ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

Производство двухступенчатой жидкостно-кольцевой машины.

Рекомендуемая область пременения

ЖКХ, ТЭК, теплотехника, нефтехимическая промышленность.

Назначение, цели и задачи проекта

Известно (Е.С. Фролов, И.В. Автономова, В.И. Васильев и др., "Механические вакуумные насосы". - М.: "Машиностроение". 1989. 192 с), что при проектировании двухступенчатых жидкостно-кольцевых машин окружную скорость на периферии рабочего колеса первой ступени u1(м/с) следует выбирать минимальной, исходя из условия получения устойчивого жидкостного кольца, а оптимальное отношение скоростей и₂/и_х= 1,15... 1,35 (и₂- окружная скорость на периферии рабочего колеса второй ступени, м/с).

Техническая задача - создание конструкции позволяющей увеличить производительность и коэффициент полезного действия двухступенчатой жидкостно-кольцевой машины.

Решение технической задачи заключается в том, что двухступенчатая жидкостно-кольцевая машина содержит корпуса первой и второй ступеней, разделенные промежуточной камерой, торцовые крышки с нагнетательными и всасывающими окнами для газовой среды, два рабочих колеса с лопатками, расположенные в корпусе с эксцентриситетом, имеют одинаковые диаметры, а разность в окружных на периферии рабочих колес достигается монтажом колес на соосных валах, вращающихся с различной, частотой, за счет особой конструкции валов, связанных между собой передачей в виде двухступенчатого редуктора.

Сущность изобретения: двухступенчатая жидкостно-кольцевая машина (фиг.1) содержащая корпуса 1, 2 первой и второй ступеней соответственно, разделенные промежуточной камерой 3, в которых с эксцентриситетом расположены вал 4 и полый вал 5 с установленными на них рабочими колесами 6, 7 первой и второй ступеней соответственно, а так же торцовые крышки 8, 9 со всасывающими и нагнетательными окнами, причем вал первой ступени проходит через полый вал второй ступени, хвостовики которых связаны передачей в виде двухступенчатого редуктора 10.

Фиг. 1 Двухсупенчатая жидкостно-кольцевая мащина.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Аналогом является двухступенчатая жидкостно-кольцевая машина, содержащая корпус, торцовые крышки с нагнетательными и всасывающими окнами для газовой среды, два рабочих колеса с лопатками расположенные в корпусе с эксцентриситетом (Е.С. Фролов, И.В. Автономова, В.И. Васильев и др., "Механические вакуумные насосы". - М.: "Машиностроение". 1989. 192 с).

Недостатком приведенной конструкции двухступенчатой жидкостно-кольцевой машины является низкий коэффициент полезного действия.

Прототипом является, двухступенчатая жидкостно-кольцевая машина содержащая корпуса первой и второй ступеней, разделенные промежуточной камерой, торцовые крышки с нагнетательными и всасывающими окнами для газовой среды, два рабочих колеса с лопатками различного диаметра, расположенные в корпусе с эксцентриситетом (см. В. Хлумский., "Ротационные компрессоры и вакуум-насосы". - М.: "Машиностроение". 1971. 59 с. рис.43).

Недостатком приведенной конструкции является неоптимальное соотношение окружных скоростей на периферии рабочих Колес и как следствие низкая производительность и коэффициент полезного действия двухступенчатой жидкостно-кольцевой машины.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Конструкция работает следующим образом: при вращении вала 4 полый вал 5 за счет двухступенчатого редуктора 9 получает необходимую угловую скорость, жестко связанные с ними рабочие колеса 6 и 7 отбрасывая центробежными силами жидкость к внутренним поверхностям корпусов 1 и 2 образуют жидкостные кольца, при этом газовая среда последовательно проходит через всасывающие и нагнетательные окна первой и второй ступени расположенные в торцовых крышках 8,9 и промежуточной камере 3. Достижение различия в угловых скоростях на периферии рабочих колес 6, 7 первой и второй ступеней приводит к повышению производительности и коэффициента полезного действия двухступенчатой жидкостно-кольцевой машины.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Крыльчатки водокольцевых машин не могут быть посажены в корпус абсолютно плотно. Практически между торцевыми поверхностями корпуса и крыльчатки имеется зазор (в нормальных конструкциях 0,05-0,1 мм). Поэтому имеет место перетекание жидкости со стороны подачи на сторону всасывания, ухудшающее работу насоса.

При абсолютно плотной посадке крыльчатки в корпус и полном закрытии дросселя  на всасывающей трубе  водокольцевой насос может развивать вакуум  до 98%.

Практический вакуум, развиваемый водокольцевой машиной при полном закрытии всасывающей трубы, не превышает 92%. К.п.д. водокольцевых машин обычных конструкций не превышает 0,50.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

В предлагаемой конструкции жидкостно-кольцевой машины приведенные в п. 10 параметры могут достигать следующих значений:

- практический вакуум – до 96%,

- КПД  - до 62%;

- производительность (при равной мощности потребляемой энергии) возрастает на 20%.

Новые потребительские свойства продукции

- повышение производительности и коэффициента полезного действия двухступенчатой жидкостно-кольцевой машины;
- увеличение глубины предельного вакуума жидкостно-кольцевых машин.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Продукция соответствует государственным стандартам.

Стадия и уровень разработки

Данное оборудование прошло этап экспериментального освоения. В настоящее время имеется полный комплект технической документации. Данному оборудованию не требуются усилия для сопровождения, кроме соблюдения правил эксплуатации.

Предлагаемые инвестиции

9,8 млн. руб.

Рынки сбыта

Кольцевые вакуумные машины находят применение в технологических процессах для поддержания вакуума и отсасывания жидкостей. В крупных насосных установках ими широко пользуются для заполнения центробежных и осевых насосов жидкостью перед пуском. В котельных установках с применением очистки поверхностей котлоагрегатов потоком дроби кольцевыми машинами пользуются для создания высоких скоростей воздуха в вертикальных трубах, транспортирующих дробь.

Возможность и эффективность импортозамещения

Данная модель может заменить немецкие машины серий SK32/Mg, SK32/MK, KSE.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

60

Дата поступления материала

04.12.2006