Машиностроение

К ВОПРОСУ О СПОСОБЕ ПОЛУЧЕНИЯ ОДНОВРЕМЕННО ХОЛОДНОГО (ДО -100 °С) И ГОРЯЧЕГО (ДО +100 °С) ВОЗДУХА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДЕТАНДЕР-НАГНЕТАЛЕЛЯ 1277Д

В настоящее время большинство хладагентов, используемых в системах охлаждения, являются токсичными (в частности, аммиак, сернистый ангидрид, хлорметил) или горючими (все углеводороды, аммиак) или образуют с воздухом взрывоопасные смеси. Применение токсических или горючих хладагентов требует обязательного включения дополнительного контура передачи холода от хладагента к хладоносителю, что вызывает соответствующее увеличение капиталовложений и энергетических затрат. Как правило, холодильное оборудование, работающее с токсическими или горючими хладагентами, занимает значительные площади. Использование фреонов в качестве хладагентов требует немалых капиталовложений.
Сегодня на большинстве предприятий, изготавливающих молочную и мясную продукцию, в качестве хладагента в системе охлаждения применяется аммиак, который является взрывоопасным и токсичным, обладает отравляющими свойствами. 
18.07.2009 г. на Слуцком мясокомбинате, в результате утечки аммиака из трубопровода холодильной камеры в объеме 200 кг пострадало четверо работников предприятия, одна работница погибла . 01.03.2010 г. на Бобруйском мясокомбинате в результате аварии произошла утечка 150 кг аммиака. Пострадало семь человек . 03.09.2010 г. произошла утечка аммиака в ОАО «Савушкин продукт». Пострадало два человека . Утечка аммиака имела место на Брестском мясокомбинате в 2007 г.  В Беларуси известны и иные случаи утечки аммиака на предприятиях .
Следует учитывать, что, например, Партизанский район г. Минска начинен потенциально опасными объектами, которые используют в своем производстве аммиак: Гормолзавод №1, пивзавод «Крынiца», мясоперерабатывающий завод. Данные предприятия расположены вблизи станции «Степянка», через которую ежедневно проходят составы со взрывоопасными и ядовитыми грузами. Известно, что в сентябре 2010 года на товарной станции «Степянка» в ходе учений по гражданской обороне была сымитирована аварийная ситуация: утечка цистерны с опасным веществом. Спасательная операция удалась, однако была отмечена проблема взаимодействия спецслужб. Так, пожарный поезд не прибыл в течение установленного времени в связи с загруженностью железной дороги . Все это увеличивает риск возможных негативных последствий
Таким образом, использование предприятиями аммиака в системе охлаждения является крайне опасным.
Цель предлагаемого технического решения – удешевить и обезопасить способ получения холодного воздуха для охлаждения камер завода (комбината). В предлагаемом процессе в качестве хладагента используется воздух. Преимущества воздуха перед иными хладагентами заключается в следующем. Во-первых, воздух нетоксичен, невзрывоопасен. Это исключает риск несчастных случаев на производстве в результате аварии в системе охлаждения. Воздушно-холодильные установки (ВХУ) могут устанавливаться практически в любых точках предприятия без дополнительных капиталовложений в строительную часть и вентиляционные установки. Во-вторых, воздух как хладагент доступен и дешев. Он может быть подан из централизованной сети под давление в любую точку предприятия или может быть непосредственно взят из атмосферы и сжат индивидуальным компрессором холодильного цикла (используется в предлагаемом процессе). Подпитывают системы воздухом также из атмосферы. В-третьих, применение воздуха не требует обязательного включения дополнительного контура передачи холода от хладагента к хладоносителю, что экономит капиталовложения и энергетические затраты. В-четвертых, воздух может быть использован в качестве хладоносителя и хладагента в широком диапазоне температур (до 80 К). В-пятых, использование воздуха позволяет создавать холодильные установки в очень широком диапазоне производительностей (от сотен ватт до тысяч киловатт). В-шестых, использование воздуха как хладагента позволяет применять стандартное компрессорное оборудование. Капиталовложения в это оборудование меньше, чем специальное. В-седьмых, холодильное оборудование воздушно-холодильных установок занимает относительно небольшие площади. В-восьмых, воздушно-холодильные установки всех типов имеют высокую мобильность, малое время разгона и вывода на режим, а также широкий диапазон регулирования.
В предлагаемом процессе следует использовать:
1.Детандер-нагнетатель: авиационный детандер-нагнеталельный агрегат системы охлаждения и кондиционирования воздуха 1277Д (для работы не требуется электроэнергия);
2.Компрессор: потребление воздуха: 5 м3 в минуту; давление 5 кг/см2.
3.Масло ОКБ 122-14 (ТУ-МХП 4216-55) или синтетическое диэфирное ВНИИМ МП-50-1-4Ф (МРТУ 38-1-164-65) (турбодетандер необходимо смазывать минимум 1 раз в сутки);
4.Возможно использование глушителя шума.

