[发明专利]双臂往复式风力提水机离合机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力提水机作业过程中自动供给与切断动力的离合装置，尤其适合用于中、小型水平轴、低转速、大扭矩往复式风力提水机。

背景技术

目前，国内现有的往复式风力提水机工作时受环境风速的限制较大，环境风速超过风力提水机启动风速时，提水机才能进行工作，环境风速低于风力提水机启动风速时，风力提水机无法启动。因此，现有风力提水机的工作风速范围较窄，低于风力提水机启动风速范围内的风能不能被利用。造成这种现象的原因是：现有风力提水机风轮瞬时捕集的风能必须大于往复式提水泵在上行程(提水行程)上行时所需要的能量，风轮才能启动并连续运行。提水泵活塞在上行程(提水行程)匀速上行所对应的风速值即为风力提水机的启动风速。只要环境风速低于该风力提水机启动风速值，提水泵不能启动。

发明内容

为了克服现有风力提水机工作风速范围窄，不能利用低风速风能的弊端，本发明提供了一种双臂往复式风力提水机离合机构，该机构能将来自风轮的有效能量自动供给往复式提水泵，风轮能量不足时该机构自动将风轮与提水泵系统切断，以使风轮继续增加转速蓄集能量，直到风轮转速达到一定值时，风轮再次与提水泵系统接合，进行提水作业。由于该机构的作用，即使环境风速较低，只要能使风力提水机风轮空转，并使风轮转速达到一定值时，就能带动提水泵工作，因而该机构能使风力提水机充分利用低风速风能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：风轮与变速箱主轴相连，螺旋形牙双齿轮与变速箱主轴间隙配合，螺旋形牙双齿轮可绕变速箱主轴自由旋转，螺旋形牙花键套与变速主轴之花键部位相配合，螺旋形牙花键套可以沿变速箱主轴之花键部位轴向自由移动，螺旋形牙双齿轮与螺旋形牙花键牙花键套之间由压缩弹簧相隔，静止时，二者相距5mm，压缩弹簧亦串在变速箱主轴上，两离心锤由离心锤销轴与离心锤架相连，离心锤可以绕离心锤销轴转动，离心锤架由键和六角细牙薄螺母固定在变速箱主轴上，离心锤的另一端与螺旋形牙花键套相接触。U型导轨通过销子与变速箱固定在一起，导向轮、拉杆套、两个转臂由导向轮轴连在一起，两个转臂的另一端分别与两被动齿轮通过滑动轴承相连。两被动齿轮固定在被动齿轮轴上，通过滑动轴承与被动齿轮架相连，被动齿轮架一端通过销轴固定在变速箱上，另一端通过螺栓固定在变速箱内壁上。两被动齿轮分别与螺旋形牙双齿轮啮合，并同步旋转。变速箱通过圆锥滚子轴承与空心轴相连。风向调节系统通过销轴连在变速箱上。

本发明的有益效果是：在风力作用下，风轮及变速箱主轴转动，带动离心锤架，离心锤及螺旋形牙花键套转动，由于离心运动，离心锤绕离心锤销轴转动，离心锤的另一端推动螺旋形牙花键套轴向移动，压迫压缩弹簧。当风轮及变速箱主轴达到一定转速，离心锤推动螺旋形牙花键套轴向移动超过5mm，压缩弹簧被进一步压缩，螺旋形牙花键套开始与螺旋形牙双齿轮接合，从而带动螺旋形牙双齿轮和变速箱主轴同步转动，螺旋形牙双齿轮带动两被动齿轮转动，两被动齿轮又带动两转臂移动，从而带动提水拉杆沿U型导轨作往复运动。由于负荷作用或者由于环境风速降低时，风轮及变速箱主轴转速降低，离心锤转速随之降低，在压缩弹簧作用下，螺旋形牙花键套轴向移动，脱离与螺旋形牙双齿轮的接触，螺旋形牙双齿轮转动停止，与之啮合的两被动齿轮停止转动，拉杆及提水泵停止工作。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步的说明：

附图1示出了本发明的主视示意图。

附图2示出了本发明的俯视剖视示意图。

附图3示出了螺旋形牙双齿轮剖视图。

附图4示出了螺旋形牙花键套剖视图。

图1中1.U型导轨，2.导向轮，3.导向轮轴，4.拉杆套，5.拉杆，6.转臂，7.被动齿轮架，8.被动齿轮架固定螺栓，9.变速箱，10.圆锥滚子轴承，11.空心轴。

图2中12.风向调节系统，13.被动齿轮，14.被动齿轮轴，15.风轮，16.螺旋形牙双齿轮，17.压缩弹簧，18.螺旋形牙花键套，19.离心锤，20.离心锤销轴，21.离心锤架，22.六角细牙薄螺母，23.变速箱主轴。

具体实施方式

本发明设计目的是这样实现的：一种双臂往复式风力提水机离合机构，包括风轮15、变速箱9、变速箱主轴23、螺旋形牙双齿轮16、压缩弹簧17、螺旋形牙花键套18、离心锤架21、离心锤19、离心锤销轴20、六角细牙薄螺母22、被动齿轮13、被动齿轮轴14、被动齿轮轴架7、U型导轨1、导向轮2、拉杆套4、转臂6、导向转轴3、拉杆5、圆锥滚子轴承10、空心轴11、被动齿轮架固定螺栓8、风向调节系统12。

在风力作用下，风轮(15)转动，带动变速箱主轴(23)和固定在其上的离心锤架(21)、离心锤(15)、离心锤销轴(20)及螺旋形牙花键套(18)转动，随着风轮(15)转速的增加，离心锤(19)绕离心锤销轴(20)转动，推动螺旋形牙花键套(18)轴向移动，进而压迫压缩弹簧(17)，当风轮(15)转速增加到一定值时，螺旋形牙花键套(18)开始与螺旋形牙双齿轮(16)接合，带动螺旋形牙双齿轮(16)和变速箱主轴(23)同步转动，并带动与之啮合的两被动齿轮(13)转动，两被动齿轮(13)转动带动两转臂(6)运动，转臂(6)推动导向轮轴(3)、导向轮(2)、拉杆套(4)及拉杆(5)沿U型导轨(1)作往复运动，从而带动提水泵工作。由于负荷作用或环境风速降低，风轮(15)转速降低时，离心锤(19)转速降低，离心锤(19)作用在螺旋形牙花键套(18)上的力小于压缩弹簧(17)作用在其上的力，压缩弹簧(17)推动螺旋形牙花键(18)轴向移动，使螺旋形牙花键套(18)与螺旋形牙双齿轮(16)脱离接合，被动齿轮(13)、转臂(6)、导向轮(2)、导向轮轴(3)、拉杆套(4)、拉杆(5)停止运行，提水泵停止工作。在风向调节系统(12)的作用下，变速箱(9)可以通过圆锥滚子轴承(10)在空心轴(11)上灵活转动。