquer fonte de água (poço, poço, reservatório aberto, etc.) com profundidade de água de até 8 me pode ser usada tanto em áreas estacionárias quanto em pastagens de verão. A turbina eólica foi projetada para uso em áreas com clima temperado e velocidades médias anuais do vento de pelo menos 3 m/s - são a parte européia da URSS, Sibéria Ocidental, Cazaquistão, Ásia Central, Transcaucásia, Altai. A vantagem da instalação é a autonomia: não é necessária presença constante ou qualquer intervenção durante o seu funcionamento. "Romashka" (Fig. 1) - uma turbina eólica, no suporte do rack no qual está montada uma bomba. O poste tubular é fixado com seis cabos de sustentação e três âncoras drive-in. características técnicas
A turbina eólica (Fig. 2) é multipás, de baixa velocidade. Sua cremalheira de duas ou três seções pode ter 4 ou 6 m de altura, na parte superior há uma cabeça com uma roda de vento de 12 pás com três graus de liberdade. Quando a direção do vento muda, ele se ajusta automaticamente para o lado sotavento da torre devido à rotação da cabeça. Para auto-alinhamento eficaz da roda eólica e sua estabilização no fluxo do vento, bem como para descarga do momento de flexão, os eixos das pás são inclinados para o eixo da roda e fazem um ângulo de 75° com ele .
A fim de reduzir a pressão frontal do fluxo de ar e eliminar a influência das forças giroscópicas durante fortes rajadas de vento laterais, a roda de vento é montada em um balancim que pode girar em torno de um eixo horizontal perpendicular ao eixo de rotação e que se cruza com o eixo do suporte. Assim, sob a influência de um vento forte, a roda, por assim dizer, "flutua" na corrente de ar. Ao mesmo tempo, o momento das forças de pressão frontal nas pás (em relação ao eixo horizontal de rotação do balancim) é equilibrado por um momento de peso igual a 0,2-0,3 kGm, isso garante o início da roda do vento desvio de sua posição original a uma velocidade do vento de 5-6 m/s. Para compensar parte do peso da roda, o balancim a barlavento é equipado com um contrapeso de peso, em cujo orifício é inserido um laço de arame. Este último serve para parar o aerogerador: com um bastão bastante leve com um gancho na ponta, prendendo-o ao laço, mova o eixo da roda para a posição vertical. O mecanismo de transmissão de força da roda de vento para a bomba é came-alavanca, com uma haste vertical movendo-se alternadamente. O impulso passa dentro do suporte do aerogerador em guias antifricção. Em uma das extremidades da alavanca de dois braços, fixada no eixo entre as faces do balancim, encontra-se um rolete (rolamento de esferas). Ele interage com a superfície lateral interna do prato, que é fixada excentricamente no cubo da roda de vento. Quando as lâminas giram, o rolo, rolando na placa, transmite um movimento oscilatório à alavanca. A outra extremidade da alavanca é conectada à haste vertical por meio de uma dobradiça e um giro. O eixo da suspensão giratória (dobradiça) na posição intermediária da alavanca coincide com o eixo horizontal de rotação do balancim. Assim, exclui-se a influência das forças que atuam no mecanismo de transmissão na posição da roda de vento e balancim no fluxo de vento. Como o eixo de rotação da alavanca está abaixo do eixo de rotação do balancim, a amplitude dos deslocamentos verticais do impulso da bomba aumenta com o aumento da velocidade do vento e a deflexão do balancim com a roda do vento. Isso garante um aumento no desempenho da bomba, uso otimizado da força da roda eólica em várias velocidades de vento e um aumento na eficiência da unidade. A lâmina (Fig. 3) é uma lâmina com uma haste de aço tratada termicamente rebitada. A lâmina é de planta trapezoidal, estampada em chapa de duralumínio grau D16 ou Mg6 com 1,2 mm de espessura; perfil - manilha de raio constante. Para rigidez, é feita uma crista em forma de T. O eixo da haste corre paralelo ao bordo de ataque, o que atinge uma torção geométrica da lâmina de 18°. O plano inclinado na extremidade da haste garante a mesma posição angular das pás no cubo da roda eólica (o ângulo de instalação é de 23° na extremidade e 45° na ponta), o plano contribui para o autoaperto do lâmina por forças centrífugas quando os parafusos de fixação são afrouxados (no entanto, depois de apertar os parafusos, é necessário contrariá-los em pares com arame ou arruelas dobráveis). A massa de uma pá individual não é superior a 400 g e a diferença de massa não deve exceder 5-10 g. O desequilíbrio da roda do vento em relação ao eixo de rotação não é superior a 2,5 Gm.
A bomba (Fig. 4) é autoescorvante, com diafragma de borracha de fluxo horizontal, e possui três cavidades. A cavidade receptora é conectada à luva de sucção, a cavidade subdiafragmática se comunica com a receptora através de seis orifícios bloqueados pela válvula de sucção, a cavidade supradiafragmática por baixo é conectada à cavidade subdiafragmática também por seis orifícios bloqueados pela válvula de descarga e, por acima - com uma mangueira de escoamento e com a cavidade de suporte do aerogerador. Este último "salva" a turbina eólica da quebra devido ao aperto acidental da mangueira de drenagem.
