RU2699447C1 - Water lifting wind turbine - Google Patents

Water lifting wind turbine Download PDF

Info

Publication number
RU2699447C1
RU2699447C1 RU2018111960A RU2018111960A RU2699447C1 RU 2699447 C1 RU2699447 C1 RU 2699447C1 RU 2018111960 A RU2018111960 A RU 2018111960A RU 2018111960 A RU2018111960 A RU 2018111960A RU 2699447 C1 RU2699447 C1 RU 2699447C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wind turbine
water
connecting rod
lifting
wind
Prior art date
Application number
RU2018111960A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентин Александрович Гусаров
Наталья Валентиновна Елесина
Вячеслав Анатольевич Михайлин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority to RU2018111960A priority Critical patent/RU2699447C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2699447C1 publication Critical patent/RU2699447C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/28—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being a pump or a compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/02—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by wind motors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30—Wind power
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetic Pumps, Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to water lifting installations driven by a windmill. Water-lifting wind-driven plant comprising wind turbine made vertically axial, at that on axis of wind turbine is rigidly fixed wheel with variable working profile, on surface of which roller is moved, arranged on free end of crank arm, at that, second end of crank arm is secured on movable support while crank arm itself, on which return spring acts, is kinematically connected with rod with its lower end connected with plunger pump arranged in water-bearing layer.EFFECT: invention is aimed at increasing productivity of water-lifting plant.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к водоподъемным установкам с приводом от ветродвигателя, для забора воды, преимущественно, из скважин в степях и пустынях, полевых станах, фермах и т.д.The invention relates to water-lifting installations driven by a wind turbine for water intake, mainly from wells in steppes and deserts, field mills, farms, etc.

Известна водоподъемная установка, включающая бесконечный рабочий орган в виде эластичной ленты с закрепленным на ее наружной поверхности поролоном, ведущий и ведомый гладкие шкивы, отжимной валик и привод в виде электродвигателя или водяного двигателя / Энциклопедия семейной жизни, том 2 "Все для мужчин", г. Донецк, изд-во "Отечество", 1993, с. 129/.A well-known water-lifting installation, including an endless working body in the form of an elastic tape with foam rubber fixed on its outer surface, a driving and driven smooth pulleys, a squeezing roller and a drive in the form of an electric motor or a water motor / Encyclopedia of family life, volume 2 "All for men", g Donetsk, publishing house "Fatherland", 1993, p. 129 /.

Недостатком известной установки является сложность конструкции водоподъема, высокий уровень механизации, возможность замерзания в зимнее время.A disadvantage of the known installation is the complexity of the design of the water supply, a high level of mechanization, the possibility of freezing in winter.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является водоподъемная ветроустановка, содержащая на башне ветроколесо, снабженное кривошипно-шатунным механизмом и кинематически связанный с шатуном плунжерный насос (а. св-во СССР №939816, опубл. 15.02.1988 г. )Closest to the proposed invention is a water-lifting wind turbine containing a wind wheel on the tower, equipped with a crank mechanism and a plunger pump kinematically connected to the connecting rod (a. St. USSR No. 939816, publ. 02.15.1988)

Недостатком известной водоподъемной установки является применение горизонтально-осевого ветроколеса, для эффективной работы которого требуется скорость ветра более 4 м/с, а также за один оборот ветроколеса происходит один подъем плунжера насоса.A disadvantage of the known water-lifting installation is the use of a horizontal-axial wind turbine, for the effective operation of which a wind speed of more than 4 m / s is required, and one lift of the pump plunger occurs during one revolution of the wind wheel.

Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства, подающего воду потребителю, при меньших скоростях ветра и увеличение частоты подъемов шатуна за один оборот ветротурбины.The objective of the invention is to provide a device that supplies water to the consumer, at lower wind speeds and an increase in the frequency of the connecting rod rises per revolution of the wind turbine.

