Ветряк для подъема воды

[ISergeyI]

Здравствуйте! Меня зовут Сергей и я хочу сделать ветряк-водокачку. И сильно надеюсь на вашу помощь). Ветер у нас не шибко сильный, но достаточно стабильный.
Был период, когда я думал-думал, и ничего не мог придумать, как же это все сделать, но тут я наткнулся на канал EMAS где в Боливии делают ветряки, ручные насосы, солнечные коллекторы и прочее. Очень интересно! Посмотрев как они делали свой ветряк и видео "водоподъёмные ветряные мельницы" на Youtube.com - я словно прозрел!
И решил сделать вот как - система та же самая как показанная в передаче с Дискавери.

На валу с винтом у меня малая велосипедная звездочка, через цепь она передает вращение на большую, к которой присоединен шатун который между двумя направляющими двигает шток, ну а тот собственно сам поршневой насос. Решил так по некоторым причинам:

• во-первых, увеличивается крутящий момент(?);
• во-вторых, я могу достаточно легко регулировать длину хода штока.
• да и в конце концов мне нравиться такая идея!)

Приехав на выходные домой, я решил заняться созданием ветряка.
Сразу оговорюсь, сварщик я начинающий, так что корпус я усилил железными уголочками, так спокойнее). По фото достаточно хорошо видно сварку, конструкцию, хотя фото сильно ужал, если будет необходимость, кину оригиналы.
Основа Нашел 4 отрезка железного квадрата 2 см, как судьба решила, почти одинаковые по 40 см 3 шт, и 2 по 20 см. Выровнял, что-то сточил, отложил.
Звездочки нашел, 48 и 18 зубчиков. Когда-то давно спустил велосипед старый на кое-что и после этого пылился он за домом. Пошел, распилил его, взял ось каретки, и подходит все, хорошо. Но подшипник барахлил, как же я долго мучился разобрать эту часть, но поддалась только одна сторона, как раз с хорошим подшипником, сидел над другой стороной, взял болгарку и распилил все) вот у меня оська готова для большой звездочки! но теперь надо держатели на подшипники, сотворил. Это отложил, перешел к другому.
Шатун сделал с трубки велосипедной, кажется которая заднее колесо держит. 33 см. Немного подумав, я понял что его можно сократить до 17 см, но сейчас кажется что будет проще поворачивать тот, который длиннее. На концах перпендикулярно: с одного конца отрезок трубки, и две шайбы; с другого - болт.

Насос - поршневой 2" с пвх трубы.
На большой звездочке рычаг отрезал, приварил прут 10 мм длиной 13 см - вдвое легче стало.
Направляющее колесико для штока тоже сделал сам с отрезка трубы и двух шайб, вышло вполне пристойно.
Направляющие - прутки 10 мм по 60 см длиной. Такие длинные потому, что радиус вращения рычага около 15 см, и в нижней точке нужно минимум 30 см шатуна, его я сделал 33, следовательно, в высшей точке поднимется он на 48 см, плюс-минус, чтобы не промазать, сделал про запас)).
Шток подумываю с 8 мм прутка
Хвост сделал с уголка, длиной 130 см. В конце приварил 3 прутка 6 мм, чтобы к ним уже лист оцинковки (на антенну похоже)). В начале же, как видно на фото , часть шарнирного механизма для увода от ветра. Дальше к основе приделаю точки для крепления пружины и подобие ручного тормоза для застопорения

Изначально всю конструкцию хотел ставить на рулевую от велосипеда, но она искривлена оказалась, да и подшипники там не очень. Так я решил взять просто 2 трубы, внутри которых будет ходить шток. К большой крепиться сверху основа, сразу над которой направляющие, сбоку хвост, а меньшая крепиться к мачте.
.
Мачта в планах 3-х гранная, метров 5 высотой. Но над этим еще надо думать и работать, пока что нужен ветряк.
Винт Долго думал над осью для винта, в конце концов поехал проведать друга - приехал с усиленной осью на велосипед) Ось ветряка будет находиться левее оси конструкции, если смотреть сверху. Как-то как на фото -

