Установка в. м. зюбина для использования энергии гидравлического потока

-отливных те ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(21) 4840744/29 (22) 21.06.90 (46) 15,02.93, Бюл, М 6 (71) Тольяттинское производственное объединение "Азотреммаш" (72) В.М.Зюбин (56) Авторское свидетельство СССР К. 1408098, кл, Р 03 В 13/12, 17/06, 1988. (541 УСТАНОВКА В,М.ЗЮБИНА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПОТОКА (57 Изобретение относится к гйдроэнергетие, Корпус 1 соединен тросом 2 с берега во 1 опорой. Вал 3 установлен в корпусе 1 : горизонтально вдоль потока и кинематиче скй связан с преабразователем энергии 5 Кинематическая связь вала 3 с преабразова телем 5 может быть выполнена в виде кри воц)ипно-шатунного механизма 4. Лопасть 6 в)полнена крыловидной, погружена в по ., токи прикреплена к одному из койцов дву , плечего рычага 7. Последйий установлен воУ втулке 8. На втором конце рычага 7 установлен противвес 9. Штырь 10 взаимодействует с подвижным упором 11. Последний .может быть выпалн.ен в. виде коромысла 13 с пружиной.12, Ролик 14 установлен на ко. ромысле 13. Концевые ограничители 15 и 16 установлены на корпусе 1 йо разные стороны от вала 3. Направляющая 18 фиксируется при помощи винта 17, Дополнительный ,штырь 19 размещен оппозитно штырю 10.Дополнйтельнье лопасти 20 установлены на горизонтальйых осях 21 и кинематически . связай ы между собой,. Ки нематичес кая связь лопастей 20 может быть выполнена в виде кривошипно-шатунного механизма 22.Плавники 23 установлены на корпусе 1. Такое выполнениеустановки позволит упростить ее конструкцию, повысить КПД и расширить функциональные возможности путем обеспечения регулирования мощности и вазможности непрерыпри использовании приливночений. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано в установках, . использующих энергиюгидравлического потока,Известна установка для использованияэнергии гидравлического потока, содержащая плавучий корпус, соединенный с береговой опорой .при помощи тросовогомехайизма ориентации, установленный накорпусе горизонтальный вал, кинематически связанный с преобразователем энергиии расположенные по обе стороны от корпусалопастные колеса, частично погруженные впоток и имеющие устройства для ориентации лопастей перпендикулярно потоку.Недостатком известной конструкцииявляется низкая эффективность использования энергии потока, поскольку работа йопасти, расположенной плоскостьюперпендикулярно к потоку, не достаточноэффективна,Возникшая на лопасть сила обусловлена лишь напором потока,С другой стороны, наличие лопастныхколес сборной конструкции, состоящих издвух дисков с консол ь ными горизонтал ьнь 1 ми пальцами, шарнирно соединенными с. лопастями, приспособлением для вращенияодного из дисков и большим количествомлопастей с устройством для их ориентации,усложняет конструкцию, увеличивает ееудельную металлоемкость,Цель изобретения - упрощение конструкции установки и повышение ее КПД.Поставленная цель достигается тем, чтов установке для использования гидравлического потока, содержащей корпус, установленный на нем горизонтальный вал, одинконец которого кинематически связан с преобразователем энергии, и погруженную впоток лопасть, вал установлен вдоль потока,сама установка снабжена: полой втулкой,прикрепленной к другому концу вала перпендикулярно его оси; двуплечим Г-образным рычагом, первое плечо которогоснабжено штырем и установлено с возможностью поворота в полости втулки, а второеимеет концевой противовес; концевыми ограничителями, размещенными по разныестороны от вала и подвижным упором длявзаимодействия со штырем и ограничителями, а лопасть прикреплена к первому плечурычага параллельно его второму плечу исмещена относительно оси поворота в противоположную сторону от последнего,С целью расширения функциональныхвоэможностей, путем обеспечения регулирования мощности, установка снабжена направляющей, установленной на корпусеперпендикулярно валу с возможностью пе 55 Для регулирования мощности концевые ограничители 15, 16 закреплены на направляющей 18, установленной на корпусе перпендикулярно валу с возможностью перемещения вдоль его оси, Фиксируется направляющая винтом 17 и упирается в ролик 14,ремещения вдоль его оси, а концевые ограничители закреплены на направляющей.