Суть предлагаемого способа заключается в следующем (номера и условные обозначения отражены в графической схеме – Рис. 1).
1.Обычный воздух сжимается в компрессоре и поступает в камеру А турбодетандера (расход воздуха в компрессоре: 5 м3 в минуту; давление 5 Атм (кг/см2)) – 1. Воздух вращает лопасть А (сила напора) и одновременно расширяется, охлаждаясь до -100 ОС (можно регулировать). Лопасть А работает на выброс воздуха. Охлажденный воздух из камеры А поступает в Помещение 1 (2а).
2.В то же время Лопасть Б, вращается от вращения Лопасти А., поскольку находится на этом же валу, тем самым, всасывая воздух из Помещения 1 в камеру Б. Перегородка между камерами необходима для того, чтобы воздух в них не смешивался. Одновременно в Помещение 1 поступает охлажденный от расширения воздух (2а) и воздух из этого помещения высасывается (2б).
3.Воздух, который поступает из Помещения 1 в камеру Б (2б), сжимается лопастью Б, тем самым нагреваясь до +100 ОС (можно регулировать). Этот воздух может просто выводиться из камеры либо направляться для нагрева Иного помещения (помещений) – 3.

Литература.
1. Холод в машиностроении. Изд. 2-е, переработ. и дополн.. М., «Машиностроение», 1977, 192 с. – С. 143-147

Автор                                                                                                М.З. ФРИД
 

УНИВЕРСАЛЬНАЯ БЕССТУПEHЬЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА

Автор: Труханович Григорий Васильевич.

Почтовый адрес: 225540, г. Давид-Городок, Брестской области, ул. Калинина, 113А.

Тел. 8 029 8064166.

Предлагаемый Вашему вниманию материал подготовлен на основании заявки на изобретение «Дискошариковый вариатор с колеблющимся диском» от 16.10.2006 г. и заявки «Бесступенчатая, с неограниченным диапазоном передаточного отношения, дискошариковая торцовая передача» от 16.04.2009 г., прошедших предварительную экспертизу. По первой заявке ведется экспертиза с уточнением понятий и определений. 
Универсальная бесступеньчатая передача для транспортных средств нового поколения может использоваться в машинах и механизмах, в которых требуется в процессе передачи крутящего момента бесступенчато (непрерывно) изменять передаточное отношение, в том числе, таких как автомобили, скутеры, конвейеры, металлорежущие станки, бытовая техника, электроинструмент и др.
Данная передача относится к фрикционным механическим передачам, основу которой составляют дискошариковые вариаторы с колеблющимся диском (заявка а 20061001), объединенные по планетарному принципу. Крутящий момент передается шариком, зажатым между двумя плоскими дисками, один из которых является ведущим. При смещении одного диска, и синхронно с ним шарика, относительно второго диска происходит плавное изменение расстояний между осями вращения дисков и шариком, вследствие чего плавно изменяется частота вращения ведомого диска.
Использование всей торцовой поверхности ведущего и ведомого валов (от геометрической оси до периферии) для трансформации силового потока позволяет получить неограниченный диапазон передаточного отношения, т. е. при постоянной частоте вращения ведущего вала частоту вращения ведомого вала можно плавно изменять от ноля и, теоретически, до бесконечности.
    Более подробно о статье "УНИВЕРСАЛЬНАЯ БЕССТУПEHЬЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА" читайте в PDF-версии журнала №5-6 (125-126) 2010 г. (http://izobretatel.by/sites/default/files/pdf/5-6_2010_1_0.pdf). 

