CN103343736B - 一种风力空压机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力空压机系统，它包括设有输气通道的立柱、风力机构、空压机子系统和无负荷离心启动控制机构；所述风力机构包括风叶、主轴、主动皮带轮、旋转底盘和尾翼；所述空压机子系统包括空压机、安装空压机动力轴上的从动皮带轮、常闭钮子阀和旋转接头；所述旋转接头包括静接头、动接头和压紧机构；所述动接头的下端插入静接头并且二者的接触面为圆锥面；所述压紧机构包括护罩、环形护罩底座、调节螺栓、压簧和上簧座；所述动接头和静接头的气道相连通；所述无负荷离心启动控制机构包括离心轴、一对主动离心杆、离心球、一对从动离心杆、轴套和钮子阀控制机制。本发明的优点是无负荷启动、风能利用率较高，旋转灵活。

Description

一种风力空压机系统

技术领域

本发明涉及一种风力空压机系统，用于与气压水泵配合进行汲水灌溉。

背景技术

利用风力空压机与气压水泵相配合，可以将水提升到某一高度的水库中储存，是解决无电干旱地区灌溉问题的最好办法。

中国专利公开了“一种风力压气机”（公告号：CN102080645B），其技术方案如下：

它包括支座系统和空压机系统，其特征在还包括有风动力机构、尾翼及其限位机构和离心限速机构；所述风动力机构包括风叶、水平转轴、支撑平台和管式立转轴；所述水平转轴由动力轴和与其固定连接的离心轴组成，所述水平转轴的两端分别通过轴承安装在左、右支撑座上，所述左、右支撑座固定在所述支撑平台上，所述风叶固定在动力轴的一端，所述管式立转轴通过其上端的法兰固定在所述支撑平台的右端的底面上。

上述风力压气机的缺点如下：

（1）风能利用率太低：

 当气压泵的提水高度为80m以上时，空压机的输气软管中的气压长期维持在0.8MPa左右，因此，风力必须大到足以克服0.8MPa的大气压才能使空压机启动工作，较小的风力，无法使空压机启动工作，致使风能的利用率不高。

（2）在上述空压机中，其风动力机构，尾翼及其限位机制，离心限速机构及空压机系统均装在支撑平台上，所述支撑平台通过固定在其下底面上的输气管式转轴与固定在地面上的管式立柱轴承连接，并在二者之间设有密封胶圈，因此，所述密封胶圈会承受较大的压力，对所述支撑平台的旋转会产生制动力，致使风叶寻找风向产生困难，风向与风叶面垂直时才产生最大旋转力，由于风叶旋转不灵活，会失去部分风力的利用。

更严重的是密封胶圈受到较大的压力，其制动作用使其为磨损产生偏气，更换所述密封胶圈时，必须将支撑平台以上的全部部件用吊车卸下，这样，换一个密封胶圈的工作量相当于安装一台风力压气机，致使维修费用太高、而且费时费工。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术中的缺点，而提供具有无负荷启动、风能利用率较高，旋转灵活的一种风力空压机系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：

 本发明包括设有输气通道的立柱、风力机构、空压机子系统和无负荷离心启动控制机构；

所述风力机构包括风叶、主轴、主动皮带轮、旋转底盘和尾翼；所述旋转底盘通过圆锥轴承和辅助轴承安装在所述立柱上，所述立柱的上端伸出辅助轴承的轴承套，所述主轴通过轴承安装在固定在旋转底盘上的第一、第二支座上，所述风叶安装在主轴的左端，所述主动皮带轮安装在主轴的右端，所述尾翼安装在旋转底盘的右端中部；

所述空压机子系统包括空压机、安装空压机动力轴上的从动皮带轮、常闭钮子阀和旋转接头；所述空压机固定在旋转底盘上，所述旋转接头与所述立柱的上端螺纹连接，所述空压机的排气口通过装有单向阀的主输气软管与旋转接头的动接头进气软管相连通，所述常闭钮子阀的进气口通过排气软管与所述主输气软管相连通；

所述旋转接头包括静接头、动接头和压紧机构；所述动接头的下端插入静接头并且二者的接触面为圆锥面；

所述压紧机构包括护罩、环形护罩底座、调节螺栓、压簧和上簧座；所述护罩通过螺栓固定在环形护罩底座上，所述静接头顶部的环形凸缘位于环形护罩底座的上表面上，并且二者之间设有滚珠；所述压簧位于动接头顶面上的下簧座中，压簧的上方为上簧座，所述调节螺栓通过护罩的上壁上的螺纹孔压在上簧座的顶面上；

