Устройство передачи механической энергии рабочему колесу электромеханической установки

Авторы патента:


Устройство передачи механической энергии рабочему колесу электромеханической установки
Устройство передачи механической энергии рабочему колесу электромеханической установки
Устройство передачи механической энергии рабочему колесу электромеханической установки
Устройство передачи механической энергии рабочему колесу электромеханической установки
Устройство передачи механической энергии рабочему колесу электромеханической установки
Устройство передачи механической энергии рабочему колесу электромеханической установки

 


Владельцы патента RU 2430281:

Кочергин Игорь Николаевич (RU)

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к синхронным явнополюсным тихоходным электрическим машинам с вертикальной осью вращения ротора. Устройство содержит электрическую машину с вертикальным валом ротора, рабочее колесо (1) с зубчатым венцом, по окружности которого установлены силовые установки. Каждая силовая установка состоит из корпуса (8), электродвигателя (9), редуктора и движителя (11) в виде шестерни, которая сопряжена с зубчатым венцом рабочего колеса (1). Электродвигатели вращаются в одну сторону, а векторы тяги выходных шестерен направлены в одну сторону в плоскости рабочего колеса. Устройство позволяет передавать рабочему колесу электромеханической установки вращающие моменты значительной величины, при строгом соответствии угловых скоростей электродвигателя и рабочего колеса. 6 ил.

 

Техническое решение относится к нетрадиционной электроэнергетике, более конкретно к синхронным явнополюсным тихоходным электрическим машинам (генераторам тока) с вертикальной осью вращения ротора.

Известны гидроагрегаты зонтичного и подвесного типа, содержащие электрическую машину (генератор тока), соединенную снизу вертикальным валопроводом с реактивной гидротурбиной. Для выработки электрической энергии необходимо, чтобы гидротурбина передала электрической машине механический вращающий момент М. вр. определенной величины и обеспечила необходимую угловую скорость вращения валопровода.

(см., например, описание изобретения к А.С. СССР №1735001, Мки F03В 13/00) «Поворотно-лопастная гидротурбина».

Недостаток таких гидроагрегатов в том, что обеспечить указанные условия исключительно трудно. Первым основным недостатком является необходимость нахождения таких гидроагрегатов в среде движущегося рабочего тела W (воды), а для этого необходимы возобновляемые природные гидроресурсы с соответствующими характеристиками.

Близкий аналог к данному техническому решению не обнаружен в патентных фондах СССР, РФ, индустриальных государств, а также в специальной технической литературе.

Цель разработки - создать устройство вращения рабочего колеса электромеханической установки.

Технический результат достигается тем, что в устройство дополнительно введены силовые установки и зубчатый венец, причем силовые установки, две или несколько, выполнены стационарно, размещены симметрично по окружности рабочего колеса, каждая из которых состоит из одинаковых корпуса, электродвигателя, редуктора и движителя, причем движителем является шестерня, находящаяся в зубчатом зацеплении с зубчатым венцом радиуса R, который прикреплен к монтажному лонжерону, при этом движители всех силовых установок вращаются в одну сторону, а векторы тяги их действуют на рабочее колесо в горизонтальной плоскости также в одну сторону по касательной к радиусу рабочего колеса и перпендикулярно к вертикальному валу ротора, радиуса r, электрической машины.

Устройство передачи механической энергии рабочему колесу электромеханической установки представлено на чертежах:

На фиг.1 показано рабочее колесо, снабженное зубчатым венцом (вид сверху).

На фиг.2 показано крепление зубчатого венца к наружному монтажному лонжерону (разрез по вертикальной радиальной плоскости).

На фиг.3 показана схема размещения силовых установок и рабочего колеса (вид сверху).

На фиг.4 показана конструкция силовой установки и взаимодействие ее с рабочим колесом (разрез по вертикальной радиальной плоскости).

Схема одноступенчатого редуктора.

На фиг.5 показана конструкция силовой установки и взаимодействие ее с рабочим колесом (вид сверху).

На фиг.6 показана конструкция силовой установки с ее взаимодействие с рабочим колесом. Схема двухступенчатого редуктора (разрез по вертикальной радиальной плоскости).

На чертежах применены следующие обозначения:

1 - рабочее колесо,

2 - монтажный лонжерон,

3 - венец зубчатого зацепления,

4 - крепежные полки,

5 - отверстия,

6 - соединение «встык» двух частей венца зубчатого зацепления,

7 - силовые установки,

8 - корпус,

9 - электродвигатель,

10 - редуктор,

11 - движитель,

12 - фундамент,

13 - нижняя опора движителя,

14 - верхний фланец,

15 - дополнительная шестерня.

Устройство. На рабочем колесе 1 (см. фиг.1, 2) по всей окружности устанавливают венец 3 зубчатого зацепления, который изготавливают монолитным или составным кольцом (в этом случае стык 6 выполняют в середине сектора). Соединение выполнено следующим образом. Рабочее колесо 1 в периферийной окружности, в торцевой части, выполнено с монтажным лонжероном 2, который снабжен с внешней стороны по всей окружности горизонтальными крепежными полками 4 с отверстиями 5. Зубчатый венец 3, с внутренней стороны, также снабжен по всей окружности горизонтальными крепежными полками 4 с отверстиями 5. Крепежные полки 4 монтажного лонжерона 2 и зубчатого венца 3 совмещают в «накладку» и скрепляют шпильками в отверстиях 5.

