початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2075643

ПЕРЕСУВНА Вітроенергетичні установки І СПОСІБ ЇЇ МОНТАЖУ

Ім'я винахідника: Забігаєв О.І .; Горбунов Ю.М .; Наумов В.В .; Чернишов С.К .; Смирнов С.Л .; Новак Ю.І .; Соболь Я.Г .; Демкин В.В.
Ім'я патентовласника: Товариство з обмеженою відповідальністю - Фірма "Общемаш-інжиніринг"; Науково-виробниче об'єднання "Вітроен"
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1995.01.31

Використання: винахід відноситься до вітроенергетики і стосується перебазіруемих і пересувних вітроелектричних установок і способів їх монтажу. Суть винаходу: пересувна вітроенергетична установка містить секційну щоглу, вантажопідйомний пристрій, вітроколесо з лопатями, гондолу, генератор, трансмісію, гнучкі тяги і забезпечена регульованими опорами, силовий обоймою, поруч опорних груп і периферійними опорами, кожна з опорних груп виконана у вигляді послідовно з'єднаних пріобойменной ферми, важеля і периферійної ферми, в опорній групі важелі виконані з можливістю повороту і фіксації в положенні обпирання їх периферійними кінцями на грунт з утворенням між грунтом і нижніми частинами обойми отвору по висоті і ширині безумовно більшого висоти і ширини транспортної платформою для перевезення вітроенергетичної установки, секційна щогла виконана з однотипних модулів, нижній з яких монтований і зафіксований всередині обойми, форма і розрізи якої виконані з можливістю поступального переміщення модуля через отвір в центральній частині обойми, а гнучкі тяги забезпечені механізмами натягу і з'єднані одними кінцями з периферійної опорою кожної з груп опорного механізму, а іншими з верхнім модулем щогли. Кожна гнучка тяга може бути забезпечена механізмом зміни її довжини, в тому числі механізмами попереднього і остаточного натягу, а й самонатяженія при зміні її довжини. Вантажопідйомний пристрій включає в себе зубчасту пару "рейка-колесо", пов'язану з приводом, розташованим на корпусі, який виконаний з можливістю його установки на силовий обоймі. Периферійні опори виконані регульованими по висоті, а, щонайменше, одна периферійна опора забезпечена штирем, виконаним з можливістю його заглиблення в грунт. Пересувна вітроенергетична установка монтується способом, що включає транспортування до місця монтажу складових частин установки і підстави, установку вітроколеса і гондоли, послідовний підйом підйомним пристроєм складових частин установки. Підстава установки виконують у вигляді силовий обойми з наскрізним каналом, попередньо до транспортування збирають частину установки, що включає силову обойму, пріобойменную ферму і важелі, поміщають її на транспортну платформу і спирають до транспортній платформі нижньою стороною обойми, транспортну платформу переміщують на місце монтажу до збігу підстави з номінально необхідним становищем і тимчасово фіксують, після чого за допомогою пріобойменной ферми і важеля здійснюють зв'язок силовий обойми з грунтом, піднімають змонтовану на підставі частину установки щодо транспортної платформи, потім видаляють транспортну платформу, а підйом підйомним пристроєм кожного з модулів щогли виробляють через наскрізний канал в підставі установки, причому підйом здійснюють поступово складової частини установки в зборі, щонайменше, один з піднімаються модулів забезпечують засобами для розміщення і фіксації на ньому функціональної оснащення. На периферійних опорах опорні елементи виконують у вигляді ємностей під рідина або під сипучу середу. Підйом змонтованої на підставі частини установки щодо транспортної платформи виробляють за допомогою регульованих опор.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до вітроенергетики і стосується перебазіруемих і пересувних вітроелектричних установок (ВЕУ), орієнтованих переважно на роботу в низкоскоростном діапазоні вітрів.

Відома пересувна вітросилових установка невеликої потужності, в якій опора виконана у вигляді окремих воздухозаполняемих еластичних тороїдальних секцій, порожнини яких повідомляються між собою через гнучкий шланг (див. Авт.свід. N 164854 від 13.01.1962 кл. F 03 D 11/00).

Це відоме технічне рішення вимагає при виконанні монтажних робіт спеціального обладнання: компресора, трубопроводів і пневмоарматури, що знижує мобільність установки і область її застосування, ускладнює технологію робіт.

Крім того, таке виконання опори з пневмоупругіх елементів зумовлює її велике поперечний переріз, що погіршує процеси взаємодії вітроколеса установки з опорою при обертанні вітроколеса в потоці повітря і обмежує ефективність і технологічні параметри ВЕУ.

Відомий спосіб монтажу вертикальних конструкцій (див. Авт.свід.СССР N 1219767 від 04.07.84 кл. E 04 H 12/00), при якому верхню секцію піднімають над фундаментом на висоту, необхідну для підведення в вертикальному положенні підрощуваною нижньої секції. Після проектного з'єднання верхньої і підрощуваною нижньої секцій виробляють перенесення розчалок нижнього рівня для закріплення за нижню частину верхньої секції і перестроповку для чергового підйому.

Це відоме технічне рішення для розглянутого класу ВЕУ має недоліки, які обмежують його ефективність.

Такий спосіб монтажу доцільний насамперед для стаціонарно встановлюваних конструкцій, тому що містить трудомістку операцію стикування Подращиваиие секцій між собою, перенесення розчалок і перестроповкі.

Крім того, він пов'язаний з трудомісткими роботами по організації опорного контуру споруджувати конструкції, що виконується з заякоренних в грунт гнучких тяг для ефективного сприйняття вітрових навантажень. Швидкий демонтаж змонтованої конструкції просто неможливий.

