ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

«Производство анализаторов для определения эксплуатационных свойств автомобильных бензинов, дизельных топлив и автомобильных масел»

Рекомендуемая область пременения

Нефтеперерабатывающая промышленность.
Анализаторы могут применяться для контроля качества автомобильных бензинов, дизельных топлив и автомобильных масел.

Назначение, цели и задачи проекта

Назначение -  Экспресс-анализаторы предназначены   для  контроля качества автомобильных бензинов, дизельных топлив и автомобильных масел.

Цель - Повышение оперативности экспресс-анализа автомобильных бензинов, дизельных топлив и автомобильных масел.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Внастоящее  время в России   известны  приборы  для определения эксплуатационных свойств автомобильных бензинов, дизельных топлив и автомобильных масел, которые   работают   на основе эффекта  диэлектрической  проницаемости вещества,  например,  «октанометры». Они предназначены для экспрессного определения октанового  числа  бензинов или цетанового числа дизельных топлив  с помощью переводных таблиц (как правило - электронных, встроенных в память измерительного прибора) по корреляционной зависимости между электрической емкостью продукта  и значениями  октанового или цетанового числа, которые определяют для бензинов с помощью моторного исследовательского методов, а для дизельных топлив – с оценкой воспламеняемости по сравнению с эталонными топливами или по химическому составу в шкале цетановых чисел (процентному  (по объему) содержанию цетана (гексадекана) С16Н34 в смеси с альфа-метилнафталином, эквивалентной по самовоспламеняемости испытываемому топливу при сравнении в стандартных условиях). Преимуществом такого способа определения эксплуатационных свойств – является быстрота анализа, недостижимая стандартными способами. Недостатками – являются необходимость постоянной коррекции переводных таблиц и высокие требования к чистоте измерительной ячейки. Приборы ведут себя непредсказуемо при попадании в измерительную ячейку влаги и имеют ограниченный  диапазон  определяемых технологических параметров в связи с самим   принципом их работы. 

Данная проблема решается   предлагаемым анализатором  новой конструкции для определения эксплуатационных свойств автомобильных бензинов, дизельных топлив и автомобильных масел.

 Используя аналогичные переводные таблицы для определения октановых и цетановых чисел между магнитно-резонансными характеристиками и значениями октановых и цетановых чисел, определяемых стандартными методами, работа анализатора остается такой же экспрессной, но с явными преимуществами. Во-первых, измерительные ячейки не боятся попадания влаги – прибор не шунтируется, как в случае аналогов, а продолжает работать, причем при использовании соответствующего режима измерения – позволяет определять содержание воды в пробе. Использование в составе анализатора блока регулирования температуры пробы позволяет определять параметры, недоступные для аналогов (например, вязкость и фракционный состав). В том числе, анализатор может быть выполнен с функциями расходомера жидкостей. 

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Предлагаемый анализатор для определения эксплуатационных свойств автомобильных бензинов, дизельных топлив и автомобильных масел состоит из новой модели (усовершенствованной конструкции) магнитной системы, электронного блока, управляемого через  компьютер,   с помощью специального программного обеспечения,  и испарителя жидкости.

Производство анализаторов планируется производить с помощью изготовления отдельных узлов и блоков на специализированных предприятиях по чертежам и схемам, представляемых автором проекта на договорных условиях субподряда, окончательная сборка и настройка – группой специалистов под руководством автора проекта.  

Предлагаемая технология позволяет расширить технологические возможности определения фракционного состава жидкостей, а следовательно, изменить характер процесса определения эксплуатационных свойств автомобильных бензинов, дизельных топлив и автомобильных масел.

Технологический процесс изготовления экспресс- анализаторов, оставаясь в основном одинаковым для всех случаев, для отдельных блоков имеет отличия  изготовления в зависимости от назначения и специализации прибора (настольный лабораторный, переносной для полевых исследований, стационарный или проточный монтируемый в технологическую линию, погружаемый и др.).

1. Изготовление магнитной системы.

В зависимости от назначения прибора и способа измерения  магнитная система и датчик ЯМР изготавливается применительно к условиям расположения анализируемой пробы исследуемого вещества в датчике.

Магнитная система изготавливается из плоскопараллельных пластин магнитомягкого и магнитотвердого материалов. Поэтому при изготовлении магнитной системы используются преимущественно фрезерные и шлифовальные работы. Причем все параметры , включая габаритные размеры и качество обработки пластин из магнитотвердых материалов  поручается предприятию – изготовителю постоянных магнитов.