В результате использования предлагаемого изобретения повысится производительность водоподъемника при низких скоростях ветра, упростится конструкция механизма, обеспечивающего возвратно-поступательное движение штанги плунжерного насоса, повысится частота его движения за счет колеса с переменным рабочим профилем. Известно, что вертикально-осевые ветряные турбины типа «Савониус» страгиваются и отдают энергию вращения при значительно меньших скоростях ветра, чем горизонтально-осевые ветроколеса. Предлагаемая конструкция ветряного водоподъемника может быть эффективно использована в районах с низкими скоростями ветра.As a result of the use of the present invention, the productivity of the water lift at low wind speeds will increase, the design of the mechanism providing reciprocating motion of the plunger pump rod will be simplified, its frequency of movement due to the wheel with a variable working profile will increase. It is known that vertical-axis wind turbines of the Savonius type are strained and give off rotational energy at much lower wind speeds than horizontal-axis wind wheels. The proposed design of a wind lift can be effectively used in areas with low wind speeds.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой водоподъемной ветроустановке, содержащей ветротурбину, согласно изобретению, ветротурбина выполнена вертикально-осевой, при этом на оси ветротурбины жестко закреплено колесо с переменным рабочим профилем, по поверхности которого перемещается каток, размещенный на свободном конце шатуна, причем вторым концом шатун закреплен на оси неподвижной опоры, а сам шатун, на который воздействует возвратная пружина, кинематически связан со штангой, которая нижним концом связана с плунжерным насосом, расположеннымв водоносном слое.The above technical result is achieved in that in the proposed water-lifting wind turbine containing a wind turbine, according to the invention, the wind turbine is made vertically axial, while on the axis of the wind turbine is fixedly mounted a wheel with a variable working profile, on the surface of which a roller located on the free end of the connecting rod moves the second end of the connecting rod is fixed to the axis of the fixed support, and the connecting rod itself, which is affected by the return spring, is kinematically connected with the rod, which is connected to the lower end connected to a plunger pump located in the aquifer.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлена общая схема водоподъемной ветроустановки.The essence of the invention is illustrated in the drawing, which shows the General scheme of a water-lifting wind turbine.

Водоподъемная ветроустановка содержит вертикально-осевую ветротурбину 1 с осью 9, колесо с переменным рабочим профилем 2, каток 3, шатун 4, подвижную опору шатуна 5, возвратную пружину 6, штангу 7, плунжерный насос 8.A water-lifting wind turbine contains a vertical-axis wind turbine 1 with an axis 9, a wheel with a variable working profile 2, a roller 3, a connecting rod 4, a movable bearing of the connecting rod 5, a return spring 6, a rod 7, a plunger pump 8.

На оси 9 ветротурбины жестко закреплено колесо с переменным рабочим профилем 2. Шатун 4 установлен на подвижной опоре 5. На свободном конце шатуна 4 закреплен каток 3. На шатун 4 воздействует возвратная пружина 6. К шатуну 4 прикреплена штанга 7, которая нижним концом приводит в действие плунжерный насос 8, расположенный в водоносном слое.A wheel with a variable working profile 2 is rigidly fixed on the axis 9 of the wind turbine. A connecting rod 4 is mounted on a movable support 5. A roller 3 is fixed on the free end of the connecting rod 4. A return spring 6 acts on the connecting rod 4. A rod 7 is attached to the connecting rod 4, which leads to the lower end action plunger pump 8 located in the aquifer.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При вращении ветряной турбины 1 вращается колесо с переменным рабочим профилем 2, от которого вращается каток 3 передвигающийся по переменному профилю колеса 2, а так как каток 3 закреплен на оси свободного конца шатуна 4, то каток 3 и шатун 4 производят колебательные движения в плоскости вращения шатуна 4. На шатун 4 воздействует возвратная пружина 6, с помощью которой осуществляется движение штанги 7 вниз. Штанга 7 приводит в действие плунжерный насос 8, который поднимает воду из водоносного слоя наверх. Вторым концом шатун 4 закреплен на оси неподвижной опоры 5. При подъеме воды шатун 4 передвигается от колеса с переменным рабочим профилем 2, при обратном движении шатун 4 передвигается с помощью возвратной пружины 6. С шатуном 4 одним концом кинематически связана штанга 7, передающая возвратно-поступательное движение плунжерному насосу 8.When the wind turbine 1 rotates, the wheel rotates with a variable working profile 2, from which the roller 3 rotates moving along the variable profile of the wheel 2, and since the roller 3 is fixed on the axis of the free end of the connecting rod 4, the roller 3 and the connecting rod 4 oscillate in the rotation plane connecting rod 4. A connecting spring 6 acts on the connecting rod 4, with the help of which the rod 7 moves downward. The rod 7 drives the plunger pump 8, which raises the water from the aquifer to the top. At the second end, the connecting rod 4 is fixed on the axis of the fixed support 5. When the water rises, the connecting rod 4 moves from the wheel with a variable working profile 2, with the reverse movement, the connecting rod 4 moves with the help of the return spring 6. The rod 7 is kinematically connected to the connecting rod 4, transmitting the return progressive movement of the plunger pump 8.