Для розглянутого класу пересувних і швидко монтуються ВЕУ перш за все необхідна проста і оперативна технологія розгортання ВЕУ на місці монтажу і технологія перебазування ВЕУ.

Важливим моментом є забезпечення сприйняття динамічних вітрових навантажень, так як ветроколесо ВЕУ при роботі створює великий аеродинамічний опір, що, з огляду на динамічний характер вітрового навантаження і велику її величину, створює значні складності для забезпечення роботи ВЕУ.

Відомий по авт.свід. СРСР N 1219767 від 04.07.84 кл. E 04 H 12/00 спосіб монтажу, незважаючи на свою прогресивність, не вирішує розглянуті вище завдання.

Відома пересувна вітроелектрична установка (див. Авт.свід. СРСР N 1546700 від 27.04.88 кл. F 03 D 11/04), що містить опорну щоглу, прикріплену до землі гнучкими тягами, встановлений на ній роторний вітродвигун з горизонтальними траверсами і шарнірно закріпленими на них лопатями і електрогенератор, розташований біля основи щогли і кінематично пов'язаний з ветродвігателем за допомогою редуктора і трансмісійного вала, встановленого в порожнині щогли, пересувну платформу. Трансмісійний вал і опорна щогла виконані телескопічними. Остання шарнірно закріплена на платформі і забезпечена механізмами підіймання та висування, горизонтальні траверси встановлені з можливістю складання до щогли, а електрогенератор і редуктор змонтовані на платформі.

Відома по авт.свід. N 1546700 пересувна вітроелектрична установка виключає будівельні роботи зі зведення фундаменту, підвищує швидкість розгортання і забезпечує її монтаж безпосередньо на транспортній платформі, використовуваної в якості опори протягом всієї роботи установки, тобто як при її транспортуванні, монтажі, так, і це головне, в процесі роботи.

За виконуваної функції і досягається результату така вітроелектрична установка і спосіб її монтажу є найбільш близькими до заявляється вітроенергетичної установки і способу її монтажу і обрані в якості прототипу по влаштуванню і способу.

Монтаж пересувний вітроелектричної установки (див. Вище опис до авт. Свід. СРСР N 1546700 від 27.04.88) здійснюють спочатку в заводських умовах. Після чого постійно з'єднану з пересувною (транспортної) платформою вітроелектричних установку транспортують в пересувному складеному стані на транспортній платформі.

За місцем роботи повертають телескопічну щоглу з горизонтального у вертикальне положення за рахунок механізму підйому. Спирають транспортну платформу про грунт через пару регульованих по висоті опор. З'єднують верхню частину (секцію) телескопічної щогли з гнучкими тягами. Висувають телескопічну секцію, що має менший діаметр, з нижерасположенной має більший діаметр секції щогли.

Ця вітроенергетична установка має наступні недоліки: транспортна платформа постійно при транспортуванні, монтажі і виробленні електроенергії є рухомий або нерухомою опорою під її щоглою. Робота ВЕУ не може бути забезпечена без транспортної платформи; через наявність "постійно невикористаної" транспортної платформи має високу вартість як сама ветроустановка, так і виробляється нею електроенергія, що збільшує терміни окупності ВЕУ; недостатня універсальність, оскільки конструкція ВЕУ по суті незмінна, що вимагає заводського монтажу ВЕУ на транспортній платформі. При прибутті на місце її параметри, наприклад максимальна висота, не можуть бути змінені виходячи з конкретних особливостей місцевості і ветропотока; недостатня надійність насамперед за рахунок великої кількості зчленованих механізмів і агрегатів, в тому числі висувною щогли і платформи в силовому ланцюзі установки, що мають невисоку надійність, тим більше з урахуванням специфіки експлуатації ВЕУ в умовах впливу змінних навантажень, кліматичних факторів і, як правило, недостатньою кваліфікації обслуговуючого персоналу; прив'язка ВЕУ до заякоренних в грунт опор для гнучких тяг накладає певні обмеження на використовувані типи грунтів. Наприклад, в скельних грунтах закріплення гнучких тяг вимагає спеціальної технології в порівнянні, наприклад, з м'якими (осадовими породами) грунтами. У той же час на пухких грунтах, наприклад піщаних, є складність заякоренних опор через слабкості грунту. Аналогічно для торф'яних і болотистих грунтів.

Це обмежує застосування відомого пристрою і відомого способу монтажу ВЕУ.

Метою винаходу є: зменшення вартості, ваги, матеріаломісткості вітроенергетичної установки за рахунок повного виключення транспортного засобу зі складу установки в робочому режимі при виробленні електроенергії; скорочення терміну монтажу ВЕУ і кількості персоналу; підвищення універсальності за рахунок можливості установки ВЕУ на пухких і скельних грунтах без їх попередньої підготовки, а й за рахунок використання модульних вузлів при монтажі; забезпечення можливості зміни максимальної висоти ВЕУ при установці її на робочу позицію в конкретних умовах місцевості і ветропотока; оптимізація транспортних габаритів ВЕУ і її складових; підвищення надійності; скорочення терміну окупності і зменшення вартості електроенергії, що виробляється;

Заявлена ​​мета досягається тим, що вітроенергетична установка, що містить секційну щоглу, вантажопідйомний пристрій, вітроколесо з лопатями, електрогенератор, трансмісію, гондолу (зі стійкою), гнучкі тяги, забезпечена силовий обоймою, поруч опорних груп у вигляді послідовно з'єднаних пріобойменной ферми, важеля і периферійної ферми, в опорній групі важелі виконані з можливістю повороту і фіксації в положенні обпирання їх периферійними кінцями на грунт з утворенням між грунтом і нижніми частинами обойми отвору по висоті і ширині безумовно більшого висоти і ширини транспортної платформи для перевезення вітроенергетичної установки, щогла виконана з однотипних модулів , нижній з яких монтований і зафіксований всередині обойми, форма і розміри якої виконані з можливістю поступального переміщення модуля через отвір в центральній частині обойми, а гнучкі тяги забезпечені механізмами натягу і з'єднані одними кінцями з периферійної опорою кожної з груп опорного механізму, а іншими з верхнім модулем щогли.

