Ветронасосная установка АВЭС

Внимание: Ветронасос временно не выпускается

Руководство по эксплуатации ветронасосной установки (далее по тексту установки) предназначено для изучения конструкции ветронасосной установки АВЭС 4.00.00.00 СБ (далее по тексту ВНУ), её принципа действия, технических характеристиках изделия и его составных частей, а также указания, необходимые для правильной и безопасной эксплуатации установки (использование по назначению, технического обслуживания, текущего ремонта, хранения и экспортирования) и оценок её технического состояния при определении необходимости отправки её в ремонт, а также сведения по утилизации ВНУ и её составных частей.
К эксплуатации установки допускаются лица, изучившие её конструкцию, эксплуатационные документы, особенности оборудование и которые прошли обучение и проверку знаний в соответствии с указаниями данного руководства.
В процессе изготовления и эксплуатации отдельные узлы и устройства установки могут изменяться, модернизироваться или заменяться, о чём будет сообщено уведомлением для учтённых экземпляров АВЭС 4.00.00.00 РЭ.

1 Описание и работа

1.1 Описание и работа ВНУ

1.1.1 Назначение установки Установка предназначена для подъёма воды из водоисточников за счёт преобразования кинетической энергии ветра в механическую энергию. Установка может использоваться как автономный источник водоснабжения.

Рис.1 Схема использования установки

Рис.1 Схема использования установки

На рис.1 показана типовая схема использования изделия на базе ветроустановки ВНУ.

1.1.2 Технические характеристики Технические характеристики системы приведены в таблице 1.

Таблица 1

Параметр:Единица измеренияЗначение параметра
1. Рабочий диапазон скоростей ветрам/с3-25,0
2. Номинальная скорость ветрам/с8
3. Диаметр роторам, не менее2,0
4. Расстояние от оси вращения ротора до поверхности землим, не менее6,0
5. Тип насосапоршневой
6. Максимальный диаметр окружности, описанный вокруг основания опорым, не более3,5
7. Производительность при высоте подъёма: 20 м.м3/чДо 1,0
8. Предельная скорость ветрам/с30,0
9. Масса установкикг, не более180,0

1.1.3 Состав изделия
В базовой комплектации в состав установки входят сборочные единицы, перечисленные в таблице 2.

Таблица2

НаименованиеОбозначениеКол-во, шт
1ГоловкаАВЭС 4.01.00.00 СБ1
2ВетроколесоАВЭС 4.02.00.00 СБ1
3СтойкаАВЭС 3.03.00.00 СБ1
4ХвостАВЭС 4.04.00.00 СБ1
5Насос со штангойАВЭС 3.05.00.00 СБ1

Схема взаимного расположения комплектующих установки в смонтированном состоянии приведена на рис.1, где 1 – головка; 2 – ветроколесо (ротор); 3 – стойка (опора); 4 – хвост; 5 – насос со штангой.

1.1.4 Устройство и работа

Опора3 (см.рис.1) устанавливается на заранее обустроенный фундамент (рис.2) с закладными. Закладные крепятся к шаблону (см. рис.4), устанавливаются вместе с ним в заранее выкопанные ямы, выставляются по горизонту и заливаются бетоном. После заливки опять контролируется горизонтальность.

Две грани опоры при заливке фундаментов выполняются с возможностью поворота относительно горизонтального шарнира (см. рис.2 и рис.3), используемого для сборки установки на поверхности земли и последующего подъёма собранного изделия путем поворота вокруг указанного шарнира на место эксплуатации. В точке пересечения медиан (биссектрис, высот) равностороннего треугольника, образованного тремя ногами опоры, у основания заблаговременно обустраивается скважина с обсадными трубами 4, заканчивающаяся бетонной площадкой 5, на которой смонтирована опорная пластина 6, предназначенная для монтажа ручного привода насоса. Насос 1 с фильтром 2 посредством соединительных муфт 7 соединяется с рабочими трубами 3, по которым вода насосом подается потребителям через тройник 8, установленный на бетонной площадке на поверхности земли. Все резьбовые соединения труб с муфтами и тройником запаковываются при помощи пакли и герметика. Длина рабочих труб 4 в сборе определяется глубиной залегания воды. Рабочие трубы 4 с насосом 1 монтируются до установки ВНУ при помощи двух хомутов (см. рис 5), поочередно переставляемых при опускании штанги с насосом. Тройник 8 (рис.2), которым заканчивается рабочие трубы 3, уплотняется со штангой при помощи сальника.



Рис.2 Схема заливки фундамента

Рис.2 Схема заливки фундамента




Рис.3 Устройство опрокидывающего шарнира

Рис.3 Устройство опрокидывающего шарнира




Рис.4 Шаблон для заливки фундамента

Рис.4 Шаблон для заливки фундамента




Рис.5 Хомут для монтажа рабочих труб

Рис.5 Хомут для монтажа рабочих труб


В смонтированном состоянии на вершине опоры 3 (рис.1) установлена головка 1, на выходном валу которой посажено ветроколесо (ротор) 2. Вращательное движение ротора 2 при помощи кривошипно-шатунного механизма превращается в возвратно- поступательное движение связанной с поршневым насосом штанги 5.

Кроме того, горизонтальная ось вращения ротора 2 и вертикальная ось поворота головки 1 смещены друг относительно друга для создания крутящего момента, уводящего ротор 2 из-под ветра при скорости ветра, превышающей номинальную. При снижении скорости ветра ниже номинальной головка возвращается в исходное положение за счёт реакции, возникающей в косом шарнире крепления хвоста 4 к головке 1, обусловленной весом самого хвоста 4.

Из рис.1 видно, что набегающий поток ветра воздействует на лопасти ротора 2, создавая крутящий момент, который передается на главный вал. На свободном конце главного вала жёстко установлен кривошип, входящий своим шипом в прорезь посредине кулисы, которая в свою очередь одним концом при помощи оси жёстко крепится к головке, а свободным концом шарнирно связана со штангой. Таким образом, вращательное движение ротора установки превращается в возвратно- поступательное движение штанги, которая в свою очередь связана с поршнем насоса. Поршневой насос имеет всасывающий и нагнетательный клапаны, поочередное срабатывание которых обеспечивает подачу воды на поверхность к потребителю.

1.1.5 Средства измерения, инструмент и принадлежности

1.1.5.1 Для сборки и текущего ремонта технического обслуживания системы необходимы следующие инструменты:

1.1.5.2 Для текущего ремонта, технического обслуживания, монтажа и демонтажа оборудования необходимы следующие материалы приспособления:

1.1.6 Маркирование и пломбирование

Опора маркируется поэлементно двумя цифрами, указывающими уровень стоек и номер стойки. Раскосы также маркируются двумя цифрами, указывающими, к каким стойкам они примыкают. Таким образом, маркировка опоры необходима только для монтажа и не привязана к заводскому номеру ВНУ.
Элементы системы не пломбируются.

1.1.7 Упаковка

Элементы ВН У (см. табл.2) пакуются в целлофан, скрепленный скотчем. Опора не пакуется, а транспортируется в разобранном виде. Крепеж опоры пакуется в картонный ящик или целлофановый кулек.

1.2 Описание и работа составных частей системы

1.2.1 Общие сведения и описание ВНУ предназначена для подачи воды из водоисточников глубиной не более 20 метров за счёт преобразования кинетической энергии ветра в механическую. Состав ВНУ приведен в таблице 2. На рис.1 приведено взаимное расположение элементов ВНУ.

Лопасти 1 ротора (см. рис.6) предназначены для создания крутящего момента на главном валу. Лопасть 1 представляет собой выгнутую дужку, жестко закрепленную на трубчатом махе, который в свою очередь при помощи скоб 3 и болтовых соединений крепится к ступице 2. Ступица представляет собой трубчатый обод, жестко связанный посредством трубчатых спиц с центральной втулкой, которая при помощи шпоночного соединения посажена на главный вал ( на рис. не показан). Лопасти 1 при монтаже при помощи шаблона выставляются под одинаковым углом к плоскости вращения, равным 15°.



Рис.6 Ротор

Рис.6 Ротор


Устройство регулирования числа оборотов ротора (см. рис. 7) выполнено по принципу увода всего ветроколеса из-под ветра и возвращение его в исходное состояние при помощи косого шарнира и веса самого хвоста. При превышении скоростью ветра своего номинального значения равновесие моментов, создаваемого лобовой силой,



Рис.7 Головка

Рис.7 Головка


условно приложенной по оси главного вала 1 на плече, равном расстоянию между горизонтальной осью главного вала 1 и вертикальной осью, вокруг которой поворачивается головка при изменении направления ветра, и реакцией опоры в косом шарнире, возникающей под действием веса хвоста, нарушается. При этом плоскость вращения ротора (ветроколеса) пытается стать параллельно ветровому потоку. Таким образом, формируется косой обдув ветроколеса, а избыточная мощность за счет него сбрасывается. При снижении скорости ветра ниже номинальной равновесие указанных моментов восстанавливается.

При падении числа оборотов ротора все происходит в обратном порядке.
На главном валу 1 жёстко посажен кривошип 2, входящий своим шипом в прорезь кулисы (шатуна) 3. Один конец кулисы 3 закреплён с возможностью поворота относительно головки, а второй – шарнирно соединён со штангой, передающей возвратно- поступательное движение через штангу поршневому насосу.

На корпусе головки также жёстко закреплены кронштейны для крепления хвоста.
Кожухи предназначены для защиты элементов ВЭУ от атмосферных воздействий.
Опорно-поворотное устройство 5 предназначено для закрепления и удержания элементов ВНУ на опоре и возможности свободного вращения головки вокруг вертикальной оси.

Хвост 4 (см. рис.1) с закреплённой на нём плоскостью (килем) служит для ориентации ВНУ по направлению ветрового потока, а также для возврата головки в исходное состояние при снижении скорости ветра ниже номинального значения.
Для остановки ВНУ нужно создать усилие на тросе (нарис.7 показан пунктирной линией), при помощи которого плоскость вращения ротора совмещается с направлением потока ветра и плоскостью киля. Для запуска ВНУ в работу трос необходимо отпустить. При этом киль под действием ветра будет отслеживать его направление, а головка под действием реакции, возникающей в косом шарнире за счет веса киля и его траверсы, повернется в рабочее положение (плоскость вращения ротора установится перпендикулярно направлению ветра).

1.2.2 Работа

Принцип действия ветроустановки заключается в преобразовании кинетической энергии ветра в механическую энергию. Набегающий поток воздействует на лопасти ротора, создавая крутящий момент, который передается на главный вал 1 (см.рис.7).

Жёстко закрепленный на главном валу кривошип 2 своим шипом воздействует на поверхность прорези в кулисе 3, сообщая ей при этом возможность качаться относительно неподвижной оси. Второй конец кулисы сообщает штанге 4 возвратно- поступательное движение. Штанги 4, соединенные между собой при помощи резьбовых втулок и контргаек, в нижней части (у входа в тройник 8 (см. рис 2)) имеют вертлюг, необходимый для передачи одновременно возвратно-поступательного движения кулисы и поворота головки по направлению ветрового потока. Штанги, проходя внутри полости рабочих труб 3, жёстко соединяются с поршнем насоса 1. При своем движении вверх и вниз поочерёдно открываются соответственно всасывающий и нагнетающий клапаны поршневого насоса 1, подавая воду вверх по рабочим трубам 3. Поднятая таким образом на поверхность вода через горизонтальный канал тройника 8 поступает потребителю.

2 Использование по назначению

2.1 Эксплуатационные ограничения

2.1.1 Все работы по монтажу опоры и монтажу ветроустановки на опоре должны выполняться персоналом, имеющим допуск к высотным работам;
2.1.2 Все работы по подъёму, опусканию и пробному пуску ветроустановки производить при скорости ветра не более 6 м/с и температуре не ниже минус 10°С;
2.1.3 Во время подъёма или опускания не разрешается находиться под ветроустановкой, а во время работы – в плоскости вращения ротора;
2.1.4 Запрещается находиться возле ветроустановки во время бури или грозы;
2.1.5 При появлении трещин на агрегатах ветроустановки, а также при ослаблении крепежа и нарушении его контровки, ветроустановка должна быть остановлена;
2.1.6 При обледенении лопастей ВНУ необходимо остановить. Не пытаться удалить лёд механическим путем;
2.1.7 Не допускайте попадания посторонних предметов внутрь водоисточника.

2.2 Подготовка ВНУ к использованию

2.2.1 Меры безопасности при подготовке

ВНУ следует собирать на заранее подготовленной площадке, а именно:

2.2.2 Правила и порядок подключения и отключения элементов системы Приступая к сборке, необходимо распаковать агрегаты ВНУ и проверить комплектность согласно паспорту. Внешним осмотром проверить техническое состояние составных частей. При обнаружении неисправностей дальнейшая работа ветроустановки не допускается.

Изначально монтируется штанга с насосом 5 (см. рис.1). К насосу с фильтром прикрепляется штанга или две штанги (в зависимости от длины рабочих труб), при помощи герметика или пропитанной масляной краской пакли присоединяется рабочая труба. На её свободном конце на расстоянии 0,5м от края закрепляется один из хомутов (см. рис. 5).При этом конец штанги должен выступать за край рабочей трубы. В скважину заводится вначале фильтр, затем насос и рабочая труба до тех пор, пока хомут надежно не ляжет на поверхность земли своими площадками. Удлиняется штанга. При помощи муфты с контргайкой опять же при помощи герметика или пропитанной масляной краской пакли присоединяется вторая рабочая труба, на максимально достижимой высоте которой закрепляется второй хомут. Удерживая второй хомут или зафиксировав его, освобождаем первый. Аккуратно опускаем собранную конструкцию до соприкосновения площадок хомута с поверхностью земли. Таким образом, попеременно переставляя хомуты и монтируя рабочие трубы, опускаем насос на требуемую глубину. Убедившись, что насос находится под водой, на конец последней рабочей трубы навинчивается контргайка, устанавливается опорная пластина 6 (см. рис.2) и опять же, как и муфты 7, на герметик устанавливается тройник 8. Опорная пластина 6 устанавливается на заранее забетонированные анкерные болты и фиксируется гайками. При этом конец штанги должен выступать из сальника тройника 8. На резьбовой конец штанги навинчивается толкатель ручного привода насоса, который должен войти в пазы рукоятки ручного привода. Длину штанги подогнать путем обрезания ножовкой по металлу и нарезанием плажкой новой резьбы М12.

Далее производится сборка непосредственно самой ВНУ. Вначале собирается опора согласно выбитой на ее деталях маркировке. Собранная опора устанавливается и фиксируется осями в проушинах, приваренных к закладным. Данное устройство образует шарнир для подъема ВНУ. Собранная таким образом опора устанавливается на «козлик». Далее на опору монтируется опорно-поворотное устройство 5 (см. рис. 7) с заложенной в его подшипники смазкой, например, МС или «Литол» и головка с кривошипно-шатунным механизмом и главным валом, защищенными кожухами. После этого монтируется ротор с лопастями. Собранная ВНУ силами 4-х человек поворачивается относительно шарнира и устанавливается в рабочее состояние. Опорные пластины опоры должны плотно прилегать к закладным. После этого опорные пластины при помощи гаек плотно прикрепляются к закладным. Последовательно собираются штанги, начиная сверху. На последнюю штангу навинчивается вертлюг, который соединяется резьбовой вставкой с толкателем. Длина этой вставки подгоняется путем обрезания ножовкой по металлу части штанги и нарезанием плажкой новой резьбы М12.

Все резьбовые соединения рабочих труб и штанг должны быть законтрены.

2.2.3 Описание положений органов управления и настройки после подготовки к
работе и перед включением ВНУ Перед включением ВНУ ручной привод насоса должен быть отключен (ручка демонтирована) и тормозной трос зафиксирован относительно опоры.

2.2.4 Указания по включению и опробованию работы системы Отпустить тормозной трос. Установка при этом должна занять рабочее положение. При этом киль под действием ветра будет отслеживать его направление, а головка под действием реакции, возникающей в косом шарнире за счет веса киля и его траверсы, повернется в рабочее положение (плоскость вращения ротора установится перпендикулярно направлению ветра). По мере раскрутки ротора при ветре около 6 м/с и высоте подъема 20м через 5- 6 мин вода должна поступить из тройника потребителю.

2.2.5 Перечень возможных неисправностей системы в процессе его подготовки и рекомендации по действиям при их возникновении Перечень возможных неисправностей ВНУ в процессе его подготовки и рекомендации по действиям при их возникновении приведен в таблице 3.

Таблица 3

№ п/пВозможная неисправность и её внешнее проявлениеПричина возникновенияСпособ устраненияПримечание
1После пробного запуска ВНУ не подает воду по истечении 10 мин.Не установлены или неправильно установлены уплотнительные кольца в поршневом насосе. Неправильно установлен всасывающий или нагнетающий клапанПравильно установить уплотнительные кольца в поршневом насосе. Проверить правильность установки клапановУплотнительные кольца применять от мопеда «Верховына» или «Карпаты»
2Подача поршневого насоса меньше номинального значенияНекачественно уплотнены соединения в рабочих трубах, в их соединении с насосом и тройникомДобиться надежного уплотнения резьбовых соединений

2.3 Использование ВНУ

2.3.1 Порядок действия персонала во время работы ВНУ и порядок
контроля ее работоспособности ВНУ работает в автоматическом режиме и не требует вмешательства извне, за исключением случаев перехода из режима запуска в режим остановки. Контроль работоспособности ВНУ осуществляется визуально.

2.3.2 Перечень возможных неисправностей в процессе использования ВНУ по назначению и рекомендации по действиям при их возникновении Перечень возможных неисправностей в процессе использования ВНУ по назначению и рекомендации по действиям при их возникновении приведен в таблице 4.

Таблица 4

№ п/пВозможная неисправность и её внешнее проявлениеПричина возникновенияСпособ устраненияПримечание
1При рабочем ветре ВНУ не выходит на расчетные оборотыВозникло затирание в сальнике тройникаУстранить затирание
2ВНУ без видимых причин набирает оборотыОтсутствует вода в скважинеОстановить ВНУ (вывести из-под ветра) при помощи троса. Ожидать заполнения скважины
3Излишний шум в головкеНе смазана кулиса кривошипно- шатунного механизма. Не смазан подшипник на шипе или вышел из строяСмазать указанные узлы, заменить подшипник на шипе.
4Не работает система ограничения угловой скорости (ротор не выводится из-под ветра при скорости ветра выше номинальной) Заедает подшипник в опорно-поворотном устройстве или косой щарнир крепления хвостаРазобрать указанные узлы, промыть в керосине, смазать и собрать.

2.3.3 Перечень режимов работы ВНУ и их описание

Существует два штатных режима работы ВНУ:


*ручной (резервный) при отсутствии достаточной скорости ветра или временной остановки ВНУ вследствие поломки, ремонта или технического обслуживания.

Первый из них – это номинальный режим, при котором ВНУ обеспечивает подачу воды в зависимости от скорости ветра.

Второй – нештатный режим, при котором ВНУ при помощи троса переводится в остановленное состояние, отсоединяется тяга от толкателя, при помощи оси устанавливается ручка на кронштейн опорной пластины, входящая своими прорезями в выступы толкателя и осуществляется подача воды вручную.

2.3.4 Порядок выключения системы, содержание осмотра системы после отключения

Для выключения системы необходимо:
создать усилие на тросе (на рис.7 показан пунктирной линией), при помощи которого плоскость вращения ротора совмещается с направлением потока ветра и плоскостью киля.

2.3.5 Меры безопасности при использовании системы по назначению

При использовании системы по назначению запрещается

2.4 Действия в экстремальных условиях

Причинами возникновения опасных аварийных ситуаций могут быть:

Первые две причины инициируют повышенные вибрации на ВНУ и опоре, что может привести к разрушению ВНУ и опоры, если не принять экстренных мер.
Если скорость ветра превышает 30 м/с, ВНУ необходимо остановить, во избежание выхода из строя её элементов, особенно ВНУ и опоры.
Во время грозы также лучше остановить ВНУ и не находиться в непосредственной близости от опоры.

При наличии перечисленных причин следует остановить ВНУ, для чего создать усилие на тросе (на рис.7 показан пунктирной линией), при помощи которого плоскость вращения ротора совмещается с направлением потока ветра и плоскостью киля.

3 Техническое обслуживание

3.1 Общие указания

ВНУ и ее составные части, на которых проводят работы по техническому обслуживанию (далее – объекты ТО), виды и объемы работ и периодичность их выполнения зависят от уровня надежности ВНУ при условии оптимальных сроков проведения ТО.

3.2 Меры безопасности при проведении ТО

3.2.1 Поскольку работы при проведении ТО сопряжены с возможными работами на высоте (если ВНУ нецелесообразно опускать), обязательно использовать средства индивидуальной защиты (монтажный пояс, каски, перчатки).
3.2.2 При проведении ТО, убедиться что ВНУ остановлена.

3.3 Порядок технического обслуживания системы

Персонал при проведении ТО должен иметь инструменты и принадлежности, перечисленные в п.1.1.5.
Перечень работ по проведению ТО системы приведен в таблице 5

Таблица 5

№ п/пНаименование объекта ТО и работыПериодичность проведения ТОВремя, необходимое для проведения ТО, днейПримечание
1ВНУ. Проверить и при необходимости подрегулировать тормозной трос.Один раз в год0,2
2ВНУ. Проверить и при необходимости заменить смазку на кривошипно- шатунном механизме. При необходимости заменить подшипник №101Один раз в год0,2Смазка «Литол» или ей
подобная (например, МС)
3ВНУ. Проверить и при необходимости заменить подшипники главного вала №305Один раз в 3-5 лет3Выполняется на предприятии- изготовителе
4ВНУ. Проверить и при необходимости добавить смазку в подшипник № 2007113 поворотного устройстваОдин раз в два года0,3Смазка типа нигрол и демпфирующая жидкость ПМС
5ВНУ. Проверить затяжку и контровку болтовых соединений: лопастей; головки; поворотного устройства;хвостовой балки; киля хвоста. При необходимости подтянуть и законтрить. Проверить крепление кожухов0,3
6Опора. Проверить затяжку и контровку болтовых соединений: анкерных болтов; болтов опоры. При необходимости подтянуть и законтрить.Один раз в год0,5

4 Текущий ремонт

4.1 Текущий ремонт системы

4.1.1 Общие указания

Текущий ремонт системы производится у Заказчика, поэтому обслуживающий персонал (ремонтная бригада) должны иметь необходимые инструменты и приспособления для проведения текущего ремонта (см. п. 1.1.5).

Текущий ремонт может быть произведен на месте, если отказы и повреждения незначительные, или путем временной замены вышедшей из строя составной части ВНУ на работоспособную, с последующим ее восстановлением после ремонта.

Текущий ремонт производится силами сервисной организации, специально обученным персоналом, прошедшим медицинский осмотр и имеющим допуск к высотным работам. Отказы ВНУ и опоры определяют визуально, либо путем пробного запуска ВНУ. При этом последовательность следующая:

4.1.2 Меры безопасности

При проведении работ по текущему ремонту системы следует выполнять меры безопасности, изложенные в п. 3.2 настоящего руководства.

5 Хранение

Система поступает в виде отдельных упакованных единиц, описанных в п. 1.1.7. Элементы системы должны храниться в сухом отапливаемом помещении в течении не более двух лет, после чего необходимо произвести переконсервацию элементов системы. Условия хранения АБ указаны в паспорте на изделие. Там также должны быть приведены данные об утилизации АБ

6 Транспортирование

Элементы системы могут транспортироваться любым транспортом: автомобильным, железнодорожным, речным, морским, воздушным.
При этом элементы системы должны быть упакованы (см. п.1.1.7). Масса элементов не превышает 25 кг.

Внимание: Ветронасос временно не выпускается

---
---

---