Технологии получения алмазоподобных углеродных покрытий

 Реквизиты организации-разработчика, контактное лицо

НИЦ «Плазмотег» ФТИ НАН Беларуси
220141, г. Минск, ул. академика В.Ф. Купревича, 1, к. 3

 

к.ф.-м.н. Чекан Н.М.
Тел.: +375 (17) 211-83-71

 

Аннотация проекта

Технологии нанесения алмазоподобных углеродных покрытий предназначена для:

• повышения долговечности деталей машин и механизмов;
• увеличения износостойкости средств контроля геометрических размеров;
• защиты рабочих поверхностей литейных форм и штампов, используемых для формирования изделий из пластмасс;
• восстановление размеров рабочих поверхностей изношенных прецизионных пар трения.
• повышения биосовместимости имплантатов, используемых в травматологии и ортопедии, кардиохирургии.

 

Описание проекта

Технология получения алмазоподобных углеродных покрытий заключается в использовании метода импульсного катодно-дугового разряда в вакууме и конденсации высокоскоростных потоков плазмы углерода и базируется на применении импульсных генераторов углеродной плазмы с графитовыми электродами. Высокие энергии и степень ионизации плазменного потока обеспечивают хорошую адгезию наносимого покрытия к материалу литейных форм. Такие покрытия обладают уникальными механическими, химическими и термическими характеристиками.
Сочетание низкого коэффициента трения и высокой износостойкости позволяет многократно повысить долговечность прецизионных пар трения узлов машин и механизмов. Применение алмазоподобных углеродных покрытий позволяет улучшить эксплуатационные характеристики литейных форм и тем самым снизить процент бракованных изделий, повысить рабочий ресурс литейного оборудования, а также заменить дорогостоящие, энергоемкие и экологически вредные гальванохимические процессы, традиционно используемые при нанесении покрытий из хрома для защиты литейных форм.
Металлические имплантаты с алмазоподобным покрытием демонстрируют высокую биосовместимость. Они в отличие от других покрытий не вызывают коагуляцию крови, служат эффективным барьером, предотвращающим диффузию ионов металлов, и могут эффективно использоваться для покрытий имплантатов, контактирующих с костными и мягкими тканями организма.

Основные технико-экономические параметры процесса осаждения пленок алмазоподобного углерода:

средняя потребляемая мощность	25 кВт/ч
максимальный размер напыляемого изделия	200×200×300 мм3
средняя загрузка в одном процессе	6÷50 шт.
себестоимость одного процесса	60÷100 у.е.
длительность тех. процесса	1,5÷3,5 ч.
температура осаждения	30÷90 °C

Основные технические характеристики алмазоподобных углеродных покрытий:

толщина	0,05÷5,0 мкм
микротвердость	30÷85 ГПа
термостойкость	350÷400 °C

Тип технологии

• Процесс вакуумного осаждения алмазоподобного углеродного материала.

Технические и экономические преимущества

Увеличение срока службы изделий в 1,5 — 5 раза.

Где была представлена технология

Россия, Польша, Германия, Китай, Корея, Тайвань и др.

Ключевые слова

Алмазоподобный углерод, износостойкость, твердость, биосовместимое покрытие.

Текущая стадия развития

• Опытно-промышленная технология.

Статус прав интеллектуальной собственности

• Патент получен
• Точные сведения о патентованных правах:
  Патенты РБ на изобретение № 9794, №5013, полезные модель № 984.

Область применения технологии

Машиностроение, инструментальная промышленность, медицина.

Классификатор Европейской сети трансфера технологий IRC

• Биологические науки
• Промышленное производство, материалы и транспорт

Предпочитаемые регионы

• Северная Америка
• Европа
• Азия

Практический опыт

Технологический процесс освоен для производства алмазоподобных углеродных покрытий на изделия ряда предприятий Беларуси, Германии и Латвии, опытные технологии для предприятий Китая и Тайваня.

Влияние на окружающую среду

Не оказывает.

Предлагаемые формы сотрудничества

• Совместные предприятия и производства, лицензионные договора, услуги по нанесению покрытий.

Условия и ограничения при передаче технологии

Без права использования третьей стороной.

Поддержка, предоставляемая при передаче технологии

• Изготовление и поставка технологического оборудования, запуск оборудования
  Техническое сопровождение, запуск оборудования, обучение персонала. 

Миниатюрный сверлильный станок.

Предназначен для работы в  радиолюбительской мастерской. Он позволяет производить сверление отверстий диаметром от 0,5 до 4 мм, глубиной до 30 мм при изготовлении различных деталей из стали,  пластмасс, дерева и печатных плат. Максимальные размеры обрабатываемых деталей 200х80х40 мм. Состоит из станины, стола размером 100х80, шпинделя, электродвигателя постоянного тока, преобразователя переменного тока напряжением 230 в, постоянный ток напряжением 15–27 в.

Технические характеристики:
 
Габаритные размеры, мм 100х180х300
Масса, кг 5,4
Напряжение питания, В 230
Потребляемый ток, А 0,3
 
Автор: Федоренко Андрей Григорьевич – преподаватель
учреждения образования «Гомельский государственный
профессионально-технический колледж электротехники».
Адрес: 246007, г. Гомель, ул. Федюнинского, 6.
Тел.: 68-41-45.

Намоточный станок.

Станок предназначен для намотки небольших катушек трансформаторов, магнитных пускателей, дросселей, реле и других электроприборов. Станок состоит из: преобразователя напряжения переменного тока 230 В с постоянным напряжением 12 В; электродвигателя постоянного тока напряжением 12 В; редуктора понижающего обороты привода;  реостатного регулятора оборотов двигателя; счетчика количества намотанных витков.  Отличительными особенностями станка являются: малые габариты, компактность, точность количества наматываемых витков катушек.

Технические характеристики:
 
Габаритные размеры, мм 250х250х100
Масса, кг 0,5
Мощность электродвигателя, вт  10
частота вращения двигателя, мин.1 1000
Напряжение питания, в 230
 
Авторы: Новик Сергей владимирович – мастер производственного
обучения, Буравский а. – учащийся учреждения образования
«Лидское государственное профессионально-техническое училище № 136 приборостроения».
Адрес: 231330, Гродненская область, г. Лида, ул. Варшавская, 41
Тел.: 4-07-65.

Модель горизонтально-фрезерного станка.

Предназначена для демонстрации принципа работы фрезерных станков при изучении дисциплин:

«Металлорежущие станки», «Обработка материалов и инструмент». Корпуса основных узлов  станка выполнены  из органического стекла, что позволяет наглядно демонстрировать устройство, принцип работы узлов и их кинематическую схему. Кинематическая схема модели обеспечивает следующие основные движения:
– главные вращательные движения шпинделя;
– продольную подачу стола с заготовкой;
– поперечную подачу салазок;
– вертикальную подачу консоли.
Модель содержит все узлы фрезерного станка, позволяет познакомить учащихся с расположением и устройством основных механизмов. встроенный электродвигатель дает возможность проследить за взаимодействием основных механизмов. все это позволяет отказаться от наличия в учебном кабинете настоящего станка.
 