Додаткові відмінності заявляється прилади полягають в тому, що: кожна гнучка тяга забезпечена механізмом зміни її довжини, в тому числі механізмами попереднього і остаточного натягу, вантажопідйомний пристрій включає в себе зубчасту пару "рейка-колесо", пов'язану з приводом, розташованим на корпусі, якій виконаний з можливістю його установки на силовий обоймі, периферійні опори можуть виконуватися регульованими по висоті, при цьому, щонайменше, одна периферійна опора забезпечена штирем, виконаним з можливістю його загрубления в грунт. Заявляється спосіб монтажу пересувної вітроенергетичної установки включає транспортування до місця монтажу складових частин установки і підстави, установку вітроколеса і гондоли, послідовний підйом вантажопідйомними засобами складових частин установки, попередньо підставу установки виконують у вигляді силовий обойми з наскрізним каналом і до транспортування збирають частину установки, що включає силову обойму, пріобойменную ферму і важелі, поміщають її на транспортну платформу і спирають до транспортній платформі нижньою стороною обойми, транспортну платформу переміщують на місце монтажу до збігу підстави з номінально необхідним становищем і тимчасово фіксують, утворюючи при цьому арочний отвір під силовий обоймою, потім видаляють з отвору транспортну платформу, а підйом вантажопідйомним засобом кожної із секцій щогли виробляють через наскрізний канал в підставі установки, причому підйом здійснюють поступово складової частини установки в зборі, а, щонайменше, одну з піднімаються секцій постачають засобами для розміщення і фіксації на них функціональної оснащення .

Додаткові відмінності заявляється способу монтажу полягають в тому, що на периферійних опорах опорні елементи виконують у вигляді ємностей під рідина або сипучу середу, а освіту отвору під підставою силовий обоймою і підйом змонтованої на ній частині установки щодо транспортної платформи виробляють за допомогою регульованих опор.

Прикладені креслення зображують: фіг. 1 загальний вид пересувної вітроенергетичної установки в змонтованому стані; фіг. 2 загальний вигляд пересувної вітроенергетичної установки в транспортному положенні. фіг. 3 - схема спирання на грунт силовий обойми після формування внутрішнього контуру опор і виведення з-під неї транспортної платформи. фіг. 4 - вітроенергетична установка в проміжній стадії монтажу стані з подстикованнимі периферійними опорами і сформованим зовнішнім опорним контуром. фіг. 5 силова обойма з вантажопідйомним механізмом при висуненні щогли. фіг. 6 верхня частина вітроенергетичної установки. Розчалювання гнучких тяг до верхнього модулю до стійки гондоли ВЕУ. фіг. 7 схема дії навантаження від ваги вітроенергетичної установки, ветропотока і сприйняття навантаження зовнішнім і внутрішнім опорним контурами.

На кресленнях і в матеріалах заявок позначено: секційна щогла ВЕУ 1; гондола 2; стійка гондоли 3 верхній модуль 15 щогли 1; ветроколесо 4; гнучкі тяги 5; силова обойма 6; вантажопідйомний пристрій 7; опорні групи 8; пріобойменная ферма 9; важіль 10; периферійна ферма 11; опора (регульована по висоті), що встановлюється на кінці важеля 12; периферійна опора 13; грунт 14; верхній модуль щогли 15; типовий модуль щогли 16; нижній модуль щогли 17; механізм натягу гнучких тяг 18; механізм зміни довжини гнучких тяг 19; штир 20 на периферійній опорі 13; транспортна платформа 21; привід вантажопідйомного пристрою 22; напрямні 23 силовий обойми 6; ємності 24 під рідина або сипучу середу на периферійних опорах 13.

Пересувна вітроелектрична установка, см. Фіг. 1,4, 5, містить секційну щоглу 1, гондолу 2 зі стійкою 3, ветроколесом 4, електрогенератором і трансмісією, гнучкі тяги 5 і забезпечена силовий обоймою 6 з центральним отвором і вантажопідйомним пристроєм 7, опорними групами 8, наприклад, чотирма, кожна з яких виконана у вигляді послідовно з'єднаних пріобойменной ферми 9, важеля 10 і периферійної ферми 11, пріобойменная ферма 9 одним кінцем з'єднана з обоймою 6, а зовнішнім шарнірно пов'язана з ближнім до центру кінцем важеля 10, встановленого з можливістю його повороту і фіксації в вертикальній площині і має на периферійному кінці опору 12, регульовану по висоті, периферійна ферма 11 одним кінцем пов'язана з периферійним кінцем важеля 10, а зовнішнім кінцем з зовнішньої периферійної опорою 13, важелі 10 встановлені з можливістю їх повороту і фіксації в положенні обпирання периферійним краєм про грунт 14 через регульовану по висоті периферійну опору 12, з утворенням між грунтом 14 і нижніми частинами обойми 6 отвору по висоті Н і ширині "а" безумовно більшого висоти _H n і ширини "an" транспортної платформи для перевезення вітроенергетичної установки, гондола 2 (забезпечена в нижній частині стійкою 3), приєднана до верхнього модулю 15 щогли, яка виконана у вигляді жорстко послідовно з'єднаних між собою однотипних модулів 16, нижній з яких 17 монтований і зафіксований всередині обойми 6, форма і розміри якої виконані з можливістю поступального переміщення модулів 16 через отвір в центральній частини обойми 6, кожна гнучка тяга 5 забезпечена механізмом натягу 17 і з'єднана одним кінцем з периферійної опорою 12 кожної з опорних груп, а іншим зі стійкою 3 гондоли 2 (верхнім модулем 14 щогли).