В зависимости от потребной величины передаваемой механической энергии рабочему колесу 1, на горизонтальной площадке по окружности рабочего колеса 1 симметрично стационарно размещают одинаковые силовые установки 7 (см. фиг.3), каждая из которых состоит из корпуса 8, электродвигателя 9, редуктора 10 и движителя 11 (см. фиг.4 и 6, показаны схематично). Движителем 11 является шестерня, вал которой установлен вертикально. Нижняя опора 13 движителя 11 снабжена радиальным и опорным подшипниками и установлена в армированном фундаменте 12. Верхняя опора вала движителя 11 установлена в радиальном подшипнике фланца 14, который скреплен с фундаментом анкерными узлами. Верхняя часть вала движителя 11 соединена с вертикальным валом электродвигателя 9, установленном в корпусе 8. Движитель 11 постоянно находится в зубчатом зацеплении с венцом 3 зубчатого зацепления рабочего колеса 1.

Вал электродвигателя 9 может быть соединен с рабочим колесом 1 посредством двухступенчатого редуктора (см. фиг.6), в котором установлена промежуточная шестерня 15.

Устройство работает следующим образом.

Одновременно включают электродвигатели 9 всех силовых установок 7, движители 11 начинают вращаться в одну сторону и приводят во вращение рабочее колесо 1 через венец 3 зубчатого зацепления, которое сразу выходит на номинальные обороты и на номинальную мощность. При резком уменьшении или снятии реактивной нагрузки с внешней цепи генератора, угонная скорость рабочего колеса не появится ввиду стабилизации оборотов силовыми установками 7.

Допускается эксплуатация электромеханической установки с одной силовой установкой 7, однако такая схема работы не является целесообразной, т.к. не используются преимущества данной конструкции и прежде всего возможность передачи рабочему колесу 1 значительных по величине вращающих моментов, кроме того, появится нежелательная циклическая изгибающаяся составляющая на вал рабочего колеса и, соответственно, на вал ротора электрической машины.

Применение разработки позволяет достичь:

- Передачу рабочему колесу механической энергии вращения значительной величины.

- Строгого соответствия угловой скорости вращения движителя силовой установки с угловой скоростью вращения рабочего колеса, т.е. ротора электрической машины.

- Практически исключить вертикальную осевую нагрузку на ступицу рабочего колеса. А также ряд других существенных преимуществ.

Устройство передачи механической энергии рабочему колесу электромеханической установки для получения электрической энергии, содержащее электрическую машину с вертикальным валом ротора радиуса r, скрепленным с рабочим колесом радиуса R, оснащенным монтажным лонжероном, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены силовые установки и зубчатый венец, причем силовые установки, две или несколько, выполнены стационарно, размещены симметрично по окружности рабочего колеса, каждая из которых состоит из одинаковых корпуса, электродвигателя, редуктора и движителя, причем движителем является шестерня, находящаяся в зубчатом зацеплении с зубчатым венцом радиуса R, который прикреплен к монтажному лонжерону, при этом движители всех силовых установок вращаются в одну сторону, а векторы тяги их действуют на рабочее колесо в горизонтальной плоскости также в одну сторону по касательной к радиусу рабочего колеса и перпендикулярно к вертикальному валу ротора радиуса r электрической машины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к передаточному механизму для истирающих мельниц, содержащих обкатывающиеся по чаше размольные вальцы. .

Изобретение относится к нетрадиционной электроэнергетике, более конкретно к синхронным явнополюсным тихоходным электрическим машинам (генераторам тока) с вертикальной осью вращения ротора.

Изобретение относится к струйному записывающему устройству, выполняющему запись посредством использования приводного передаточного устройства. .

Изобретение относится к многопоточному редуктору, в частности к редуктору с разделением потока крутящего момента на множество потоков для летательного аппарата, предпочтительно в варианте одновинтового винтокрылого летательного аппарата большой грузоподъемности.

Изобретение относится к трансмиссиям транспортных средств. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в схемах гидравлического привода управления для бесступенчатых передач. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к бесступенчатой коробке передач (вариатору), обеспечивающей изменение скорости подачи мощности. .

Изобретение относится к поплавковым насосным установкам в энергетических системах на базе поплавковых насосов. .

Изобретение относится к турбинам или силовым установкам, вырабатывающим электричество с использованием потока жидкости, в частности воды, а более конкретно - к таким устройствам, в которых поток жидкости вращает большой ротор типа винта или рабочего колеса, имеющий внешний кольцевой обод, расположенный внутри большого кольцевого корпуса.

Изобретение относится к системе преобразования энергии, в частности к системе преобразования энергии приливов в электрическую энергию. .

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к сооружениям, использующим энергию волн для выработки электрической энергии. .

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано при сооружении низконапорных или безнапорных речных энергетических установок, приливных или ветровых электростанций.

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для преобразования кинетической энергии потоков рек, каналов, сбрасываемой воды в природных и техногенных системах в механическую или электрическую энергию.

Изобретение относится к области морской гидротехники и может быть использовано для преобразования морских течений в электрическую энергию. .

Изобретение относится к области морской гидротехники и может быть использовано для преобразования морских течений в электрическую энергию. .

Изобретение относится к устройствам для преобразовния энергии волн, в частности для преобразования энергии колебания судна в гидрореактивную энергию. .

Изобретение относится к области энергетике
Наверх