所述动接头设有气道，在所述动接头的上部设有水平进气管接头，所述水平进气管接头伸出位于护罩侧壁上的水平弧形槽孔；所述静接头设有气道，其下端设有内螺纹；所述动接头和静接头的气道相连通；在所述护罩的侧壁上设有连接板；

所述静接头与所述立柱螺纹连接，所述连接板固定在第一支座的侧壁上，所述动接头进气软管固定在所述水平进气管接头上；

所述无负荷离心启动控制机构包括离心轴、一对主动离心杆、离心球、一对从动离心杆、轴套和钮子阀控制机构；所述离心轴通过轴承安装在固定在旋转底盘上的第三、第四支座上；

所述离心轴通过软轴与主轴相连接，所述一对主动离心杆的一端分别与固定在离心轴上的一对支耳铰接，在一对主动离心杆的另一端分别固定有一个离心球，所述一对从动离心杆的一端分别与固定在一对主动离心杆中前部的支耳铰接，一对从动离心杆的另一端分别与固定在所述轴套上的一对支耳铰接，所述轴套套在离心轴上，在所述轴套与固定在离心轴上的螺母之间的离心轴上套有压簧；所述钮子阀控制机构由固定在所述轴套下侧壁上的竖杆、固定在所述竖杆上的水平压杆和水平导向杆组成；所述水平导向杆的右端固定在第四支座的侧壁上，所述竖杆的下端的导向槽套在水平导向杆上；

所述常闭钮子阀固定在水平导向杆上，所述常闭钮子阀的开启控制压轮的顶面与所述水平压杆的底面相接触。

所述常闭钮子阀的型号为41P钮子阀。

所述尾翼通过尾翼连杆固定在尾翼轴套上，尾翼轴套套在固定在旋转底盘上的尾翼固定杆上；所述尾翼还设有手动角度调节机构，所述手动角度调节机构包括插杆和位于尾翼固定杆上的孔以及位于尾翼轴套上的通孔。

本发明的有益效果如下：

（1）由于采用了无负荷离心启动控制机制，本发明能在小风情况下，风叶就能带动空压机工作，即较慢的风速也能工作，提高了风能的利用率。

（2）由于采用了旋转接头，旋转接头不使用密封胶圈，而是利用动接头与静接头之间的锥面进行密封，加之所述锥面之间适用润滑油，所以旋转接头旋转灵活，并且动接头与静接头相互研磨，越磨密封效果越好。

由于不使用密封胶圈，免去了更换密封胶圈所造成的误工和维修费用。

（3）旋转底盘的旋转靠圆锥轴承和辅助轴承，没有了密封胶圈产生的制动力，使风叶旋转灵活，风叶很容易找到最佳风向。

（4）使用寿命长，适合长期不间断昼夜工作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为旋转接头的结构示意图。

在图1~2中，1风叶、2主轴、3轴承座、4旋转接头、5动接头进气软管、6轴承座、7主动皮带轮、8软轴、9轴承座、10离心轴、11支耳、12主动离心杆、13螺母、14从动离心杆、15压簧、16轴套、17轴承座、18轴承座、19水平压杆、20第四支座、21常闭钮子阀排气管、22竖杆、23尾翼、24尾翼连杆、25尾翼固定杆、26常闭钮子阀、27排气软管、28水平导向杆、29空压机、30空压机动力轴、31主输气软管、32第三支座、33从动皮带轮、34第二支座、35单向阀、36圆锥轴承座、37立柱出气管、38立柱、39输气通道、40辅助轴承座、41旋转底盘、42辅助轴承、43第一支座、44离心球、45圆锥轴承、46尾翼轴承、47开启控制压轮；4-1静接头、4-2环形护照底座、4-3动接头、4-4连接板、4-5护罩、4-6压簧、4-7调节螺栓、4-8上簧座、4-9水平进气管接头、4-10水平弧形槽孔、4-11滚珠。

具体实施方式

由图1-2所示的实施例可知，它包括设有输气通道39的立柱38、风力机构、空压机子系统和无负荷离心启动控制机构；

所述风力机构包括风叶1、主轴2、主动皮带轮7、旋转底盘41和尾翼23；所述旋转底盘41通过圆锥轴承45和辅助轴承42安装在所述立柱38上，所述立柱38的上端伸出辅助轴承42的轴承套40，所述主轴2通过轴承安装在固定在旋转底盘41上的第一、第二支座43、34上，所述风叶1安装在主轴2的左端，所述主动皮带轮7安装在主轴2的右端，所述尾翼23安装在旋转底盘41的右端中部；