Claims (1)

Водоподъемная ветроустановка, содержащая ветротурбину, отличающаяся тем, что ветротурбина выполнена вертикально-осевой, при этом на оси ветротурбины жестко закреплено колесо с переменным рабочим профилем, по поверхности которого перемещается каток, размещенный на свободном конце шатуна, причем вторым концом шатун закреплен на подвижной опоре, а сам шатун, на который воздействует возвратная пружина, кинематически связан со штангой, которая нижним концом связана с плунжерным насосом, расположенным в водоносном слое.A water-lifting wind turbine containing a wind turbine, characterized in that the wind turbine is made vertically axial, while a wheel with a variable working profile is rigidly fixed to the axis of the wind turbine, a roller located on the free end of the connecting rod moves along its surface, the connecting rod being fixed to the movable support with the second end, and the connecting rod itself, which is affected by the return spring, is kinematically connected with the rod, which is connected with the lower end to the plunger pump located in the aquifer.
RU2018111960A 2018-04-03 2018-04-03 Water lifting wind turbine RU2699447C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018111960A RU2699447C1 (en) 2018-04-03 2018-04-03 Water lifting wind turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018111960A RU2699447C1 (en) 2018-04-03 2018-04-03 Water lifting wind turbine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2699447C1 true RU2699447C1 (en) 2019-09-05

Family

ID=67851584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018111960A RU2699447C1 (en) 2018-04-03 2018-04-03 Water lifting wind turbine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2699447C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU74933A1 (en) * 1946-04-12 1948-11-30 В.А. Иельский A device for changing the stroke of the pump rod
US3957397A (en) * 1974-12-30 1976-05-18 Clarence Wendler Conversion of wind energy to mechanical energy
SU1373863A1 (en) * 1986-06-05 1988-02-15 Научно-производственное объединение "Ветроэн" Windmill-driven water lift
US5174724A (en) * 1991-09-18 1992-12-29 Ammons Joe L Wind-electric water pumping system
CN102384055A (en) * 2011-10-14 2012-03-21 朱永波 Low-rotating-speed plunger pump device and wind power generation device applying same
CN103485981A (en) * 2013-09-27 2014-01-01 河海大学 Device utilizing wind energy for water lifting

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU74933A1 (en) * 1946-04-12 1948-11-30 В.А. Иельский A device for changing the stroke of the pump rod
US3957397A (en) * 1974-12-30 1976-05-18 Clarence Wendler Conversion of wind energy to mechanical energy
SU1373863A1 (en) * 1986-06-05 1988-02-15 Научно-производственное объединение "Ветроэн" Windmill-driven water lift
US5174724A (en) * 1991-09-18 1992-12-29 Ammons Joe L Wind-electric water pumping system
CN102384055A (en) * 2011-10-14 2012-03-21 朱永波 Low-rotating-speed plunger pump device and wind power generation device applying same
CN103485981A (en) * 2013-09-27 2014-01-01 河海大学 Device utilizing wind energy for water lifting

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104344290A (en) LED lighting device
CN201386635Y (en) Wind power water pump
RU2699447C1 (en) Water lifting wind turbine
CN110529330B (en) Wave energy power generation system
CN201232615Y (en) High speed wind power water pump
CN110805516A (en) Wave energy-wind energy integrated power generation system based on multi-air-chamber oscillating water column device
CN101839226A (en) Wind water pump
CN103485981A (en) Device utilizing wind energy for water lifting
CN207661667U (en) A kind of gardening light convenient for adjusting
RU109807U1 (en) KARUSELNY WIND ENGINE "ANDRYUSHA"
CN201474872U (en) Machine head positioning device for wind driven generator
CN2918784Y (en) Water-wind power piston type water pump
CN206190466U (en) Automatic to wind wind pumping system
CN202100242U (en) Improved rolling screw driving straight line oil pumping machine
CN202023694U (en) Variable-pitch mechanism with telescopic rod of screw pair of fan
CN204226094U (en) The umbrella leaf column spinner electricity generating device that current drive
CN2281426Y (en) Wind powered water pump
CN102943742A (en) Lateral torque blade perpendicular shaft fluid energy cushioning device
CN101162011A (en) Wind power, water flow dual-purpose generator
Saravanan et al. Design and fabrication of wind energy water pump
CN205779478U (en) Based on bionic wind power generation plant
CN111186920A (en) River course is administered and is promoted oxygenation device with quality of water
RU2613476C1 (en) Surf hydroelectric power plant
CN203394454U (en) Slide-way type flexible positive torque pumping unit
US11408397B2 (en) Wind powered system to lift water using multiple tanks

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200404