ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

Вихревые технологии и устройства на базе вихревого гидродинамического нагревателя жидкости для пузырьково-активаторной мойки изделий

Рекомендуемая область пременения

мойка и очистка деталей перед сборкой, перед нанесением гальванических покрытий, после нанесения гальванических покрытий, при ремонте деталей, агрегатов и машин;
автономный нагрев и перемешивание разнородных жидкостей и моющих растворов для получения мелкодисперсных устойчивых к расслоению эмульсий.

Назначение, цели и задачи проекта

Основное назначение проекта – разработка современных высокоэффективных ресурсосберегающих технологий и вихревых устройств на базе вихревого гидродинамического нагревателя жидкости для пузырьково-активаторной мойки изделий, получения мелкодисперсных устойчивых к расслоению эмульсий и их реализация в промышленности.

Целью проекта является отработка технологии нагрева и перемешивания разнородных жидкостей и моющих растворов для пузырьково-активаторной мойки и очистки деталей, получения мелкодисперсных устойчивых к расслоению эмульсий с использованием вихревого гидродинамического нагревателя жидкости.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Детали машин при ремонте и перед сборкой подвергаются очистке от загрязнений и мойке в специальных моющих машинах. В настоящее время для нагрева моющего раствора используются либо пар, либо ТЭНы, а для интенсификации процесса мойки обеспечивают подачу моющего раствора под давлением. Однако этим устройствам свойственны определенные недостатки, главными из которых являются энергоемкость и невысокая надежность.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Интенсифицировать процесс очистки и мойки деталей при ремонте, после механической обработки, перед сборкой и нанесением гальванических покрытий поверхности позволит применение гидродинамического вихревого нагревателя жидкости. Всепроникающие пузырьки, лопаясь на поверхности деталей интенсифицируют процесс очистки их поверхностей, обеспечивают экономию моющих средств и энергии.

Разработана технология и устройство для мойки деталей и узлов машин в процессе их производства и при ремонте. Процесс мойки осуществляется потоком моющего раствора с пузырьками воздуха, эжектируемого вихревым гидродинамическим нагревателем жидкости. Гидронагреватель одновременно выполняет несколько функций: осуществляет подогрев воды, насыщение моющего раствора пузырьками воздуха и обеспечивает направленную циркуляцию моющего раствора в баке. Нагрев моющего раствора производится без применения ТЭНов за счет вихревого движения жидкости в режиме кавитации. Насос центробежного типа подает под давлением моющий раствор в вихревую камеру гидронагревателя, который создает циркулирующий в баке поток моющего раствора. При прокачивании моющего раствора электронасосом через вихревой гидродинамический нагреватель, в его вихревой камере происходит интенсивный тепло- и массоперенос, при этом создаваемые гидронагревателем вихревые потоки моющего раствора нагреваются, насыщаются мельчайшими паровоздушными пузырьками и при направленной подаче в моечный бак обеспечивают качественную мойку и очистку поверхности деталей, экономию моющих средств. Моющий раствор движется по контуру: насос - вихревой гидродинамический нагреватель жидкости – бак – насос. В результате многократной циркуляции моющего раствора по замкнутому контуру он нагревается до требуемой температуры. Максимальный эффект мойки достигается за счет активации потока моющего раствора всепроникающими пузырьками воздуха. Пузырьки воздуха захлопываются, выделяя при этом импульсную энергию, которая интенсифицирует процесс очистки поверхности. За счет многоциклового комбинированного температурного, гидродинамического и пузырьково-активаторного воздействия потока моющего раствора на изделия и детали снижается расход моющих средств и потребляемой электроэнергии, повышается качество мойки. Устройство абсолютно не чувствительно к качеству воды и составу моющего раствора, обладает высокой надежностью, т.к. единственным подвижным узлом устройства является жидкостной насос.

В настоящее время в мире не существует моющих машин, способных решать подобные задачи. В этой связи предлагаемый проект позволяет получить дополнительные знания, необходимые для создания нового технологического оборудования для машиностроения и приборостроения.

Применение небольших по мощности вихревых гидродинамических нагревателей жидкости, работающих в режиме кавитации, обеспечит качественное приготовление в производственных условиях мелкодисперсных трудно расслаивающихся эмульсий смазывающе-охлаждающих технологических средств (СОТС), используемых при обработке материалов резанием. В процессе приготовления СОТС с использованием вихревого теплогенератора проявляется синергетический эффект взаимного усиления процессов перемешивания, диспергирования, нагрева, обеззараживания и активации СОТС при движении жидкости в вихревых потоках.

Перспективные области применения:

мойка деталей машин при их изготовлении и ремонте;

приготовление мелкодисперсных, устойчивых к расслоению эмульсий;

автономный нагрев разнородных жидкостей и моющих растворов;

нагрев технологических жидкостей в гальваническом производстве.

Планируются маркетинговые исследования рынка, сертификация вновь создаваемых изделий, рекламная деятельность, освоение производства, реализация продукции.

Технических и организационных трудностей в освоении производства на любых предприятиях машиностроительного профиля нет.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Применение гидродинамического вихревого нагревателя жидкости позволит интенсифицировать процесс очистки и мойки деталей при ремонте, после механической обработки, перед сборкой и нанесением гальванических покрытий поверхности.

Имеется возможность автономного использования вихревых гидродинамических нагревателей жидкости в различных сферах деятельности человека. Технологии и устройства экологически и пожаробезопасны.