Пересувна вітроенергетична установка додатково може бути забезпечена механізмами 19 зміни довжини гнучких тяг 5. Залежно від терміну служби і експлуатаційних режимів вона може містити механізми попереднього і остаточного натягу гнучких тяг, а й механізмами самонатяженія тяг при висуненні щогли відповідно при зміні довжини гнучких тяг 5. Крім того, ветроерегетіческая установка забезпечена вузлами для кріплення силової обойми на транспортній платформі.

Периферійні опори 13 виконані регульованими по висоті, причому принаймні одна з них забезпечена штирем 20, виконаним з можливістю його заглиблення в грунт 14.

Вантажопідйомний пристрій 7 включає в себе зубчасту пару "рейка-колесо", пов'язану з приводом 22, розміщеним на корпусі, см. Фіг. 4, який виконаний з можливістю його установки на силовий обоймі 6.

У змонтованому стані ВЕУ підставу щогли (нижній модуль 17) зафіксовано в охоплює його силовий обоймі 6, пов'язаної з симетрично розходяться під кутом один до одного опорних груп, наприклад, чотирьох у вигляді послідовно з'єднаних пріобойменной ферми 9, важеля 10 і периферійної ферми 11, пріобойменная ферма 9 одним кінцем з'єднана з силової обоймою 6, а іншим зовнішнім шарнірно пов'язана з ближнім кінцем важеля 10, встановленого з можливістю його повороту і фіксації в вертикальній площині і має на периферійному кінці опору 12, регульовану по висоті і виконану, наприклад, гвинтовий.

Пріобойменние ферми 9 з'єднані з обоймою 6 з можливістю повороту кожної ферми 9 в горизонтальній площині і подальшої фіксації в робочому радіально орієнтованому положенні.

Важелі 10 встановлена ​​на пріобойменной фермі 9 з можливістю їх поворотів і фіксації у вертикальній площині, по крайней мере, в двох положеннях в транспортному, піднятому вгору, см. Фіг. 2, і робочому, повернутому вниз, см.фіг. 1.

Важелі 10 в робочому положенні зафіксовані в позиції того, що спирається периферійними краями про грунт 14 через регульовану (кручені опору) 12 з утворенням силової обоймою 6, чотирма пріобойменнимі фермами 9 і чотирма важелями 10 силової конструкції з арочним отвором по висоті Н і ширини В, безумовно більшою, ніж висота Н ₁ і ширина в ₁ транспортної платформи 21, використовуваної для перевезення установки в розібраному вигляді до місця монтажу та подальшої роботи ВЕУ.

Щогла ВЕУ є секційну розбірну конструкцію, кожна секція являє собою однотипний модуль 16 у вигляді об'ємної конструкції з елементами міжмодульних фіксації по верхньому і нижньому торцях. Поперечний переріз кожного модуля 16, 17, стійки 3 гондоли виконано під центральний отвір силовий обойми 6 і її напрямні 23 з можливістю вільного проходження через обойму 6. Направляючі 23 і висота модуля Н ₃ вибрано з умови вільного переміщення в арковому отворі, тобто повинна бути безумовно менше останнього.

Виконання секційного модуля щогли ВЕУ в цій заявці не розглядається, не розглядається і виконання кабельних пристроїв ВЕУ, які розкладають при виконанні монтажу, а й пристрої пуску-зупинки ВЕУ, які представляють собою незалежні технічні рішення, відомі з технічної літератури і не є предметом справжньої заявки .

Детально пристрій модуля, виконання і спосіб монтажу вертикальних конструкцій, що складаються з секцій, розглянуті в окремій заявці того ж заявника на "Спосіб монтажу вертикальних конструкцій, що складаються з секцій, і секційний модуль для монтажу вертикальних конструкцій", спрямованої на ВНІІГПЕ вих. N 5 / 1-95 від 30.01.95 р

У цій заявці відзначимо, що секційний модуль містить верхнє і нижнє підставу, що зв'язує їх остов, вузли межмодульного кріплення на підставах і забезпечений направляючими, закріпленими на остові для взаємодії з вантажопідйомним засобом, причому остов модуля виконаний у вигляді об'ємної силової конструкції, а вузли межмодульного кріплення на підставах розташовані попарно на кожному і діагонально протилежно з розворотом діагоналей на підставах на кут, наприклад, 90 ^o один щодо одного.

Спосіб монтажу пересувної вітроенергетичної установки полягає в тому, що підстава установки виконують у вигляді силовий обойми 6 з наскрізним каналом, попередньо, до транспортування, збирають частину установки, що складається з силової обойми 6, пріобойменних ферм 9 і важелів 10, поміщають її на транспортну платформу 21 і спирають до транспортній платформі 21 нижньою стороною обойми 6, транспортну платформу 21 переміщують на місце монтажу до збігу підстави з номінально необхідним становищем і тимчасово фіксують, після чого за допомогою пріобойменних ферм 9 і важелів 10 здійснюють зв'язок силовий обойми 6 з грунтом 14 і піднімають змонтовану на підставі (силовий обоймі 6) частину установки щодо транспортної платформи 21, утворюючи арочний отвір під силовий обоймою, потім видаляють з отвору транспортну платформу 21, а підйом підйомним пристроєм 7 кожної з модулів 16 щогли виробляють через наскрізний канал в підставі силовий обоймі 6 установки, причому підйом здійснюють поступово складової частини установки в зборі, а, щонайменше, один з піднімаються модулів забезпечують засобами для розміщення і фіксації на них функціональної оснащення.