Сам же винт я думал сделать 8-ми лопастный, 2 метра диаметром: пол метра сама лопасть, и пол метра просто прут 10 мм ( ну всего его длина-метр). Пруты приварить к вырезанному кругу с железа. А его собственно к велосипедной оси.(Под сомнением, об этом в конце)

Под конец прутов приварить большой круг с проволоки, для прочности, и маленькие подставочки к лопастям. Сама же лопасть – равнобедренная трапеция с основами 10 и 30 см, длиной 50 см с оцинкованного листа 0.4 мм. Но каким образом согнуть в точный желобок ее, да и еще чтобы все одинаковые были? По примитивным расчетам «на глаз» винт будет около 7-8 кг, кажется что это многовато для такой конструкции.
Еще думаю винт сделать на подобии этого ветряка, только лопастей 12 штук 1.6 м. Нужно еще думать!

Фото Конструкции:

Кот))

Увод от ветра.

Основные вопросы, которые меня беспокоят:

• - Создание винта
• - достаточно ли такой короткой оси для удержания винта, как вариант, думаю укоротить рычаг большой звездочки, и сделать ось на всю ширину основы. И скорее всего так и сделаю.
• - достаточна ли длина хвоста и какую взять площадь, чтобы он поворачивал эту конструкцию на оси из труб, и складывался
• - пружина к хвосту, для этого существуют формулы расчета, надеюсь справлюсь, но нужен ответ на предыдущий вопрос.
• - длина рычага на большой звездочке, следовательно, ход штока , но это связано с насосом, которого так же пока что нет) Если удлинять ось, то его все равно укорачивать, вопрос на сколько?

И все вопросы взаимосвязаны... эх!
Спасибо за внимание! Буду очень рад диалогу с Вами!)

[DJ_Grom]

Сообщение от ISergeyI

Основные вопросы, которые меня беспокоят:

1 Для винта не мучайся с оцинковкой, делай из ПВХ трубы, будет надёжней. Поищи на форуме, тут делали уже из жести - разваливаются от знакопеременных нагрузок.
2 Ось выдвигай на максимум возможного! прогиб пропеллера учитывать надо, иначе за мачту будет цепляться на буревых ветрах.

Сообщение от ISergeyI

думаю укоротить рычаг большой звездочки

Это будешь делать уже тогда,, когда всю конструкцию поставишь на ветер и начнёшь регулировку.
По остальным вопросам я не подскажу, проще на готовом проводить регулировку.

Чисто моё мнение по всей конструкции: Увеличивай толщину и жесткость основания, слишком слабая конструкция!!! Ты недооцениваешь силу ветра!!! От клинушков в креплении звёздочки откажись сразу, они легко разрабатываются и вываливаются, проверил на своём ветрячке, приваривай, причём от души! На вал винта, передний подшипник поставь упорный и нивкоем случае его не приваривай к раме, только упорно-хомутовое крепление. По-хорошему конечно и вал немного посолиднее взять следует.
А вообще задука не плохая. Ты уже подумал, ка будешь регулировать натяжение цепи? Могу поспорить, что нет! ))))) Сам через это прошёл.

[Goga65]

ISergeyI, А я не нашел задачу проекта? - высота подъема воды и кол-во?

[DJ_Grom]

Сообщение от Goga65

высота подъема воды и кол-во?

Сомневаюсь, что больше 10-12 метров. А вот по количеству, мне тесть лет 8 назад рассказал такое замечание: из вагонетки, самотёком через струйку в пол спички, за сутки вытекает больше куба воды.
А для ISergeyI, посмотри ,может что для себя новое увидишь, в частности 37я минута. Там естессно всё образно и без расчётов, но главное идея, мы же не америкосы, мы и посчитать можем. )))

[Goga65]

Сылки по теме: http://asyl.ucoz.com/load/ehnergija/...nik/45-1-0-498
http://asyl.ucoz.com/load/ehnergija/...ija/45-1-0-207

[983]

У америкосов толково сделан кривошипный механизм.
-- намного надёжнее и долговечнее, чем в конструкцииISergeyI.
Кроме того, мне кажется, что не стОит заморачиваться с редуктором, лучше заморочиться, посчитать ветроколесо на меньшую быстроходность и снимать энергию непосредственно с вала ветряка : надёжность и долговечность цепной передачи не велика, а тут эта проблема будет полностью снята.