Технической задачей является создание простой в изготовлении, малогабаритной  и  удобной в эксплуатации конструкции магнитной системы  с возможностью  повышения  однородности  магнитного поля.

Для чего  магнитная система выполнена из плоскопараллельных пластин (причем, плоскопараллельные пластины выполнены цельными, одинакового размера из магнитомягкого материала)  и соединены с боковыми пластинами, выполнеными  наборными из пластин постоянных магнитов одинакового размера и пластин магнитомягкого материала, которые   установлены с юстировочным зазором между пластинами постоянных магнитов и заключены в замкнутый магнитопровод в виде каркаса с воздушными зазорами . 

Одна из цельных плоскопараллельных  пластин  предыдущего сегмента, через раздвижной упор,  соединена со следующей  цельной плоскопараллельной пластиной  и ее боковыми пластинами,  с образованием следующего сегмента.  К  боковым сторонам каждого сегмента установлены пластины радиаторов, которые  жестко соединяют  сегменты  в один   магнитный блок, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда с постоянным магнитным полем. 

Внутри каждого внутри  воздушного  зазора  каждого сегмента  на каждой из сторон цельных плоскопараллельных пластин  установлено устройство для коррекции магнитного поля и  теплообменник с камерой для датчиков ядерного магнитного резонанса и термодатчиков,  при этом,  теплообменник с надетым на него кожухом, и вместе с камерой, установлен в термоизолятор.  

Термопарные датчики  установлены в нижней части этой камеры теплообменника, а    в верхней части  теплообменника, на его крышке, установлены оптические волноводы для  прохождения по ним оптического излучения, с  обеих сторон теплообменника, в нижней его части, установлены оптические волноводы для инфракрасного излучения.     Нижняя часть теплообменника имеет широкое  основание, нижняя грань которого представляет собой контактную поверхность для теплообмена, а верхняя его часть выполнена в форме пустотелого цилиндра, во внутреннюю часть которого для каждого датчика ЯМР установлена камера, в которую помещается пробирка с пробой, а каркас   магнитного блока  установлен под  любым  удобным для работы углом  до 90° к горизонтальной плоскости основания, выполненного из диамагнитного материала.

Магнитная система состоит из замкнутого  магнитопровода, в виде каркаса, с воздушными зазорами между плоскопараллельных пластин, выполненных цельными и одинакового размера  из магнитомягкого  материала,   боковых  пластин  постоянных магнитов, выполненных  толщиной 5 – 25 мм,   боковых  пластин  магнитомягкого материала, выполненных  толщиной 0,5 – 3 мм,  в виде  упругого, изогнутого  магнитомягкого материала,   Боковые пластины  выполнены наборными, между пластинами постоянных магнитов установлены,  с юстировочным зазором, боковые пластины магнитомягкого материала.  Боковые  пластиных  постоянных магнитов и боковые пластины магнитомягкого  материала расположены с внутренней стороны двух плоскопараллельных пластин.

Боковые пластины  постоянных магнитов  имеют   одинаковые  размеры  ( например, 50х25х10 мм)  и установлены  друг за другом  разноименными полюсами  по углам граней  цельных плоскопараллельных пластин, между гранями обращенных друг к другу  рядом расположенных пластин,    вследствие  чего,    боковые пластины постоянных магнитов  соединены между собой силой притяжения разноименных полюсов магнитов.

К боковым сторонам  каждого  сегмента  установлены пластины радиаторов, которые жестко соединяют  между собой  сегменты вместе с  цельными  плоскопараллельными пластины  и  боковыми пластинами в один компактный магнитный блок, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда  с постоянным магнитным полем.

В воздушные зазоры  установлены теплообменники  с камерами для датчиков ядерного магнитного резонанса и термопарных датчиков.  Теплообменники  с надетыми  на них кожухами  установлены в термоизолятор.  

Внутри  воздушного зазора  каждого сегмента,  на каждой из сторон цельных плоскопараллельных пластин, собранных  по сегментам в    магнитный блок,  установлено устройство  для коррекции магнитного поля, выполненное, например,  в виде  двухсторонней    плоской   катушки   для подмагничивания,  на которое   с обеих  сторон уложен   токопроводящий материал, в виде  спирали,  витки которой, с одной стороны  устройства     воспроизводят  форму витков  этой   же  спирали на противоположной стороне  устройства,  причем,   витки    спирали   покрыты влагостойким электроизоляционным материалом.