Возможно использовать вихревой гидродинамический нагреватель жидкости в качестве автономного нагревателя гальванических ванн.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Основное преимущество вихревых теплогенераторов заключается в том, что с их помощью можно нагревать практически любые жидкости, в то время как ТЭНы требовательны к качеству подогреваемой воды. Главное их преимущество перед тепловыми электронагревателями – это отсутствие требований по подготовке воды, отсутствие накипи и отложений на элементах устройства и возможность работы на различных видах жидкости, в том числе химически агрессивных и пожароопасных.

Гидродинамический нагреватель обеспечивает нагрев моющего раствора, насыщение его пузырьками воздуха и активную циркуляцию в баке. Пузырьки воздуха захлопываются, выделяя при этом импульсную энергию, которая интенсифицирует процесс очистки поверхности. За счет многоциклового комбинированного температурного, гидродинамического и пузырьково-активаторного воздействия потока моющего раствора на изделия и детали снижается расход моющих средств и потребляемой электроэнергии, повышается качество мойки. Устройство абсолютно не чувствительно к качеству воды и составу моющего раствора, обладает высокой надежностью, т.к. единственным подвижным узлом устройства является жидкостной насос.

Наличие в гидронагревателе вихревой камеры с тангенциально расположенным  соплом и рядом диафрагм, обеспечивает образование в моющем растворе большого количества кавитационных пузырьков и получение однородного моющего раствора, активированного мельчайшими пузырьками воздуха. Совмещение в одном устройстве функций нагрева жидкости, насыщения ее пузырьками воздуха и создания в моечной камере циркуляционного потока моющего раствора позволяет активизировать процесс мойки и повысить его качество.

Новые потребительские свойства продукции

совмещение в одном устройстве функций нагрева и перекачивания теплоносителя;
высокая активность моющего раствора за счет нагревания и схлопывания всепроникающих пузырьков воздуха позволяет организовать процесс мойки весьма эффективно;
снижается расход моющих средств, повышаются технико-экономические показатели моечных машин;
отсутствие в гидронагревателе подвижных частей обеспечивает его высокую степень надежности в работе, ремонтопригодность, простоту и невысокую стоимость эксплуатации;
лопаясь, пузырьки воздуха выделяют импульсную энергию, которая создает эффект кипения воды, что позволяет повысить эффективность мойки;
гидронагреватель создает объемный поток моющего раствора, имеющий асимметричную структуру, и позволяет устранить "мертвые зоны" в баке и усилить эффективность мойки;
устройство абсолютно не чувствительно к качеству воды и составу моющего раствора, процесс нагрева производится без помощи ТЭНов, которые требуют специальной водоподготовки (умягчение, очистка и т.д.);
использование устройства для пузырьково-активаторной мойки не требует специального обучения персонала.
технологии и устройства для приготовления мелкодисперсных эмульсий экономичны. Получаемые эмульсии мелкодисперсные и устойчивы к расслоению;
цена ниже, чем у аналогов.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Изделие может изготавливаться из любых видов конструкционных металлов, преимущественно из стали. В зависимости от вида и состава нагреваемой жидкости могут применяться стали соответствующего состава (коррзионно стойкие). В качестве привода могут использоваться любые электродвигатели с частотой вращения вала не ниже 3000 мин-1. Жидкостные насосы могут применяться различных типов с характеристиками соответствующими серийным насосам типа КМ. Блок управления изготавливается из серийно выпускаемых комплектующих.

Стадия и уровень разработки

В настоящее время выполнены НИОКР, при финансовой и производственной поддержке ОАО «Завод Коммаш» разработана конструкторская документация и изготовлен опытный образец моечной машины для мойки и очистки деталей.
Планируются маркетинговые исследования рынка, сертификация вновь создаваемых изделий, рекламная деятельность, освоение производства, реализация продукции.
Технических и организационных трудностей в освоении производства на любых предприятиях машиностроительного профиля нет.

Предлагаемые инвестиции

Требуются партнеры и инвесторы для проведения дальнейших исследований, проведения сертификации, патентования разработанной продукции, организации и лицензирования совместного предприятия.
Форма инвестиций: контракты на выполнение НИОКР, организация совместных НИОКР, организация совместного предприятия. Инвестиции на завершение НИОКР, на маркетинговые исследования рынка и расширение номенклатуры изделий с использованием вихревого гидродинамического нагревателя жидкости, на сертификацию изделий и рекламную кампанию с целью расширение рынка сбыта. Объем инвестиций 3 млн. рублей сроком на два года.

Рынки сбыта

Основными потребителями устройства могут стать машиностроительные и ремонтные предприятия различных профилей и отраслей народного хозяйства, где гидродинамические вихревые нагреватели жидкости могут применяться для мойки деталей при производстве и ремонте машин, для приготовления стойких эмульсий из несмешиваемых жидкостей, для теплоснабжения гальванических ванн.
Совершенствование существующих технологических процессов на основе использования устройств для преобразования энергии в вихревых потоках газов и жидкостей, обеспечивает ресурсосбережение за счет повышения производительности и качества обработки, уменьшения энергозатрат и т.д., является актуальной задачей и решает проблему, имеющую важное народнохозяйственное значение.

Возможность и эффективность импортозамещения

Предлагаемая в проекте технология не имеет аналогов на мировом рынке аналогичной продукции и технологий.

Возможность выхода на мировой рынок

Имеется, т.к. на международном рынке отсутствуют конкурентоспособные изделия.

Срок окупаемости (в месяцах)

24

Дата поступления материала

26.10.2006