ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

«Производство дискового насоса»

Рекомендуемая область пременения

ЖКХ, ТЭК, теплотехника, нефтехимическая промышленность
- создание замкнутого цикла водоснабжения без сброса загрязненных стоков в водоемы;
- работа с использованием водоемов повышенного загрязнения;
- извлечение из воды, повышенной минерализации ценных компонентов для строительства.

Назначение, цели и задачи проекта

Основное назначение проекта - разработка современных высокоэффективных и экологичных технологий, поиск дополнительных методов сохранения водных ресурсов, водоподготовка.

Многие отрасли промышленности нуждаются в производстве  воды  для технологических целей. Содержание механических примесей  в такой воде может быть сравнимо с  исходной природной водой. При этом исходная вода используется в очень больших количествах, и как следствие, образуется значительное количество сильно загрязненных производственных сточных вод, которые после биологической очистки сбрасываются в открытые водоемы. Следует заметить, что уже в настоящее время в ряде районов России возникают проблемы, связанные с дефицитом питьевой воды, сдерживающие темпы роста промышленности, создающие социальную напряженность. Эта проблема усугубляется постоянным, прогрессирующим ростом загрязнения водоисточников.

В каждом регионе существует большое количество озер с водой, непригодной без дополнительной подготовки для использования в
теплоснабжении, ТЭЦ и подачи населению. Дефицит воды, загрязненность окружающей среды, делающая во многих случаях водные запасы неприспособленными к реальному употреблению (прежде всего для питья) повышают актуальность проблемы разработки современных высокоэффективных и экономичных технологий и водоподготовки.

Оборудование, представленное в проекте, принадлежит к самым современным и наукоемким продуктам. Это лучшие инновационные разработки среди мировых аналогов, снижающие себестоимость производимого продукта и улучшающие экологию за счет уменьшения выбросов и загрязненных стоков.

Задачей проекта является повышение эффективности работы насоса за счет возможности пропускать крупные твердые включения без уменьшения напора.

Принцип действия предлагаемого дискового насоса заключается в том, что к ведущему  диску  посредством ведущих стержней крепятся ведомые диски с центральными отверстиями.  Эти  диски снабжены магнитными элементами, которые расположен так, что в каждом междисковом зазоре магнитные элементы, принадлежащие смежным дискам, обращены навстречу друг другу одноименными полюсами, а ведомые диски устанавливаются с возможностью перемещения вдоль стержней.

Схема дискового насоса.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

В настоящее время известен дисковый насос, состоящий из размещенного в корпусе колеса, выполненного из нескольких тонких скрепленных между собой по периферии дисков, между которыми имеются небольшие зазоры для прохождения жидкости, и отводящего устройства (В.И. Мисюра, Б.В. Овсянников, В.Ф. Присняков. Дисковые насосы. – М.: машиностроение, 1986, с.3-4). Конструкция этого дискового насоса позволяет обеспечить высокий напор, однако исключает возможность прохождения через насос крупных включений, что является недостатком.

Прототипом предлагаемого дискового насоса является насос для перекачивания жидкости с твердыми включениями крупных размеров (патент США № 4335994). На приводном валу насоса крепится ведущий диск, к которому с помощью стержней крепятся ведомые диски с центральными отверстиями. Зазоры между дисками обеспечивают дистанционные втулки, причем диски установлены так, что узкие зазоры чередуются с широкими. Величина широких зазоров должна соответствовать размеру находящихся в жидкости твердых включений.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Дисковый насос состоит из корпуса 7, снабженного штуцером 2 для подвода жидкости и штуцером 3 для отвода жидкости. На валу 4 закреплен ведущий диск 5, к которому посредством стержней 6 крепятся ведомые диски 7. На торцевых поверхностях смежных дисков устанавливают магнитные элементы 8 таким образом, что в каждом междисковом зазоре магнитные элементы, принадлежащие смежным дискам, обращены навстречу друг другу одноименными полюсами, а ведомые диски устанавливаются с возможностью перемещения вдоль стержней.