O diafragma é preso ao longo da periferia entre as carcaças superior e inferior da bomba por seis parafusos e no centro - entre as placas superior e inferior com furos - por três parafusos. O eixo da bomba é pressionado na placa superior, na qual o impulso da turbina eólica é aparafusado. Uma ranhura é feita no eixo, uma válvula de descarga lamelar é colocada sobre ela. Uma mola de retorno com força de 5 a 10 kg pressiona o diafragma através da placa superior, garantindo seu retorno e fechando a força do mecanismo de transmissão do aerogerador. A mangueira de sucção é um tubo de polietileno (polipropileno) de 10 ... 30 m de comprimento com diâmetro interno de 20 mm e espessura de parede de 2 mm, o que evita sua compressão pela pressão atmosférica quando rarefeita na bomba. A extremidade da manga está equipada com um filtro de malha receptora com células de 1-1,5 mm. A fim de evitar a evolução abundante de gás da água (cavitação) em grandes profundidades de sucção, a cavidade de sucção da bomba é equipada com uma câmara de compensação (ranhura anular na carcaça inferior). A cavidade do sub-diafragma da bomba é feita com o menor volume livre possível, o que permite aumentar o grau de rarefação e sucção a partir de uma profundidade de até 8,5 m válvula e placa inferior do diafragma. Todas as partes da bomba que operam na água devem ser cuidadosamente protegidas contra corrosão. As superfícies externas dos aerogeradores seriais são revestidas com primer FL-OZK e pintadas com esmalte PF-115 na cor branca ou cinza claro, sendo as extremidades das pás, a tampa do cubo, o contrapeso, os acoplamentos de suporte e a bomba É vermelho. Superfícies de atrito e rolamentos devem ser lubrificados (CIATIM 201 ou LITOL). "Romashka" foi projetado para operação na estação quente a uma temperatura do ar de pelo menos 1 °. Antes do início da geada, ela deve ser interrompida movendo a roda do vento para a posição "parar". No inverno, para aumentar a vida útil do diafragma, é aconselhável desmontar o aerogerador, secá-lo e armazená-lo em local fechado. A "camomila" é montada por duas ou três pessoas em um local aberto ao vento, de modo que a distância da roda do vento ao obstáculo mais próximo (árvores, prédios, etc.) seja de pelo menos 25 a 50 m. Remoção da fonte de água depende do comprimento da mangueira de sucção e da altura da subida da água, mas não deve exceder 15-20 M. O ponto superior da mangueira de sucção deve estar localizado o mais baixo possível. Com uma cabeça alta do poço (poço), a manga é conduzida para fora através de um orifício na parede lateral da cabeça, feita a 150-200 mm do solo. Instale a turbina eólica em um solo compactado denso ou uma plataforma sólida, suporte. As âncoras são marteladas a não menos de 2,5-3 m do rack da turbina eólica, uniformemente ao redor da circunferência, a uma profundidade de 400-800 mm. Em solo fraco (areia, turfa), em vez de âncoras, é mais conveniente usar âncoras enterradas a uma profundidade de 500-1000 mm - placas com área de pelo menos 0,06 m2. Antes de levantar o aerogerador, as braçadeiras são pré-fixadas nas flanges de suporte e nos furos das âncoras marteladas, em seguida, o rack com a roda eólica sobe para a posição vertical, enquanto a parte inferior do suporte (bomba) é trazida ao centro do local. Resta escolher a folga das estrias e finalmente corrigi-las. A tensão da camada superior dos cabos de sustentação é fornecida por ancoragem adicional; o nível de segurança inferior pode cair ligeiramente. Antes da primeira partida, despeje 1-2 litros de água na bomba através da mangueira de drenagem - umedeça e vede as válvulas da bomba. Com uma força do vento de 2,5-3 m / s, alguns minutos após o início, a unidade começará a fornecer água. Durante a operação da instalação, pode ocorrer uma batida no mecanismo da alavanca do came, às vezes é difícil iniciar a roda do vento. Essas interferências são eliminadas ajustando o comprimento da haste da turbina eólica: aparafusando (ou rosqueando) o destorcedor na extremidade roscada superior da haste. O ajuste deve ser feito antes de levantar a turbina eólica, e o diafragma da bomba não deve atingir a posição mais baixa em 2-3 mm quando o balancim com a roda do vento se desvia 45° da posição inicial. Após o ajuste, a haste deve ser travada firmemente para evitar o desaparafusamento automático. Para garantir o abastecimento de água, a turbina eólica é operada com um tanque de armazenamento de água com capacidade de 1,5-2 m3. Recomenda-se instalá-lo a não mais de 10 m da bomba. Em caso de transbordamento do recipiente, deve ser fornecido um tubo ou mangueira de drenagem especial. As características do aerogerador, obtidas em ensaios a uma altura de aspiração de 8 m e uma subida total da água até 10 m, são apresentadas nos diagramas (Fig. 5 e 6). A velocidade máxima do vento durante o teste foi de 40 m/s.
A experiência da operação anual das turbinas eólicas Romashka mostrou sua confiabilidade, simplicidade e facilidade de manutenção. Autor: S.Nikonov
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