Додатково на периферійних опорах 13 опорні елементи виконують у вигляді ємностей 24 під рідина або сипучу середу, а підйом змонтованої на підставі 6 частини установки щодо транспортної платформи 21 виробляють за допомогою регульованих опор 12 на важелях 10.

Попередні операції способу, що включають складання частини ВЕУ з силової обойми 6 з наскрізними каналом, пріобойменних форм 9 і важелів 10, вантажопідйомного пристрою 7, закріпленого корпусом на силовий обоймі 6, верхнього модуля 15 щогли, який поміщають в вантажопідйомний пристрій 7 і закріплюють, і виконаного у вигляді стійки 3 з гондолою 2 і ветроколесом 4 в складеному стані, гарантує високу якість збірки і надійність ВЕУ при експлуатації.

Для гарантії неушкоджені при транспортуванні і перебазування ВЕУ зібрану частину установки спирають до транспортній платформі нижньою стороною обойми за допомогою спеціальних опорних вузлів.

Пріобойменние ферми 9 встановлюють в найбільш зручне для транспортування положення. Важелі 10 повертають в транспортне положення "вгору" і фіксують.

Після прибуття транспортної платформи 21 з частинами ВЕУ безпосередньо на місце монтажу установки транспортну платформу переміщують до збігу в плані силової обойми 6 з необхідним становищем, саму платформу в цьому положенні фіксують.

У кожній з опорних груп 8 важіль 10 фіксують і встановлюють у вертикальній площині щодо з'єднання з пріобойменной фермою, повертаючи з транспортного положення "вгору" в робоче положення "вниз". При цьому виводять важіль 1 за межі габаритів самої платформи 21 і спирають його периферійний кінець через ніжку 12 на грунт 14. У робочому положенні "вниз" кожен важіль 10 фіксують, при цьому підбирають відповідну довжину кожної з гвинтових опор 12 і, вигвинчуючи або загвинчуючи її, домагаються номінально необхідного вирівнювання становища силовий обойми 63 і достатнього вирівнювання тиску кожної з регульованих опор 12 безпосередньо на грунт 14. Виставляють вертикальну вісь силовий обойми 6 в номінально необхідне вертикальне положення за допомогою рівня, виска або нівеліра. Периферійну ферму 11 одним кінцем пов'язують з периферійним кінцем важеля 10, а її зовнішній кінець з'єднують з периферійної опорою 13. Жорстко фіксують обидва кінці периферійної ферми 11 відповідно на периферійному кінці важеля 10 і периферійної опорі 13.

Встановлюють лопать вітроколеса 4 в робоче положення на гондолі 2. Один кінець кожної гнучкою тяги 5 пов'язують із силовою стійкою 3 під гондолою 3 і через механізм постійного натягу 18 замикають протилежний вільний кінець гнучкої тяги 5 і утворюють силовий трикутник зі стійки 2, силовий обойми 6, пріобойменной ферми 9, важеля 10, периферійної ферми 11, периферійної опори 13 і гнучкою тяги 5 з механізмом 18 і (або) 19. Змінюють в процесі монтажу або при роботі геометрію і складові силового трикутника. Вантажне засіб 7 (може виконуватися по-різному, наприклад, у вигляді зубчастого колеса, пов'язаного з рейкою або фрикційної пари: ролик напрямна рейка), пов'язують із силовою обоймою 6. Виводять рухливу транспортну платформу 21 з-під арочного отвору, утвореного силовий обоймою 6, пріобойменнимі фермами 9 і важелями 10 з опертими про грунт 14 регульованими опорами 12. Проводять розфіксацію гондоли 2 зі стійкою 3 щодо силової обойми 6. Після чого стійка верхній модуль щогли 15 має можливість поступального переміщення щодо напрямних 23 на вантажопідіймальному пристрої 7, закріпленому на силовий обоймі 6. Однотипні модулі 16 щогли виконують по висоті виразно менше, ніж висота Н отвору, утвореного силовий обоймою 6 пріобойменной фермою 9 і важелем 10.

У робочому положенні кожен з модулів 16 по черзі переміщують в плані, поєднують його в перерізі з прохідним перетином центрального каналу обойми 6, піднімають над грунтом 14 у вертикальному положенні до нижнього торця вишерасположенной частини, якій для першого з монтованих модулів 16 буде нижній торець стійки 3 або верхній модуль 15 щогли. Встановлюють лопаті вітроколеса в робоче положення, після чого починають підйом модульної - змонтованої на обоймі 6 частини ВЕУ, вільний кінець кожної гнучкою тяги 5, пов'язаний з силовою стійкою верхнім модулем 14 під гондолою 2, через механізми 18, 19 замикають на периферійній опорі 13 з утворенням змінюваного силового трикутника і підтриманням в ньому номінальних наперед заданих зусиль в процесі монтажу, підйом гондоли 2 і збірку щогли здійснюють поступово одночасно.

Для цього жорстко з'єднують між собою, принаймні в діагонально розташованих точках, модулі 16, наприклад, болтовим з'єднанням, кожний наступний модуль 16 з попереднім. Після кожного з'єднання по черзі піднімають підйомним пристроєм 7 з'єднані між собою гондолу 2 зі стійкою і модулі 16 на величину висоти (довжини) модуля 16. Нижній із сполучених в щоглу модулів 17 жорстко в декількох точках (для сприйняття моменту) фіксують в силовий обоймі 6. За рахунок механізму 19 змінюють довжину тяги 5 в процесі висування кожного модуля 16. При цьому вибирають зазори між сполученими між собою однотипними модулями 16, стійкою 3 та з'єднувальними елементами межмодульного вузлами кріплення. У разі необхідності доводять номінальну напругу в системі складових ВЕУ модулів до номінально необхідного за допомогою натягу гнучких тяг 5. На кожній стадії монтажу будь-якого з модулів 16 змінюють як геометрію силового трикутника, утвореного змонтованої частиною щогли, ферми 9, важелями 10, так і його складові, тобто силовий трикутник змушують змінюватися в просторі.