Для использования приливно-отливныхтечений первое плечо рычага снабжено до полнительным штырем, размещенным оппозитно основному относительно оси поворота плеча.На фиг.1 изображена установка, видсбоку; на фиг,2 - то же, вид сзади; на фиг,З 10 - положение лопасти противовеса, штыря иподвижйого упора в диапазоне качания лопасти, изображенной на фиг.2; на фиг,4 - устройство поворота лопасти относительно потока; на фиг,5 - . сечение А-А на фиг.4; на 15 фиг.6 - установка с дополнительными лопастями, вид сзади; на фиг.7- узел, вид сверху фиг.4; на фиг,8 - сечение Б-Б на фиг.7; на фиг.9 - положение лопасти, противовеса, штыря, подвижного упора в среднем поло жении лопасти; на фиг.10 - схема сил, действующих на лопасть в ее крайнем положении.Установка для использования энергиигидравлического потока содержит корпус 1, 25 соединенный с береговой опорой тросом 2,установленный на корпусе вдоль потока горизонтальный вал 3, кинематически, например, через кривошипно-шатунный механизм 4, связанный с преобразователем 30 энергии 5 и, погруженную в поток лопасть 6;выполненную в виде крыла, жестко закрепленного на одном конце двуплечего Г-образного рычага 7, который установлен во. втулке 8, закрепленной перпендикулярно к 35 свободному концу горизонтального вала 3.Второе плечо рычага изогнуто в сторону от лобовой части лопасти и имеет противовес 9. Первое плечо рычага снабжено штырем 10, ось которого расположена в плоскости, 40 проходящей через хорду лопасти и центртяжести противовеса (фиг.9), Штырь 10 входит в соприкосновение с подвижным упором 11, выполненным, например, в виде подпружиненного пружиной 12 коромысла 45 13 и установленным на оси в кронштейнах,жестко закрепленных на полой втулке 8 (фиг.4). На другом конце коромысла установлен ролик 14, поочередно взаимодействующий, в крайних положениях лопасти, с50концевыми ограничителями 15, 16 (фиг.2, 7, 8), расположенными на корпусе и размещенными по разные стороны от вала 3.Для использования энергии приливов иотливов первое плечо рычагэ снабжено дополнительным штырем 19, размещеннымоппозитно штырю 10 отчосительно оси поворота плеча (фиг,5), 5Для увеличения мощности установкаснабжена дополнительными лопастями 20,установленными на горизонтальных осях21, расположенных с двух сторон от вала 3И кинематически соединенных между сооой, например, шатунно-кривошипным механизмом 22,Нэ плавучем корпусе 1 установленытакже стабилизирующие плэвники 23, расположенные в гидравлическом потоке (фиг,б). 15Установка для использования энергиигидравлического потока работает следуюцим обрэзом,Гидравлический поток, воздействуя налопасть б, поворачивает ее сначала вокруг 20оси рычага 7 до упора штыря 10 в упор 11коромысла 13, Таким образом лопасть устанавливается под углом а к потоку (фиг.З и5). Затем лопэсть б с рычагом 7 зэ счетвтулки 8 начинает поворачиваться нэ валу 3 25до тех пор, покэ ролик 14 не набежит нэконцевой ограничитель 15. При этом коромысло 13 повернется нэ оси кронштейна иуПор 11 выйдет из соприкосновения со штырем 10. В результате лопасть б устэнавливается сначала потоком во флюгерноеположение, тэк как она нэ рычаге 7 закреп.лена асимметрично, а затем под действиемсрставляющей силы Р веса 0 противовеса 9лопасть повернется в полой втулке 8 нэ противоположный угол а (фиг.З, 10), При этомдолжно выполниться условие.Оып ф и сов аМ,,где М - момент относительно рычага 7 отдействия гидравлического потока;, 40ф - угол поворота рычага 7 вокруг горизонтальной оси 3;0 - сила веса противовеса 9;и - плецо от оси рычага 7 до центратяжести противовеса 9; 45а- угол атаки лопасти.