Дисковый насос работает следующим образом, жидкость поступает в корпус 1 через штуцер 2. При вращении вала 4, жидкость, находящаяся в зазорах между дисками 5 и 7, закручивается за счет сил трения и энергия от вращающихся дисков передается жидкости. Жидкость выводится из насоса через штуцер 3. Зазор между дисками обеспечивается установленными на торцевых поверхностях смежных дисков магнитными элементами 8.

В предлагаемой конструкции дискового насоса, содержащего ведущий диск, к которому посредством стержней крепятся ведомые диски с центральными отверстиями, ведомые диски устанавливаются с возможностью перемещения вдоль стержней, а на дисках устанавливают магнитные элементы, таким образом, что в каждом междисковом зазоре магнитные элементы, принадлежащие смежным дискам, обращены навстречу друг другу одноименными полюсами, а ведомые диски устанавливаются с возможностью перемещения вдоль стержней.

Если в процессе работы насоса в него попадает частица с размером больше, чем расстояние между дисками, то она увлекается потоком жидкости в один из междисковых зазоров, где за счет возможности перемещения дисков вдоль стержней, преодолевая силы взаимодействия магнитных элементов, расстояние между дисками увеличивается и частица транспортируется к выходному штуцеру.

После прохождения частицы под действием сил взаимодействия магнитных элементов диски устанавливаются в первоначальное положение.

Таким образом, прохождение через насос крупных твердых включений обеспечивается за счет кратковременного перераспределения междисковых зазоров.

Возможны различные схемы размещения магнитных элементов на дисках. На Фиг. 1 показана схема размещения магнитных элементов, в которой каждый магнитный элемент (кроме расположенных на крайних дисках) взаимодействует с одноименными полюсами магнитных элементов расположенных слева и справа, образую, например, следующую цепочку магнитных взаимодействий:

Предлагаемая конструкция дискового насоса обладает простой конструкцией и сочетает в себе возможность обеспечить высокий напор, а так же возможность перекачивать жидкость с крупными твердыми включениями.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

При использовании  данного насоса себестоимость воды уменьшается, по сравнению с получением воды с помощью современных реагентов и технологий, на 30-60%. В настоящее разработаны насосы производительностью от 10 до 1500 т/ч. они имеют современные технологические схемы, оснащены современной автоматикой, системами контроля и управления, реализующие сбор и обработку информации, формирование и выдачу управляемых сигналов.

Стоимость воды составляет всего 5-8 руб./ тонна, при этом энергетические затраты составляют всего 3вВт/час за тонну воды. При этом снижаются эксплуатационные расходы и затраты на ремонт, что экономит о 20 до 50 млн. руб. в год.

Срок службы 20 лет.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Высокая производительность –  напор до 250 м вод. ст.,  подача до 100000 куб. м./ч

Экологическая безопасность –  применены антикоррозийные и экологически безопасные материалы

Новые потребительские свойства продукции

- простота конструкции;
- высокая эффективность.

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

12 млн. руб.

Рынки сбыта

Дисковый насос работает с оборудованием, имеющим высокую степень обработки и промышленной эксплуатации на поверхностных водах и работает на объектах с высокой культурой эксплуатации (энергосистема РАО «ЕЭС России» и металлургические предприятия).
С целью обеспечения регионов нормальным водоснабжением, которое не зависит от природных факторов и поставщиков воды, а также повышения надежности работы тепловых ТЭЦ имеется техническая возможность производства до 5000 куб. м. в сутки.
С целью распространения опыта новых технологий можно рассматривать вопросы внедрения проекта в Европейских странах и ближнем зарубежье.

Возможность и эффективность импортозамещения

Прототипом предлагаемого дискового насоса является насос для перекачивания жидкости с твердыми включениями крупных размеров (патент США № 4335994). Предлагаемое оборудование позволит заменить действующие на территории РФ американские аналоги.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

От 2 до 3 лет.

Дата поступления материала

25.10.2006