Для натягу тяг 5 і зміни їх довжини в процесі підйому конструкції застосовують пристрої у вигляді спеціальних механізмів. В якості найпростішого механізму для натягу, наприклад, може бути застосований талреп, який при закручуванні змінюють довжину тяг. Для регулювання довжини і натягу гнучких тяг при висуненні щогли може бути застосований більш складний механізм з відомих, наприклад, механізм ручного рятувального протипожежного пристрою, який забезпечує витяжку троса на довжину до 30.50 метрів з силою опору до 125 і більше "кгс" при температурі навколишнього середовища ± 50 ^o. (Проспект з описом цього рятувального механізму додається). [ "Пристрій рятувальне пожежне індивідуальне. УСПІ 4-50, МВС СРСР, ВНДІ пожежної оборони. М, 1991 р

При витягуванні троса з деякою регульованою швидкістю (від 0 до 3 м / с) пристрій створює силу натягу до 125 кгс. Сила витягування троса за своїм характером є непружної дисипативної і створюється за рахунок організації в'язкого опору рідини в пристрої. (Можливі й інші варіанти виконання цього пристрою на значно більші зусилля до сотень "кгс" і до тонн. Це технічне рішення є незалежним, відомим, тому детальний розгляд його не наводиться.)

У поєднанні з талрепами такі та аналогічні пристрої натягу в заявляється способу ефективно вирішують задачу створення осьової стискаючої сили як в процесі висунення конструкції, так і по закінченню висунення.

Демонтаж вітроенергетичної установки ведуть у зворотному описаного порядку, послідовно опускаючи модулі і отсоединяя їх один від одного і від стійки гондоли. Транспортна платформа 21, після того як її виводять з отвору, навіть одна може бути практично використана для монтажу, обслуговування і т.д. необмеженого числа вітроенергетичних установок, що виготовляються на основі даного комплексного винаходи, тобто вона може бути, наприклад, поворотним транспортним засобом.

У той же час на одній транспортній платформі може встановлюватися ряд ВЕУ, наприклад, дві, трі.пять і більш. У цьому випадку після установки на грунт першого з модулів ВЕУ і виведення платформи з арочного отвору вона може бути транспортовано на місце монтажу другого модуля ВЕУ і т.д.

Оскільки транспортна платформа 21 потрібна тільки при транспортуванні, вартість ВЕУ і її та монтажу різко скорочується. Тим більше що заявляється пересувна ВЕУ не вимагає ні фундаменту, ні практично ніякої підготовчої роботи на монтажному майданчику. Байдужий і тип ґрунту. Пухкий грунт (піщаний, супіщаний, торф'яної) зажадає лише збільшеного діаметру опорної частини периферійної опори 13.

Один (щонайменше, один) з піднімаються секцій-модулів щогли, верхній 15 або типовою 16 модуль постачають засобами для розміщення і фіксації на них функціональної оснащення. У найпростішому випадку функціональної оснащенням є вузли для закріплення гнучких тяг 5. Можливі інші варіанти наприклад, вузли для закріплення освітлювальних приладів, електричних кабелів і т. Д.

По суті, в заявленому пристрої при монтажі формують два опорних контуру внутрішній з опор 12 і зовнішній з периферійних опор 13. Виконання периферійних опор 13 у вигляді ємностей під рідина або сипучу середу дозволяє ефективно вирішувати завдання урівноваження аеродинамічних навантажень при роботі ВЕУ в бесфундаментних виконанні ВЕУ, дозволяє значно знизити транспортується масу ВЕУ. Наприклад, опора 13 у вигляді ємності об'ємом в 1 м ³ при власній вазі 50.100 кг дозволяє отримати вага 1, Про т при заповненні рідиною (водою), а при заповненні грунтом до 2,2.2,7 т, що ефективно вирішує питання стійкості ВЕУ при роботі.

Внутрішні опори 12 і периферійні опори 13 виконані регульованими, що дозволяє виробляти вирівнювання навантажень при монтажі. Спочатку при формуванні внутрішнього опорного контуру на нього переносять вагу модульної змонтованої на транспортній платформі частини ВЕУ, при цьому підйом силовий обойми щодо транспортної платформи виробляють за допомогою регульованих опор 12.

Розглянемо схему навантажень, прикладених до пересувної ВЕУ при роботі в ветропотока.

При впливі ветропотока сила Q опору (див. Фіг. 7) прагне перекинути ВЕУ. Розвинений зовнішній опорний контур не дозволяє перекинути ВЕУ.

Як видно зі схеми на фіг. 7, перекидання протистоїть вага ВЕУ і периферійних опор.

Умова рівноваги неопрокідиванія ВЕУ наближено запишемо у вигляді:



де: H висота розташування осі вітроколеса; Q сила аеродинамічного опору вітроколеса ветропотока при роботі ВЕУ; K коефіцієнт безпеки, що враховує поривчастість вітру та ін. Випадкові фактори;

(K @ 1,3 ... 1,5)

_N G _Bн реакція від ваги i-й опори зовнішнього контуру;

R _Bнi проекція радіуса установки i-опори зовнішнього опорного контуру на напрям ветропотока;

n число опор зовнішнього опорного контуру;

G _ВЕУ вага ВЕУ;

R _вн відстань від вертикальної осі ВЕУ до ближньої зовнішньої опори в проекції на напрямок ветропотока.