所述空压机子系统包括空压机29、安装空压机动力轴30上的从动皮带轮33、常闭钮子阀26和旋转接头4；所述空压机29固定在旋转底盘41上，所述旋转接头4与所述立柱38的上端螺纹连接，所述空压机29的排气口通过装有单向阀35的主输气软管31与旋转接头4的动接头进气软管5相连通，所述常闭钮子阀26的进气口通过排气软管27与所述主输气软管31相连通；

所述旋转接头4包括静接头4-1、动接头4-3和压紧机构；所述动接头4-3的下端插入静接头4-1并且二者的接触面为圆锥面；

所述压紧机构包括护罩4-5、环形护罩底座4-2、调节螺栓4-7、压簧4-6和上簧座4-8；所述护罩4-5通过螺栓固定在环形护罩底座4-2上，所述静接头4-1顶部的环形凸缘位于环形护罩底座4-2的上表面上，并且二者之间设有滚珠4-11；所述压簧4-6位于动接头4-3顶面上的下簧座中，压簧4-6的上方为上簧座4-8，所述调节螺栓4-7通过护罩4-5的上壁上的螺纹孔压在上簧座4-8的顶面上；

所述动接头4-3设有气道，在所述动接头4-3的上部设有水平进气管接头4-9，所述水平进气管接头4-9伸出位于护罩4-5侧壁上的水平弧形槽孔4-10；所述静接头4-1设有气道，其下端设有内螺纹；所述动接头4-3和静接头4-1的气道相连通；在所述护罩4-5的侧壁上设有连接板4-4；

所述静接头4-1与所述立柱38螺纹连接，所述连接板4-4固定在第一支座43的侧壁上，所述动接头进气软管5固定在所述水平进气管接头4-9上；

所述无负荷离心启动控制机构包括离心轴10、一对主动离心杆12、离心球44、一对从动离心杆14、轴套16和钮子阀控制机构；所述离心轴10通过轴承安装在固定在旋转底盘41上的第三、第四支座32、20上；

所述离心轴10通过软轴8与主轴2相连接，所述一对主动离心杆12的一端分别与固定在离心轴10上的一对支耳11铰接，在一对主动离心杆12的另一端分别固定有一个离心球44，所述一对从动离心杆14的一端分别与固定在一对主动离心杆12中前部的支耳铰接，一对从动离心杆14的另一端分别与固定在所述轴套16上的一对支耳铰接，所述轴套16套在离心轴10上，在所述轴套16与固定在离心轴10上的螺母13之间的离心轴10上套有压簧15；所述钮子阀控制机构由固定在所述轴套16下侧壁上的竖杆22、固定在所述竖杆22上的水平压杆19和水平导向杆28组成；所述水平导向杆28的右端固定在第四支座20的侧壁上，所述竖杆22的下端的导向槽套在水平导向杆28上；

所述常闭钮子阀26固定在水平导向杆28上，所述常闭钮子阀26的开启控制压轮47的顶面与所述水平压杆19的底面相接触。

所述常闭钮子阀26的型号为41P钮子阀。

所述尾翼23通过尾翼连杆24固定在尾翼轴套46上，尾翼轴套46套在固定在旋转底盘41上的尾翼固定杆25上；所述尾翼23还设有手动角度调节机构，所述手动角度调节机构包括插杆和位于尾翼固定杆25上的孔以及位于尾翼轴套46上的通孔。

本实施例的工作过程如下（见图1和图2）：

当无风时，风叶1不动，无负荷离心启动控制机构的主动离心杆12不动作（即图1中所处位置），此时水平压杆19压住常闭钮子阀26的开启控制压阀47，使常闭钮子阀26开启，此时空压机29的主输气软管31依次通过排气软管27、常闭钮子阀26和常闭钮子阀排气软管21与大气相连通，使空压机29处于无负荷状态。

当有小风时，风叶1开始旋转，通过皮带轮带动空压机29旋转，此时主动离心杆12还没有动作（既处于无负荷启动）。

随着风速加大，当风叶1的转速超过40转/分钟时，主动离心杆12张开，从动离心杆14拉动轴套16，使水平压杆19脱离开启控制压轮47，常闭钮子阀26关闭，空压机29中的压力空气依次通过主输气软管31、单向阀35、动接头进气软管4、旋转接头和立柱38的输气通道，立柱出气管37对气压泵供高压气体。

当风速停止时，压簧15推动轴套16复位，水平压杆19压住开启控制压轮47，使常闭钮子阀26又处于开启状态，又可以使空压机29处于无负荷启动状态，周而复始。

Claims (3)