[DJ_Grom]

Сообщение от 983

надёжность и долговечность цепной передачи не велика, а тут эта проблема будет полностью снята

согласен, особенно сложно с плоскостями звёздочек и натяжителем, цепь постоянно пытается свалить

[ISergeyI]

Сообщение от DJ_Grom

Ты уже подумал, ка будешь регулировать натяжение цепи? Могу поспорить, что нет! )))))

Я думал об этом ну на словах, прикрепить железку напротив пустоты между звездочками, на верху поворотный механизм к которому еще шинка, и маленькая звездочка, на пружине, чтобы оттягивала. Но уверен у вас есть идеи получше) Раз вечером искал видео по этой теме, и нашел этих экоизобретателей, махом до 2 ночи пересмотрел все их видео)

Сообщение от Goga65

ISergeyI, А я не нашел задачу проекта? - высота подъема воды и кол-во?

Высота подъема воды- 5 м уровень воды + 2 метра) колличество, от 3 литров в минуту при 4-5 м/с уже будет приятно)
Я решил использовать именно звездочки и такую систему, потому что мне не ясно как бороться с вот таким отклонением при кривошипном соединении:

Вообщем сейчас конструкция такая (извините, масштаба совсем никакого, но вы поймете)

Можно сделать так-

но тогда нету отклонения от оси чтобы сворачивать хвост, но это можно сдвинуть, не так нарисовал( чертежом это не назовешь), и короткая ось для винта будет.
Или же вот так -

Но тогда это мешает складываться хвосту...

Сообщение от 983

проблема будет полностью снята

я с вами согласен, если решить проблему слаживания хвоста, то эта конструкция + более тихоходный винт, имеет право на жизнь, не так ли?
Есть какие-то предложения, чтобы использовать уже готовую основу, которую я еще усилю уголками по всей длиннее?
Необходимо усилить вот эти держатели?

Для винта с ПВХ, есть расчеты для такого типажа винта?-

а то я видел только чтобы лопасти были сразу от центра, но так же их сильно много не поставишь...
Спасибо всем, я чувствую что с вашей помощью мы сделаем хорошую конструкцию)))

[ISergeyI]

Хотя все же если взять ось винта сильнее, больше и мощнее подшипники, тогда ось винта будет повыше сложившегося хвоста, но все же большой рычаг поворота не сделаешь...

[DJ_Grom]

Сообщение от ISergeyI

Можно сделать так-

Так и делай, только сделай поправку

Сообщение от ISergeyI

потому что мне не ясно как бороться с вот таким отклонением при кривошипном соединении:

Поршень не скрая рычага, а посередине, а на краю коленвал. И ход поршня в горизонтали будет меньше, и получаешь своего рода понижающий редуктор, регулировать который сможешь выносом колена стоящего справа (дальше вынес, меньше передача, меньше колебания штока в трубе). При этом ты решаешь проблему с поворотом (выносом оси винта от оси хвоста).

Добавлено через 8 минут

Сообщение от ISergeyI

Необходимо усилить вот эти держатели?

И не только их. Всю конструкцию усиливай диагоналями и проваривай! Низкооборотные винты - тяговые винты! Если у обычных, крутящий момент компенсируется скоростью вращения, то тут как раз наоборот. Скорость маленькая, увод практически и не нужен, а вот прочность конструкции должна быть в разы выше!

Сообщение от ISergeyI

Для винта с ПВХ, есть расчеты для такого типажа винта?

А чем тебе стандартные расчёты не нравятся? Трубу только надо как можно бОльшего диаметра найти, от 250 и выше, а лучше 350-500. Вот главная проблема будет. Стоят они очень дорого!