Русловая водоподъемно-гидроэнергетическая установка

(51) 03 17/06 (2006.01) 03 13/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ любого участка реки с одновременной выработкой электрической энергии. Это достигается за счет того, что в известной русловой водоподъемно-гидроэнергетической установке, содержащей вал 8, связанные с валом лопасти 26, поршневой насос 17 двойного действия с крестовиной 15 на конце штока насоса, с трубой 18, соединенной с нагнетательной полостью насоса 17, редуктор 21 и электрогенератор 23, предлагается установку дополнительно снабдить платформой 3,опирающейся на понтоны 4, лопасти 26 закрепить на гидроколесе 9, установленном на валу 8 с насаженным на него ведущим шкивом 12. Привод поршневого насоса следует снабдить шатуном 14,коленчатым валом 11 с жестко закрепленным на нем ведомым шкивом 13, при этом шкивы 12, 13 валов 8,11 соединены между собой клиновым ремнем 25,шатун 14 соединен с крестовиной 15 штока 16 насоса 17, нагнетательная полость насоса 17 снабжена трубопроводом 18, соединенным с гибким шлангом 19, а вал 8 гидроколеса 9 через муфты 20,22 и редуктор 21 соединен с электрогенератором 23.(72) Дробинский Александр Васильевич Змазнева Наталья Олеговна Серимов Ерганат Муратович(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Инновационный Евразийский университет(57) Изобретение относится к конструкциям установок для преобразования энергии набегающего потока воды в механическую энергию для подъема воды и в электрическую энергию, в частности к автономным,мобильным водоподъемным и гидроэнергетическим установкам и может быть использовано для водо- и электроснабжения потребителей территориях, вблизи рек. Технический результат изобретения возможность подачи воды к месту потребления из Изобретение относится к конструкциям установок для преобразования энергии набегающего потока воды в механическую энергию для подъема воды и в электрическую энергию, в частности к автономным,мобильным водоподъемным и гидроэнергетическим установкам и может быть использовано для водо- и электроснабжения потребителей территориях, вблизи рек. Известно устройство для преобразования энергии текущей среды (Патент РФ 2388930,03 9/00, 03 17/06, 03 5/02, опубл. 10.05.2010 г.), погруженное вдоль потока и содержащее рамную конструкцию с направляющими элементами для лопастей, смонтированную на опорах или понтонах, связанными с опорами тросами. Рабочий орган в виде бесконечной цепи с элементами зацепления и прикрепленными к ней разворачивающимися при рабочем ходе и складывающимися при холостом ходе лопастными элементами, снабженные растяжками из торсов или шарнирно связанных тяг и поворачивающимися на разнесенных в стороны от шкивов осях. Бесконечная цепь охватывает передний и задний шкивы, связанные с валами отбора мощности. Недостатком известного устройства является сложность конструкции, низкие долговечность и надежность устройства, работающего в воде, а также низкие удобство обслуживания и КПД устройства. Данное устройство не предназначено для подъема воды. Известно устройство для использования энергии текучей среды (Патент РФ 2392485 03 17/06,03 13/00 опубл. 20.06.2010 г.), содержащее корпус, гидротурбину, объемный насос, механизм вертикальной ориентации, состоящий из двух ускорителей потока с расположенными в них пьезометрическими трубками связанными с разноименными полостями дифференциального манометра, мембрана которого посредством возвратно-поступательного перемещения тяги с диском и крыльями, позволяет устройству,перемещаясь по штанге в вертикальном направлении занять позицию, соответствующую максимальной скорости потока и повысить этим КПД устройства. Недостатком устройства является сложность конструкции, высокая стоимость, отсутствие мобильности, низкое удобство обслуживания. Данное устройство не предназначено для выработки электрической энергии по причине отсутствия электрического оборудования. Наиболее близким по достигаемому результату и технической сущности к заявляемому изобретению является русловая водоподъемногидроэнергетическая установка(Патент РФ 2453726 03 17/06, 03 13/00 опубл. 20.06.2012 г.), содержащая полый вал, лопасти двухстворчатые парусного типа из прочной плотной гидрофобной ткани, связанные с валом при помощи водил,поршневые насосы двойного действия. На оси двухстворчатых лопастей установлены рычаги,шарнирно связанные при помощи тяг с крестовиной на конце штока насоса. Нагнетательная полость 2 насосов при помощи отрезков труб гидравлически связана с полым валом. Недостатком установки являются низкие долговечность и надежность устройства,работающего в воде, сложность конструкции,высокая стоимость, отсутствие мобильности. В связи с этим поставлена задача разработать мобильную конструкцию водоподъемногидроэнергетической установки небольшой мощности с повышенной долговечностью работы. Технический результат изобретения возможность подачи воды к месту потребления из любого участка реки с одновременной выработкой электрической энергии, простота в обслуживании установки в процессе эксплуатации. Это достигается за счет того, что в известной русловой водоподъемно-гидроэнергетической установке, содержащей вал, связанные с валом лопасти, поршневой насос двойного действия с крестовиной на конце штока насоса, с трубой,соединенной с нагнетательной полостью насоса,редуктор и электрогенератор,предлагается установку дополнительно снабдить платформой,опирающейся на понтоны, лопасти закрепить на гидроколесе, установленном на валу с насаженным на него ведущим шкивом. Привод поршневого насоса следует снабдить шатуном, коленчатым валом с жестко закрепленным на нем ведомым шкивом, при этом шкивы валов соединены между собой клиновым ремнем, шатун соединен с крестовиной штока насоса, нагнетательная полость насоса снабжена трубопроводом, соединенным с гибким шлангом, а вал гидроколеса через муфты и редуктор соединен с электрогенератором. Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 изображена русловая водоподъемногидроэнергетическая установка, вид сбоку. На фиг.2 изображена, русловая водоподъемногидроэнергетическая установка, вид сзади, со стороны уходящего потока воды. На фиг.3 изображена, русловая водоподъемногидроэнергетическая установка, вид сверху. Корпус русловой водоподъемногидроэнергетической установки содержит вертикальные стержни 1,скрепленные горизонтальными стержнями 2. Корпус посредством стержней 1 прикреплен к платформе 3 с понтонами 4. На платформе 3 имеются горизонтальные полости 5, 6, опорно подшипниковые стойки крепления 7 вала 8 гидроколеса 9 и опорно подшипниковые стойки крепления 10 коленчатого вала привода 11. На валу 8 гидроколеса 9 и на коленчатом валу привода 11 жестко закреплены шкивы 12 и 13. Коленчатый вал привода 11 при помощи шатуна 14 соединен с крестовиной 15, насаженной по центру на конец штока 16 поршневого насоса 17 двойного действия. К нагнетательной полости поршневого насоса 17 присоединен водоподающий трубопровод 18, соединенный с гибким шлангом 19. На валу 8 гидроколеса 9 жестко закреплена муфта 20,соединенная с редуктором 21. Редуктор 21 посредством муфты 22 соединен с электрическим генератором 23. Корпус поршневого насоса 17 жестко прикреплен к платформе 3 элементами крепления 24. Шкивы 12 и 13 соединены клиновым ремнем 25. Лопасти 26 гидроколеса 9 изогнуты против течения потока воды. Русловая водоподъемно-гидроэнергетическая установка работает следующим образом. Поток воды поступает на изогнутые лопасти 26 в рабочей части гидроколеса 9, в которой направление вращения гидроколеса совпадает с направлением движения потока воды. В нерабочей части гидроколеса 9 лопасти вращаются в воздушной среде и изогнутый профиль концов лопастей 26 уменьшает тормозящее действие воздушной среды,при этом повышается эффективность преобразования энергии потока воды в полезную работу. В рабочей части гидроколеса 9 силы потока воды создают вращающий момент на валу 8,приводя его во вращение. Вращающий момент вала 8 посредством шкивов 12, 13 и клинового ремня 25 передается от меньшего шкива 12, насаженного на валу 8 на больший шкив 13, насаженный на коленчатом валу привода 11. Вращающееся движение коленчатого вала 11 при помощи шатуна 14 и крестовины 15 преобразуется в возвратнопоступательное движение штока 16 поршневого насоса 17, в итоге к нагнетанию воды в трубопровод 18 и подаче ее к месту потребления по гибкому шлангу 19. Одновременно вращающий момент на валу 8 гидроколеса 9 через муфты 20, 22, и редуктор 21 передается на вал электрогенератора 23, приводя его во вращение и к выработке электрической энергии. Мобильность русловой водоподъемногидроэнергетической установки обеспечивается наличием платформы с понтонами, которые позволяют ее транспортировать по воде. Размещение оборудования на платформе, над уровнем реки, создает удобства для его обслуживания. В месте дислокации платформу речной гидроэлектростанции необходимо закрепить якорями (на чертеже не показано) на тросах,закрепленных на ней. Для изготовления водоподъемногидроэнергетической установки используются не дорогостоящие материалы и изделия заводского изготовления. Преимущество использования предлагаемой русловой водоподъемногидроэнергетической установки заключается в максимальном использовании энергии потока воды,в ее мобильности, в простоте обслуживания, в простоте конструкции,обеспечивающей одновременно подачу воды и выработку электрической энергии,низкой стоимости,применении изделий заводского изготовления. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Русловая водоподъемно-гидроэнергетическая установка, содержащая вал, связанные с валом лопасти, поршневой насос двойного действия с крестовиной на конце штока насоса, с трубой,соединенной с нагнетательной полостью насоса,редуктор и электрогенератор, отличающаяся тем,что установка дополнительно содержит платформу,опирающуюся на понтоны, лопасти закреплены на гидроколесе, установленном на валу с насаженным на него ведущим шкивом, привод поршневого насоса снабжен шатуном, коленчатым валом с жестко закрепленным на нем ведомым шкивом, при этом шкивы валов соединены между собой клиновым ремнем, шатун соединен с крестовиной штока насоса, нагнетательная полость насоса снабжена трубопроводом, соединенным с гибким шлангом, а вал гидроколеса через муфты и редуктор соединен с электрогенератором.