Як видно з рівняння (1), вага зовнішньої периферійної опори, прикладений на більшій плечі, ніж вага ВЕУ, створює великий протидіє момент. Тому прагнення знизити вагу ВЕУ за рахунок організації двох опорних контурів

внутрішнього, сприймає переважно навантаження від ваги змонтованої конструкції ВЕУ, а зовнішнього з умови сприйняття переважно функціональних навантажень, зокрема бічних навантажень від вітроколеса ВЕУ, є виправданим і доцільним. Це дозволяє і досягти зниження матеріаломісткості, вартості установки, забезпечити зручність транспортування ВЕУ і не входить в протиріччя з завданням забезпечення стійкості змонтованої конструкції при різних збуреннях, в тому числі вітрових.

Наприклад, для

H = 15,0 м, n = 4, R _вн = 3,0 м Q = 1,0 тс, R _Вн = 6,0 м, G _ВЕУ = 1,0 тс, чинний момент M = Q Ч H = 15 тм врівноважується наступним чином:

за рахунок ваги ВЕУ при направленні ветропотока під кутом 45 ^o між опорами створюється момент

M _Gвеу = 3,0 м Ч cos 45 ^oЧ 1,0 тс = 2,1 тм, що при використанні класичних рішень вимагає заякоріванню гнучких зв'язків в грунт на значній опорної бази для сприйняття зовнішнього чинного моменту M = 15 тм;

за рахунок ваги зовнішніх (периферійних) опор

MG BH 12, Ом Ч cos 45 ^oЧ 2,0 тс = 17,0 тм, таким чином, ефективність застосування зовнішнього опорного контуру з опорами у вигляді ємностей під рідкий або сипучий наповнювач в наявності.

Змонтована ВЕУ піддається таким основним вилам навантажень:

• від ваги ВЕУ в неробочому стані;
• бічний аеродинамічній навантаженні від опору вітроколеса в робочому режимі експлуатації при віддачі потужності;
• бічний аеродинамічній навантаженні при штормових режимах ВЕУ не працює, шторм V = 44.60 м / с (при висоті щогли 15 і згідно БНІП _V max = 44 м / с, при висоті щогли 30 м _V max = 52 м / с);
• бічним навантаженням від вітру при монтажі.

Для забезпечення сприйняття бічних навантажень щогла ВЕУ повинна бути постійно навантаженої осьової стискає навантаженням. Це досягається натягом гнучких зв'язків 5, які натягнуті як при експлуатації ВЕУ (в змонтованому стані), так і в процесі монтажу ВЕУ при ступінчастому підйомі за рахунок наявності механізмів натягу 18 і зміни довжини 19 в ланцюзі "верхній модуль 15 щогли периферійна опора 13" і формування за рахунок цього замкнутого силового трикутника. Зусилля стиснення щогли може бути різним у залежності від рішення вузлів межмодульного з'єднання секцій. У найбільш простому випадку їх виконання з організацією простого обпирання секцій в поздовжньому напрямку і фіксацією їх від горизонтального зсуву для забезпечення стійкості складовою щогли сила натягу гнучких опор повинна бути достатньою для сприйняття зовнішнього чинного моменти: в розглянутому прикладі при моменті М = 15 тм сила натягу гнучких зв'язків повинні бути 2,7 тс. Поздовжня стискає числа, прикладена до щогли, при цьому становить 10 тс, що досить для забезпечення високої жорсткості напруженої таким чином конструкції.

Залежно від вимог до жорсткості змонтованої конструкції величина зусилля попереднього натягу гнучких тяг може здаватися різною. Наприклад, при допуску на переміщення верхнього модуля щогли на величину 0,1.0,2 мм в горизонтальному напрямку, величина сили попереднього натягу гнучких може бути зменшена в 3.8 раз, що призведе до зменшення жорсткості всієї змонтованої конструкції (в залежності від пропонованих вимог)

Висота щогли пересувний ВЕУ при монтажі по заявляється способу може регулюватися під конкретні умови місцевості і характеристики ветропотока. Вона може бути збільшена, якщо місцевість "захаращена" будівлями або деревами, тобто коли прикордонний приземний шар високий, і, навпаки зменшена, коли місцевість відкрита.

Питання сприйняття збільшених на ВЕУ навантажень через збільшення висоти щогли в цьому випадку ефективно вирішується збільшенням ваги периферійних опор 13.

Висота щогли при цьому збільшується простим нарощуванням додатковими секціями модулями.

Важливе значення при експлуатації ВЕУ має питання заземлення, тому що самотня вертикальна металева конструкція піддається електричним грозових розрядів.

Для поліпшення заземлення ВЕУ досить, принаймні, одну з периферійних опор забезпечити штирем, виконаним з можливістю заглиблення в грунт.

Заявляються спосіб і пристрій орієнтовані насамперед для використання в умовах низькошвидкісних ветропотока, для яких вимоги, що пред'являються до вітроустановки, значно жорсткіші, ніж в класичних випадках. Наприклад, вітроколесо ВЕУ, ефективно працюючий в низькошвидкісних ветропотках і володіє значною парусністю, при сильних і штормових вітрах створює навантаження, в 2.5 разів перевершують навантаження, мають місце для класичних вітроколіс, спроектованих на віддачу номінальної потужності на швидкостях, в 2,5.4 рази перевершують середньорічну швидкість в місцевості застосування ВЕУ.

Крім того, особливе значення має мобільність ВЕУ. Це відноситься до установок, які використовуються для потреб Міністерства оборони РФ і Міністерства надзвичайних ситуацій, експедицій, коли потрібно енергозабезпечення в необлаштованих районах, при перебазування об'єктів, тобто в ситуаціях, коли ВЕУ демонтується в останню чергу, а на новому місці монтується в першу чергу.