1.一种风力空压机系统，其特征在于包括设有输气通道（39）的立柱（38）、风力机构、空压机子系统和无负荷离心启动控制机构；

所述风力机构包括风叶（1）、主轴（2）、主动皮带轮（7）、旋转底盘（41）和尾翼（23）；所述旋转底盘（41）通过圆锥轴承（45）和辅助轴承（42）安装在所述立柱（38）上，所述立柱（38）的上端伸出辅助轴承（42）的轴承套（40），所述主轴（2）通过轴承安装在固定在旋转底盘（41）上的第一、第二支座（43、34）上，所述风叶（1）安装在主轴（2）的左端，所述主动皮带轮（7）安装在主轴（2）的右端，所述尾翼（23）安装在旋转底盘（41）的右端中部；

所述空压机子系统包括空压机（29）、安装空压机动力轴（30）上的从动皮带轮（33）、常闭钮子阀（26）和旋转接头（4）；所述空压机（29）固定在旋转底盘（41）上，所述旋转接头（4）与所述立柱（38）的上端螺纹连接，所述空压机（29）的排气口通过装有单向阀（35）的主输气软管（31）与旋转接头（4）的动接头进气软管（5）相连通，所述常闭钮子阀（26）的进气口通过排气软管（27）与所述主输气软管（31）相连通；

所述旋转接头（4）包括静接头（4-1）、动接头（4-3）和压紧机构；所述动接头（4-3）的下端插入静接头（4-1）并且二者的接触面为圆锥面；

所述压紧机构包括护罩（4-5）、环形护罩底座（4-2）、调节螺栓（4-7）、压簧（4-6）和上簧座（4-8）；所述护罩（4-5）通过螺栓固定在环形护罩底座（4-2）上，所述静接头（4-1）顶部的环形凸缘位于环形护罩底座（4-2）的上表面上，并且二者之间设有滚珠（4-11）；所述压簧（4-6）位于动接头（4-3）顶面上的下簧座中，压簧（4-6）的上方为上簧座（4-8），所述调节螺栓（4-7）通过护罩（4-5）的上壁上的螺纹孔压在上簧座（4-8）的顶面上；

所述动接头（4-3）设有气道，在所述动接头（4-3）的上部设有水平进气管接头（4-9），所述水平进气管接头（4-9）伸出位于护罩（4-5）侧壁上的水平弧形槽孔（4-10）；所述静接头（4-1）设有气道，其下端设有内螺纹；所述动接头（4-3）和静接头（4-1）的气道相连通；在所述护罩（4-5）的侧壁上设有连接板（4-4）；

所述静接头（4-1）与所述立柱（38）螺纹连接，所述连接板（4-4）固定在第一支座（43）的侧壁上，所述动接头进气软管（5）固定在所述水平进气管接头（4-9）上；

所述无负荷离心启动控制机构包括离心轴（10）、一对主动离心杆（12）、离心球（44）、一对从动离心杆（14）、轴套（16）和钮子阀控制机构；所述离心轴（10）通过轴承安装在固定在旋转底盘（41）上的第三、第四支座（32、20）上；

所述离心轴（10）通过软轴（8）与主轴（2）相连接，所述一对主动离心杆（12）的一端分别与固定在离心轴（10）上的一对支耳（11）铰接，在一对主动离心杆（12）的另一端分别固定有一个离心球（44），所述一对从动离心杆（14）的一端分别与固定在一对主动离心杆（12）中前部的支耳铰接，一对从动离心杆（14）的另一端分别与固定在所述轴套（16）上的一对支耳铰接，所述轴套（16）套在离心轴（10）上，在所述轴套（16）与固定在离心轴（10）上的螺母（13）之间的离心轴（10）上套有压簧（15）；所述钮子阀控制机构由固定在所述轴套（16）下侧壁上的竖杆（22）、固定在所述竖杆（22）上的水平压杆（19）和水平导向杆（28）组成；所述水平导向杆（28）的右端固定在第四支座（20）的侧壁上，所述竖杆（22）的下端的导向槽套在水平导向杆（28）上；

所述常闭钮子阀（26）固定在水平导向杆（28）上，所述常闭钮子阀（26）的开启控制压轮（47）的顶面与所述水平压杆（19）的底面相接触。

2.根据权利要求1所述的风力空压机系统，其特征在于所述常闭钮子阀（26）的型号为41P钮子阀。

3.根据权利要求2所述的风力空压机系统，其特征在于所述尾翼（23）通过尾翼连杆（24）固定在尾翼轴套（46）上，尾翼轴套（46）套在固定在旋转底盘（41）上的尾翼固定杆（25）上；所述尾翼（23）还设有手动角度调节机构，所述手动角度调节机构包括插杆和位于尾翼固定杆（25）上的孔以及位于尾翼轴套（46）上的通孔。