В нижней и верхней части теплообменников  установлены оптические волноводы для оптического и инфракрасного излучения.

Между   каркасом    и термоизолятороми  установлена вентиляционная   шахта.

Каркас магнитной системы  соединен  нижней частью  с основанием,  под  любым  удобным для работы углом  до 90° к горизонтальной плоскости    основания, которое   выполнено из диамагнитного материала для жесткости  скрепления всей конструкции устройства.

2. Изготовление корпусов с теплообменниками для размещения датчиков ЯМР.

Изготовление датчиков ЯМР – 1 штука на комплект для одноканального ЯМР и N –штук для N-канального ЯМР анализатора. Преобладают токарные работы.

3. Изготовление приемно-передающего тракта.

Изготовление приемно-передающего тракта осуществляется путем заказа сторонним организациям на изготовление печатных плат по электронным шаблонам этих плат, представляемых автором. Наполнение печатных плат приемно-передающего тракта электронными компонентами, монтаж и настройка осуществляется подготовленными специалистами – электронщиками.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Цель достигается за счет использования  в производстве анализаторов для определения эксплуатационных свойств автомобильных бензинов, дизельных топлив и автомобильных масел,  магнитной системы, обладающей рядом преимуществ:

-проста  конструкции  и ее   малогабаритность,  вместо 70 кг  она весит 5 кг;

 -возможность размещения в магнитной системе нескольких датчиков ЯМР;

 -возможность  автономного управления температурным режимом в каждом датчике ЯМР;

-сокращение  в 10 раз  времени настройки  магнитной системы;

- повышение  устойчивости к климатическим условиям к механическим воздействиям, в том числе к вибрациям;

- возможность использования  методики  для определения эксплуатационных свойств     

  автомобильных бензинов, дизельных топлив и автомобильных масел.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

На производство одного анализатора для определения эксплуатационных свойств автомобильных бензинов, дизельных топлив и автомобильных масел расходуется:

 - Трудозатраты  - 200-240 час

 - Энергозатраты– от 5 до 25 кВТ/ч в зависимости от конструкции.

 - Природосбережение – не используются  технологии, приносящие ущерб природе.

Новые потребительские свойства продукции

- малые габариты;
- многофункциональность;
- простота обслуживания;
- удовлетворительное соотношение качество-цена.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Все материалы, за исключением радиодеталей – отечественного производства.
В настоящее время – все комплектующие доступны на рынке России.
Материалы и комплектующие технологическим требованиям производства.

Стадия и уровень разработки

Предлагаемые инвестиции

3 млн. руб.
- Форма – в рублях
- Объемы – для постановки на производство и выпуска малой серии от 10 до 50 анализаторов в год по имеющейся технологии

Рынки сбыта

Вид - Анализаторы для определения эксплуатационных свойств автомобильных бензинов, дизельных топлив и автомобильных масел для исследований – полнофункциональные устройства с расширенными возможностями программного обеспечения:
-лабораторного типа ;
-анализаторы переносные, автономные для работы в полевых условиях, на борту транспортных средств;
-анализаторы специализированные стационарные, монтируемые в технологические линии автоматизированные анализаторы контроля продукции.
Объем - от 10 до 50 анализаторов
География – Россия, страны ближнего зарубежья.

Возможность и эффективность импортозамещения

Да.С целью устранения недостатков, характерных для анализаторов, работающих на принципе измерения диэлектрической проницаемости продукта (например, чувствительность к загрязнениям измерительной ячейки – влага и др. на контактах измерительного элемента, приводящих к шунтированию прибора), замещаются измерительные ячейки анализаторов в связи с изменением способа регистрации измеряемых параметров на магнито-резонансные способы. Возможность импортозамещения в первую очередь определяется наличием авторских разработок ничем не уступающим по качеству аналогам - анализаторам работающим с диэлектрическим проницаемости, а эффективность - за счет потенциально низкой стоимости новых разработанных анализаторов, в сравнении с другими отечественными или зарубежными аналогами и использования авторских методик измерения.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

24

Дата поступления материала

02.07.2007