Заявляється ВЕУ мобільна, компактна під час перевезення і транспортується на двох автомобілях або одному автомобілі з причепом, причому до складу першого транспортного модуля входить силова обойма з опорними групами і складовими піднімаються частинами ВЕУ (ветроколесо в складеному стані або лопаті упаковані в транспортну тару), другим транспортним модулем є комплект секцій модулів щогли, периферійні ферми і периферійні опори.

ВЕУ монтується мінімальним кількість персоналу.

Як показали конструкторські розробки і розрахунки технологічного часу, монтаж ВЕУ в цілому може бути здійснений за допомогою двох чоловік за 1 годину. При цьому потрібні мінімальні вантажопідйомні засоби, наприклад, для ВЕУ потужністю 10 кВт маса одного секційного модуля щогли не перевищує 20 кг, маса периферійної опори 100 кг, периферійних опор в залежності від варіанту виконання 50.100 кг.

Таким чином, заявляються пересувна вітроенергетична установка і спосіб монтажу пересувної вітроенергетичної установки є прогресивними, а їх використання створює позитивний ефект, який полягає, в наступному:

• зменшує вартість, вага, матеріаломісткість вітроенергетичної установки за рахунок повного виключення транспортного засобу зі складу установки в робочому режимі при виробленні електроенергії;
• скорочує терміни монтажу ВЕУ і кількість необхідного для цього персоналу;
• розширює універсальність за рахунок забезпечення можливості установки ВЕУ на пухких і скельних грунтах без їх попередньої підготовки, а й за рахунок використання модульних вузлів при монтажі;
• забезпечує можливість зміни максимальної висоти ВЕУ при установці її на робочу позицію в конкретних умовах місцевості і ветропотока;
• дозволяє оптимізувати транспортні габарити в ВЕУ і її складових;
• підвищує надійність за рахунок забезпечення заводської збірки найважливіших вузлів ВЗУ і ефективного сприйняття навантажень при роботі ВЕУ в різних режимах експлуатації, включаючи штормові і роботу при сильних вітрах;
• скорочує термін окупності і зменшує вартість електроенергії, що виробляється в особливості в низькошвидкісних ветропотока за рахунок зниження вартості монтажних робіт і вартості конструкції ВЕУ.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Пересувна вітроенергетична установка, що містить секційну щоглу, вантажопідйомний пристрій, вітроколесо з лопатями, гондолу, генератор, трансмісію, гнучкі тяги і забезпечена регульованими опорами, що відрізняється тим, що вона забезпечена силовий обоймою, поруч опорних груп, виконана у вигляді послідовно з'єднаних пріобойменной ферми , важеля і периферійної ферми, в опорній групі важелі виконані з можливістю повороту і фіксації в положенні обпирання їх периферійними кінцями на грунт з утворенням між грунтом і нижніми частинами обойми отвору по висоті і ширині безумовно більшого висоти і ширини транспортної платформи для перевезення вітроенергетичної установки, щогла виконана з однотипних модулів, нижній з яких монтований і зафіксований всередині обойми, форма і розміри якої виконані з можливістю поступального переміщення модуля через отвір в центральній частині обойми, а гнучкі тяги забезпечені механізмами натягу і з'єднані одними кінцями з периферійної опорою кожної з опорних груп, а іншими з верхнім модулем щогли.

2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що кожна гнучка тяга забезпечена механізмом зміни її довжини.

3. Установка по п. 1, яка відрізняється тим, що кожна гнучка тяга забезпечена механізмом попереднього натягу та механізмом остаточного натягу.

4. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що кожна гнучка тяга забезпечена механізмом самонатяженія при зміні її довжини.

5. Установка по пп. 1 4, яка відрізняється тим, що гнучкі тяги забезпечені механізмами натягу і зміни їх довжини, з'єднаними між собою послідовно.

6. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що вантажопідйомний пристрій включає в себе зубчасту пару "рейка-колесо", пов'язану з приводом, розташованим на корпусі, який виконаний з можливістю його установки на силовий обоймі.

7. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що периферійні опори виконані регульованими по висоті.

8. Установка по пп. 1 і 7, яка відрізняється тим, що щонайменше одна периферійна опора забезпечена штирем, виконаним з можливістю його заглиблення в грунт.

9. Спосіб монтажу пересувної вітроенергетичної установки, що включає транспортування до місця монтажу складових частин установки і підстави, установку вітроколеса і гондоли, послідовний підйом вантажопідйомними засобами складових частин установки, що відрізняється тим, що підстава установки виконують у вигляді силовий обойми з наскрізним каналом, попередньо до транспортування збирають частину установки, що включає силову обойму, пріобойменную ферму і важелі, поміщають її на транспортну платформу, і спирають до транспортній платформі нижньою стороною обойми, транспортну платформу переміщують на місце монтажу до збігу підстави з номінально необхідним становищем і тимчасово фіксують, після чого за допомогою пріобойменной ферми і важеля здійснюють зв'язок силовий обойми з грунтом, піднімають змонтовану на підставі частину установки щодо транспортної платформи, потім видаляють транспортну платформу, а підйом підйомним пристроєм кожного з модулів щогли виробляють через наскрізний канал в підставі установки, причому підйом здійснюють поступово складової частини установки в зборі , щонайменше один з піднімаються модулів забезпечують засобами для розміщення і фіксації на ньому функціональної оснащення.

10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що на периферійних опорах опорні елементи виконують у вигляді ємностей під рідина.

11. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що на периферійних опорах опорні елементи виконують у вигляді ємностей під сипучу середу.

12. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що підйом змонтованої на підставі частини установки щодо транспортної платформи виробляють за допомогою регульованих опор.

Версія для друку
Дата публікації 02.04.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів