|
В книге излагаются данные по выберу ветродвигателя, подбору машин и оборудования для кормообрабатывающего цеха, а также указаны способы целесообразной эксплуатации ветроустановок, изложены правила ухода, обеспечивающие длительность работы установок. Разработаны типовые сметы на ветроуста-новки, необходимые для взаиморасчетов между хозяйствами и строительными организациями. Для монтажных бригад сделано описание основных правил и лучших способов монтажа установок. Затем разработаны и описаны способы ремонта ветродвигателей, насосных оборудований и использования бесшатровых водонапорных башен.
Книга является практическим руководством для инженерно-технических работников РТС, совхозов и колхозов в вопросах использования ветродвигателей для водоснабжения и механизации трудоемких работ на животноводческих фермах.
В решении проблемы механизации трудоемких работ в животноводстве, в частности водоснабжения и кормо-приготовления, существенную пользу и помощь окажет использование даровых сил природы, особенно энергии ветра, преобразуемой в полезную механическую и электрическую энергию ветродвигателями.
По количеству ветровой энергии у нас более чем достаточно для электрификации всего сельского хозяйства.
Используя силу ветра, фермы не будут зависеть от случайностей и всегда будут обеспечены в достаточном количестве водой. А при достаточно мощных ветродвигателях могут приводиться в движение и работать кормообра батывающие машины.
Особенно выгодно использовать ветродвигатели в глубинных неэлектрифицированных хозяйствах, куда доставка энергии и горючего для двигателей затруднена.
Ввиду того, что ветродвигатель использует даровую энергию ветра, работа его обходится значительно дешевле и выгоднее в сравнении с другими двигателями, особенно он выгоднее конной тяги.
Всесоюзным институтом механизации и электрификации сельского хозяйства сделаны наблюдения и подсчеты экономии по большому количеству ветросиловых установок. В результате выявлено, что стоимость энергии, полученной от ветродвигателя, в два раза ниже стоимости энергии, получаемой от двигателей внутреннего сгорания.
В Белоруссии, по подсчетам автора, стоимость работы ветродвигателя обходится в 3 раза дешевле, чем бензодвигателя, и в 2 раза дешевле электропривода.
Подсчитано, что стоимость 1 куб. м воды, полученной с колодца глубиной — 40 метров при помощи конного привода, определяется примерно в 2 руб. 50 коп.; бензодвигателя — 1 руб. 30 коп.; электромотора — 80 коп. Кубометр воды, добытой с этой же глубины при помощи ветродвигателя ТВ-8, стоит всего лийдь 30 — 35 коп. Дешевизна воды, добываемой при помощи ветродвигателей, позволяет колхозам в течение одного года окупить затраты по вет: ронасосным установкам.
Доказательством выгодности является тот факт, что ряд хозяйств из-за экономических соображений ставит ветродвигатели, имея другие источники энергии.
Ветродвигатели оправдали себя на работе в Белоруссии. Они оказались экономически выгодными и освобождают значительное количество людской и тягловой силы.
Причиной недостаточного распространения ветродвигателей является незнание, а из-за этого и недооценка их. Часто о ветродвигателях просто забывают.
До Отечественной войны в течение 2 — 3 лет на фермах колхозов Белоруссии было установлено более 40 ветродвигателей заводского изготовления типа ТВ-5 и ТВ-8. В одном только Смолевичском районе работало 7 ветродвигателей.
После войны, в связи с большой выгодой и удобствами водоснабжения ферм от ветронасосных установок, возник особенно большой спрос на ветродвигатели. Массовые установки ветродвигателей в колхозах Белоруссии начались с 1954 года. Ежегодно устанавливается по 100 — 150 ветродвигателей типа ТВ-8 и начались установки ветродвигателей Д-12, мощность которых значительно больше.
В 1951 году колхоз им. Рокоссовского, Руденского района, поставил на ферме ветродвигатель ТВ-8.
В 1952 году установили ветродвигатель колхозы «Наша победа», Белыничского района, «Ильич», Круглян-ского района, им. Кирова, Ветковского района, им. Чкалова, Борецкого района. Колхоз «Беларусь», Добрушского района, установил на своих фермах 2 ветродвигателя.
В колхозе им. Кирова, Ветковского района, ветродвигатель качает со скважины воду, вращает мельницу МДУ-4. Для хранения воды на ферме построена кирпичная водонапорная башня (рис. 1).
В колхозе им. Рокоссовского, Руденского района, ветродвигатель ТВ-8 работает на подаче воды из буровой скважины глубиной 50 м. Водой снабжается ферма, в которой содержится около 200 голов скота, и птицеферма. По уходу за ветродвигателем надсмотрщику положено 500 трудодней. До установки ветродвигателя воду возили из реки, и на это колхоз затрачивал только за стойловый период 1260 трудодней и 1260 коне-дней. После установки ветродвигателя не только не требуется возить воду, но от него работает мельница для размола корма скоту.’Колхоз получил экономию в 1260 коне-дней и 760 человекодней. В первую же зиму — ветродвигатель полностью окупился.
Колхоз «Маяк социализма», Рудёнского района, установил на своих животноводческих фермах три ветродвигателя. На ферме первой бригады поставлен ветродвигатель ТВ-8 с баком емкостью 15 куб. м. Он обеспечивает водой 390 голов крупного рогатого скота и 66 лошади. Кроме того, вода по трубам подается в парники и теплицу. Дневной расход воды достигает 40 куб. м. Вода подается из бурового колодца глубиной 51 м, напор подымаемой воды около 25 м.
Несмотря на частые безветренные дни, на ферме только 2 — 3 раза за год приходится пускать резервный двигатель для подкачки воды. Летом в засушливые дни бывают иногда перерывы в подаче воды в теплицы. Задержки с подачей воды являются -следствием недостаточ — ной емкости бака. Для поения скота и на поливку огорода вода расходуется из бака шочти одновременно большими количествами, а накачивается понемногу и в разное время, днем и ночью. Поэтому из-за недостаточной емкости бака, не вмещающего того количества воды, которое может дать ветродвигатель, последний значительную часть суток стоит выключенным. При увеличении емкости бака хотя бы вдвое задержек в подаче воды не будет. Достигнуть этого легко, поставив второй бак. На кормокухне от ветродвигателя работает корнерезка.
В летнее время ветродвигатель надо исйользовать только для водоснабжения. Увеличив емкость баков, можно будет увеличить орошаемую площадь огородов, что весьма выгодно. В зимнее же время имекицийся некоторый излишек мощности можно с успехом использовать на привод нескольких кормообрабатывающих машин.
За время работы, т. е. более 5 лет, ветродвигатель не потребовал еще ремонта. Это объясняется хорошим уходом за установкой.
Ветродвигатель марки ТВ-8 установлен также на ферме второй бригады. Установка произведена над буровым колодцем глубиной 39 м. Вода подается в бак емкостью 25 куб. м. с напором около 20 м. Водой обеспечивается 250 голов крупного рогатого скота и 60 лошадей. Перерывов в подаче воды не было.
До установки ветродвигателей на первой ферме вода подвозилась бочками, а на второй качалась насосом вручную.
За обслуживание ветродвигателей правление колхоза начисляет машинистам по 0,75 трудодня.
Первый ветродвигатель окупился полностью менее чем за один год, а второй — к концу 1956 года.
В настоящее время, исходя из оплаты труда 1 куб. м воды, добытой ветродвигателями, обходится колхозу очень дешево, всего около 25 коп.
Видя большие выгоды и преимущества использования ветродвигателей, колхоз весной 1957 года установил на свиноводческой ферме четвертой бригады более мощный ветродвигатель Д-12 с назначением комплексно механизировать все работы на ферме, в том числе привести в движение мельницу. Поголовье этой фермы: свиней 500 — 1000 голов, крупного рогатого скота и лошадей около 100 голов. Глубина колодца, из которого добывается вода для фермы, 48 м, при динамическом уровне около 1,0 м. Бак для воды поставлен временно емкостью 15 куб. м.
Правление колхоза сделало подсчет экономичности ветродвигателей. Оказалось, что каждый ветродвигатель ТВ-8 приносит колхозу ежегодно большой доход, освобождая в то же время труд людей и лошадей.
Только очевидная выгода от использования ветродвигателей побудила правление колхоза поставить мощный ветродвигатель Д-12, который полностью механизирует и и осветит ферму.
Необходимо указать на некоторые недостатки в использовании ветродвигателей в этом колхозе. За год на смазку одного ветродвигателя колхоз расходует всего 100 руб., а по норме полагается 150 — 200 руб. Следует увеличить смазку, так как этим продлится срок работы установок. Кроме того, оплата труда машинистов не связана с результатами эксплуатации ветродвигателей. Как
показал опыт, хорошие результаты получились там, где машинисту начисляется зарплата, помимо основной, и за выработку, т. е. за то, что сделает ветродвигатель. Зарплата начисляется за каждую тонну смолотого зерна, размельченного корма, приготовленной сечки соломы или силоса и т. д. Там, где производят такую оплату, ветродвигатели не стоят никогда. Они механизируют, почти все работы на фермах, принося этим большую пользу хозяйствам.
За последние годы по Белоруссии поставлено около 1500 ветродвигателей. На первом месте по количеству установленных ветродвигателей находится Речицкий район, насчитывающий более 40 ветроустановок, которые снабжают водой колхозные животноводческие фермы. В этом районе устанавливают ветродвигатели даже электрифицированные колхозы. Например, ветродвигатели установлены в колхозах им. Чапаева, им. Кирова, «Советская Белоруссия», им. Дзержинского й др. Сделали они это по той причине, что работа ветродвигателей стоит дешевле и не требует затрат топлйва.
Результат от применения ветродвигателей для механизации водоснабжения в Речицком районе не замедлил сказаться. -
В 1953 году на фермах колхоза «Советская Белоруссия» работало 40 человек, и фермы давали мяса 171 ц, молока 922 ц. В 1956 году на фермах работало 70 человек, а произведено мяса 981 ц, молока — 3364 ц. На одного человека, работающего на ферме, приходилось в 1953 году
4,3 ц мяса, 2,3 ц молока, а в 1956 году соответственно мяса — 14 ц, молока — 48 ц. Причем, на производство 1 ц молока в 1956 году затрачено всего лишь 5 трудодней, а на 1 ц мяса — 17.
В колхозе им. Кирова для подъема воды Из бурового колодца на молочной ферме установили веЧюдвигатель ТВ-8, который работает безотказно. Стоимость его, включая установку, в сумме 12 тыс. руб. окупилась в первый же чгод. Применение ветродвигателя на водоснабжении позволило колхозу высвободить от работы на ферме четырех человек. Это дает ежегодную экономию 1124 трудодня. В колхозе есть своя электростанция. Несмотря на это, в 1956 году на свиноферме установили второй ветродвигатель. Использование электроэнергии обходится колхозу значительно дороже, чем применение энергии ветра.
Поэтому правление колхоза решило в ближайшие годы установить ветродвигатели на. всех животноводческих фермах.
Применение средств механизации на фермах позволило снизить себестоимость продукции животноводства. Если в 1954 году средний удой на фуражную корову составил 1040 л, то в 1956 году было надоено уже 1548 л. На сто гектаров земли в 1954 году получено мяса по
4,3 ц, а в 1956 году — по 19,3 ц. На производство 1 ц молока в 1954 году затрачивалось 6,2 трудодня, а в 1956 году — 5 трудодней. Затраты труда на производство центнера мяса уменьшились за это время вдвое.
В вдлхозе им. Сталина, где труд животноводов механизирован, в 1956 году на производство 1 ц молока затрачено 5,5 трудодня и 1 ц мяса — 33 трудодня, а в колхозе им. Ленина, Сведского сельсовета, где на фермах в основном применяется ручной труд, соответственно 10 и 93 трудодня.
Как видно из приведенных примеров, механизация трудоемких работ является решающим фактором в производстве продуктов животноводства. Если же эту механизацию осуществить с помощью энергии ветра, которая в 2 раза, дешевле электроэнергии, то и стоимость продуктов будет значительно ниже.
Для целей комплексной механизации предназначены ветродвигатели Д-12 и Д-1Й. Последний поступил в серийное производство и появится на складах Глайсель-снаба в 1959 году. Краткие сведения о нем и его характеристика будут приведены ниже.
В Белоруссии до 1956 года ветродвигатель Д-12 не использовался. В 1956 году опытный ветродвигатель был установлен в колхозе «Коммунар», Пуховичского района (станция Талька).
Велись наблюдения за ним с целью выяснить возможности внедрения и использования в условиях Белоруссии, так как не было уверенности в его пригодности по той причине, что быстроходные ветродвигатели требуют для своей работы более высоких скоростей ветра, а среднегодовая скорость вётра в Белоруссии составляет всего около 4 — 4,5 м/сек. Однако, в связи с тем, что в последних выпусках увеличен пусковой момент и двигатель стал работать на более низких скоростях ветра, опасения оказались напрасными. Наблюдения показали, что ветродвигатель Д-12 последних выпусков оказался вполне работоспособным и пригодным для комплексной механизации работ на животноводческих фермах Белоруссии. Ветродвигатель достаточно чувствителен к ветру. Он страгивается при ветрах около 3,0 м/сек. Поэтому только летом в абсолютно безветренные дни были простои в работе. Осенью и зимой Двигатель почти не знает простоев и запускается в нужное время.
Применение ветродвигателя позволяет своевременно обеспечить кормами и водой свиноферму и коровник, одновременно освещая помещения.
Вода качается поршневым насосом в водонапорный бак емкостью 25 куб. м, а из бака по трубам поступает в кормоцех и коровник к автопоилкам.
На кормокухне работают от ветродвигателя Д-12 следующие машины: поршневой насос, соломосилосорезка, картофелемялка, корнерезка, корнеклубнемойка, элеватор, зернодробилка, мельница вертикальная д = 60 см, типа «фермер», электрогенератор. Электрогенератор трехфазный переменного тока 4,5 квт, 220 в, 1500 об/мин. Напряжение регулируется вибрационным регулятором. От генератора электрический ток подается через щит в коровник, свинарники и кормокухню. Обща4 суммарная нагрузка составляет около 1 квт.
Ветродвигатель Д-12 позволяет обеспечить кормами и водой 250 голов свиней и 116 — 120 голов крупного рогатого скота (без молодняка) и в то же время освещает все производственные помещения.
На случай безветрия установлен резервный нефтяной двигатель Н-22, но он редко применяется. Его пускают только для резки леса круглой пилой. За 1956 год зарегистрировано 5 — 6 случаев, и то летом, когда пришлось пускать резервный двигатель.
Нагружен ветродвигатель не полностью. Его пускают утром в 4 часа (осень и зима) для света и с 2 — 4 часов днем. Утром ветродвигатель работает до 9 — 10 часов и вечером до 10 часов. За время работы ветродвигателя успевают накачать воду в бак на сутки и заготовить корма. Зимой при работе соломосилосорезки и мельницы рабочий день иногда удлиняется, особенно при слабых ветрах. Работает ветродвигатель от 6 до 10 часов в день, но для освещения иногда оставляют его работать всю ночь.
Как видно, использование ветродвигателя несколько меньше возможного, но, несмотря на недоиспользование, фермы обеспечиваются кормами и водой.
Хорошей работе опытной ветроустановки способствует рациональное улучшение, сделанное при монтаже ее. Между вертикальным валом ветродвигателя и валом нижнего редуктора поставлена тракторная соединительная фрикционная муфта рычажками вниз, а на редуктор поставлена стойка с рычагом, короткий конец которого несет упорное кольцо выключения муфты. Нажатием руки на длинный конец рычага кольцо подымается и муфта выключается, отключая редуктор от вала ветродвигателя. Рычаг простым зацепом-крючком удерживается в любом крайнем положении.
Вал трансмиссии связан непосредственно с горизонтальным валом редуктора соединительной муфтой и таким образом является продолжением его, ликвидируя этим одну передачу ремнем. Подшипники вала трансмиссии все шариковые.
Благодаря установке ветродвигателя работники животноводческих ферм полностью освободились от тяжелой работы вращения кормообрабатывающих машин, подноски кормов и доставки воды, а помещения хорошо освещены ровным электрическим светом, создавая удобство для работы.
Применение ветродвцгателя на ферме дало экономшр в 1 ООО человеко-дней и 350 коне-дней. Одновременно с этим снизились затраты труда на единицу продукции в среднем на 25%. Причем, не учтено имеющееся снижение расхода материалов и денег.
По сведениям, полученньим Белорусской станцией механизации, проводившей наблюдения за работой, ветродвигатель Д-12 за 1956 год дал в колхозе следующие технические показатели: (...)
Результаты использования ветродвигателя Д-12 Z ясной наглядностью говорят, что в Белоруссии он может работать и что экономически он значительно выгоднее ветродвигателей ТВ-8 и УВД-8.
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ВЕТРОДВИГАТЕЛЯХ
Ветродвигателем называется машина-двигатель, преобразующая энергию воздушного потока, т. е. ветра, в механическую энергию вращающихся лопастей, которая при помощи редукторов и передаточных механизмов передается к машинам-производителям.
Промышленностью выпускаются ветродвигатели двух типов: тихоходные многолопастные и быстроходные малолопастные. Отличительной особенностью тихоходных многолопастных ветродвигателей является способность их трогаться с места, т. е. начинать работать с подключенной нагрузкой при сравнительно слабом ветре, что объясняется наличием большого крутящего момента. Эти двигатели хорошо используют малые скорости ветров, но плохо поддерживают постоянное число оборотов, поэтому они ие могут применяться там, где требуется постоянство числа оборотов, как, например, для электроосвещения, но хорошо рабтают на приводе поршневых насосов с постоянным включением нагрузки. Из-за громоздкости ветроколеса тихоходные ветродвигатели не могут быть изготовлены мощными. К нимотносятся УТВ-5, ТВ-8, ТВМ-8 и выпускаемый новый облегченный ветродвигатель УВД-8.
Второй тип ветродвигателей — это быстроходные малолопастные, имеющие ветроколесо с 2 — 3 лопастями. Они могут быть больших размеров и мощностей, вплоть до ветроколеса диаметром в 50 м. Благодаря возможности сравнительно хорошего регулирования числа оборотов эти двигатели. применяются для электрификации и механизации. Для механизации животноводческих ферм промышленностью выпускаются ветродвигатели Д-12 и Д-18. Кроме того, выпускаются маломощные двигатели с диаметром ветроколеса от 1 до 3,5 м для освещения малых помещений и зарядки аккумуляторов.
Коснемся здесь описания ветродвигателей, предназначенных для водоснабжения и механизации животноводческих ферм.
Ветродвигатель УТВ-5 разработан и подготовлен к выпуску на базе снятого с производства ветродвигателя ТВ-5. УТВ-5 более совершенный универсальный тихоходный ветродвигатель с диаметром ветрового колеса 5 м. Общая производительность УТВ-5 по сравнению с ТВ-5, благодаря ряду усовершенствований, стала выше примерно в 1,5 раза.
Особенности УТВ-5 следующие: ветровое колесо велосипедного типа имеет 36 проволочных спиц. Обод коробчатый. Лопасти прикрепляются к спицам — проволокам — загибанием продольных кромок около спицы, и спица оказывается вавальцованной в боковую кромку лопасти. Угол лопасти наружный 17° и внутренний 45°. Колесо весит на 140 кг меньше, чем колесо ТВ-5. В масляной коробке головки имеется двухступенчатый редуктор с ускоряющим передаточным отношением 1:6, от которого получает вращательное движение вертикальный вал. Центр ветрового колеса находится от земли на высоте 17,4 м; эксцентриситет имеет 180 мм. Нижний редуктор, тоже закрытого типа, имеет пару конических шестерен и фрикционную муфту. Передаточное отношение нижнего редуктора замедляющее, с отношением 2:1. Таким образом, общее передаточное отношение будет 1 : 3, а до кривошипа насоса, имеющего свою передачу, 4: 3. Диаметр шкива 560 мм. Штанги насоса изготовлены из тонкостенных стальных труб д = 50 мм с герметической заделкой концов, т. е. пустотелые. Шток плунжерный. Производительность его значительно выше, чем у ТВ-5, так как двигатель трогается без нагрузки и работа начинается при более низких скоростях ветра.
Подключение насоса может быть выполнено двумя способами. Соединение насоса у самой лебедки и через карданный вал. Благодаря карданному валу УТВ-5 можно ставить на расстоянии около 3,5 м от колодца. Таким образом, башня двигателя не будет закрывать колодца, и установка не будет зависеть от его габаритов. УТВ-5 может работать на подъеме воды из любого шахтного колодца. Переходная коробка насоса имеет
винтовую червячную передачу и ставится над скважиной или колодцем.
.В некоторых выпусках ветродвигателей передача мощности от нижнего редуктора к насосной лебедке будет производиться не карданным валом, а ремнем со шкива редуктора на шкив насосной лебедки.
Для утепления переходной коробки устраивают кожух или строят небольшое отапливаемое помещение.
Нижний редуктор дает возможность приводить в движение насос от конного или иного привода при безветрии или при ремонтах.
Возможные ходы поршня для лучшего использования мощности ветродвигателя в зависимости от высоты подъема воды (напора), среднегодовых скоростей ветра и других условий могут быть установлены на 170, 220-и 300 мм.
От шкива редуктора, т. е. лебедки, могут работать корнеклубнемойки МП-2 и МП-2,5; корнерезки РКР-1,5 и РКР.-2; жмыходробилки ДЖ-0,5; соломорезки РСБ-0,6; молочные сепараторы «Урал-6» и ОСК-ЮОО.
Таблица 1
Ветродвигатель ТВ-8 также тихоходный, он имеет многолопастное ветровое колесо диаметром 8 м. Поворот на ветер осуществляется при помощи хвоста. Вывод из-под ветра и регулирование числа оборотов при сильных ветрах (выше 8 м/сек) производится поворотом ветрового колеса боковой лопатой. Передача движения производится вращающимся вертикальным валом, от которого приводится в движение находящаяся внизу универсальная лебедка. Последняя соединяется с насосом и имеет шкив для привода кормообрабатывающих и иных машин. Башня ветродвигателя металлическая. К ветродвигателю прилагается поршневой насос д = 95 мм (иногда д= 120 мм) и комплект труб со штангами на загрузку насоса на 30 м. Насос предназначен для выкачивания воды из скважин с внутренним диаметром не менее 200 мм, но может быть установлен и качать воду из шахтных колодцев и других открытых водоемов и источников. Возможный ход поршня насоса 250 и — 450 мм. Мощность при скорости ветра 8 м/сек=6,4 л. с.
Ветродвигатель УВД-8 — облегченный тип тихоходного ветродвигателя с ветровым колесом велосипедного типа диаметром 8 м. По мощности УВД-8 равен ветродвигателю ТВ-8, но он имеет ряд особенностей в конструкции головки, башни, в способе регулирования и в нижнем редукторе. Поэтому ниже будет дано его описание.
Большим преимуществом ветродвигателей УТВ-5 и УВД-8 по сравнению с другими ветродвигателями является их относительно простое устройство и то, что они трогаются с места и начинают работать, будучи нагруженными при малых скоростях ветра — 2,5 — 3,5 м/сек (в зависимости от нагрузки). Недостаток этих ветродвигателей — сравнительно малая мощность, которой в крупных колхозах с глубокими колодцами может не хватить даже для одной подачи воды.
Ветродвигатель Д-12. Быстроходный трехлопастный двигатель с диаметром ветрового колеса 12 м. Мощность на шкиве при скорости ветра 8 мсек =12,7 л. с. Двигатель начинает вращаться без г грузки при ветре со скоростью около 3 м/сек. Ветродв! i атель приводит во вращение лебедку, а от последней работает насос, дииа-момашина или иные сельскохозяйственные машины. Регулирование числа оборотов производится автоматически, поворотом части лопасти от находящегося на ней стабилизатора.
Ветродвигатель Д-18 — трехлопастный двигатель с диаметром ветрового колеса 18 м. Предназначен для механизации всех процессов, в том числе и электроосвещения производственных помещений на животноводческих фермах. Регулирование числа оборотов производится стабилизаторами, как у Д-12. Направление на ветер производится виндрозами. Коэффициент полезного действия механизмов 0,85. Пределы колебаний оборотов ветроколеса 4 — 5%. Вес 15,5 т. Работает ветродвигатель в зонах со скоростями ветров от 4 м и выше.
KOHEЦ ФPAГMEHTA КНИГИ
|