Другими словами, когда ролик 14 сой-"дет с упора 15, коромысло 13 под действиемпружины 12 вернется в исходное положенИе. При дальнейшем перемещении, когда 50сила на лопасть 6 превысит силу весэ и силуинерции противовеса 9, лопасть повернетсянд оси рычага 7 и будет поворациваться навэлу 3 до тех пор; пока ролик 14 не набежитнэ противоположный концевой ограничитЬль 16.При повороте лопасти нэ противополокный угол на ней возникает подьемнэясила, под действием которой лопасть начипает поворачиваться в противоположную сторону.При этом ролик 14 сойдет с концевого ограничителя 16. штырь 10 войдет в соприкосчовение с упором 11 с другой его стороны см. фиг.З). таким образом, угол атэки лопасти ээфиксируется.При дальнейшем повороте лопасти б вокруг оси.горизонтального вала составляющая сила Р веса уменьшится, В вертикальном положении онэ равна О, а затем ее направление изменяется нэ противоположное и онэ начинэет увеличиваться. В крайнем положении лопасти составляющая сила веса противовеса Р - максимальна, Под действием этой силы лопасть снова поворачивается на противоположный угол.Таким образом осуществляется колебательное движение лопасти, которое с помощью кривошипно-шатунного механизма 4 преобразуется во вращательное движение вала преобразователя 5,Регулирова ие мощности осуществляется перемещением направляющей 18 вдоль вала 3. При перемещении направляющей влево онэ воздействует на ролик 14 коромыслэ 13, при этом угол атаки лопасти уменьшается, снижается вырабатываемая установкой мощность.При выходе упора 11 из зацепления со штырем 10, т,е. в тот момент, когда лопасть будет во флюгерном положении, установка остановится.Для запуска установки необходимо перемещать направляющую 18 вправо до момента соприкосновения упора 11 со штырем 10.При таком перемещении направляющей угол а атэки лопасти будет увеличиваться, увеличится й мощность установки,В установках, использующих энергию гидравлического потока приливов и отливод, при изменении нэправления потока чэ 180 О повернется и лопасть б вокруг оси рычага 7 нэ 180 О. При этом в соприкосновение с упором 11 войдет штырь 19, Установка будет работать аналогично выше описанному.Дополнительные лопасти 20 позволяют увеличить мощность установки за счет увелицения площади поперечного сечения потока. Плавники 23 позволяют предотвратить раскацивание плавучего корпуса 1,Установка обладает повышенной эффективностью использования энергии потока за счет более высокого гидродинэмического качества крыла, установленного под оптимальыым углом атаки к потоку, Конструктивно проста, одновременно имеет устройство для регулировэния мощности, 1795144Формула изобретения 1. Установка для использования энергии гидравлического потока, содержащая корпус, установленный на немторизонтальный вал, один конец которого кинематически связан с преобразователем энергии, и погруженную в поток лопасть, от л и ч. а ющ а я с я тем, что вал установлен вдоль потока, установка снабжена полой втулкой, прикрепленной к другому концу вала-перпендикулярно его оси, двуплечим Г-образным рычагом, первое плечо которого снабжено штырем и установлено. с возмокностью поворота в полости втулки, а второе . имеет концевой противовес, концевымиог-.раничителями, размещенными по разные стороны от вала, и подвижным упором для взаимодействия со штырем и ограничителями, а лопасть прикреплена к первому плечу рычага параллельно его второму плечу и смещена относительно оси поворота в противоположную сторону от последнего,2, Установка по и. 1, отл ич а ю ща я с я тем, что онэ снабжена направляющей, уста- новленной на корпусе перпендикулярно валу с возможностью перемещения вдоль оси последнего, а ограничители закреплены на направляющей.3. Установка по и, 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что первое плечо рычага снабжено дополнительным штырем, размещенным оппозитно основному относительно оси поворота плеча.Составитель О.Железнико ехред М.Моргентал едактор А,бер Т Корректор П.Гереши ри ГКНТ СС изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 каз 416 ТиражВНИИПИ Государственного ком113035. Моск Подписноепо изобретениями открытия