Технические характеристики:
 
Габаритные размеры, мм 650х750х1000
Масса, кг 50
Габариты стола, мм 500х130
Напряжение питания, в 230
Потребляемая мощность, вт 90
 
Автор: Миланович Сергей Анатольевич – заведующий лабораторией учреждения образования «Минский государственный политехнический колледж».
Адрес: 220012, г. Минск, пр.т  Независимости, 85.
Тел.: 292-13-42, 292-13-32.

Электромеханические ножницы.

Предназначены для изготовления лекал из картона для швейного производства, а также резки листового металла толщиной до 0,5 мм. Состоят из стола, на котором закреплен вал с дисковыми ножницами, приводных шестерен, электродвигателя, червячного редуктора. Используется в учебно-производственных  мастерских. Достоинством устройства является простота изготовленияи малые габариты.

Технические характеристики:
 
Габаритные размеры, мм 160х220х520
Масса, кг 5
Напряжение питания, В 230
Потребляемая мощность, кВТ 0,4
частота вращения дисковых ножей, мин. – 1 130
 
Авторы: Глачев андрей Александрович – мастер производственного
Обучения и учащиеся Барделовский Артем Леонидович,  Лапотко Вадим  Михайлович.

Переносной вертикально-фрезерный станок.

Предназначен для обработки плоскостей, пазов, уклонов. Состоит из станины, суппортов, с рабочим  ходом 100 мм, стола с зажимами для закрепления обрабатываемой детали и однофазного электродвигателя.  Предельные размеры обрабатываемых деталей 140х120х50 мм. Отличительной  особенностью являются малые габариты и компактность.  Может быть использован в учебных мастерских училищ и личном  подсобном хозяйстве.

 
Технические характеристики:
 
Габаритные размеры, мм 200х500х700
Масса, кг 35
Напряжение питания, в 230
Ход суппортов, мм 100
 
Автор: Ермаков Владимир Вячеславович – мастер производственного
обучения учреждения образования «Минское государственное
профессионально-техническое училище № 8 приборостроения».
Адрес: 220035, г. Минск, ул. Макаенка, 29.
Тел.: 264-15-90, 264-40-37.

Макет токарно-винторезного станка.

Экспонат представляет собой уменьшенную точную копию токарно.винторезного станка. Применяется в качестве динамического  наглядного пособия на уроках специальной технологии при подготовке станочников  широкого профиля и позволяет обойтись без установки действующего станка в учебном кабинете. Макет содержит  все узлы токарного станка. встроенный электродвигатель позволяет продемонстрировать главные  движения станка – вращение шпинделя, подачу резца. Конструкция макета позволяет познакомить учащихся с  расположением и видом отдельных узлов станка: суппортом, коробкой скоростей, фартуком, задней и передней  бабкой, защитным экраном, ходовым винтом, системой местного освещения.

Технические характеристики:

Габаритные размеры, мм 700х450х400

Масса, кг 12

Напряжение питания, в 230.

Авторы: Брухан Василий Алексеевич, Дежко Николай  Сергеевич – мастера производственного обучения учреждения  образования «Барановичский  государственный профессиональный  лицей машиностроения».

Адрес: 225320, Брестская область, г. Барановичи, ул.
Каролика, 4.
Тел.: 41-51-89.

Переносной электросварочный аппарат.

Предназначен для электродуговой сварки низколегированной стали переменным током в домашних условиях. Состоит из трех катушек, намотанных на ш-образный сердечник, изготовленный из электротехнической стали. Обмотки катушек набраны из алюминиевой проволоки, что удешевило производство и облегчило  конструкцию.  При сварке используются две обмотки, дающие суммарную силу тока 80 а, что позволяет использовать  при сварке электроды диаметром до 3 мм. При резке используется одна обмотка, дающая силу тока 100 А. Резка производится электродом диаметром 2 мм.  Для охлаждения обмоток трансформатора используется  принудительное охлаждение, которое осуществляется с помощью вентилятора. Имеется переключатель режимов сварки.  Вся конструкция помещена в металлический корпус с отверстиями для вентиляции.  Отличительной особенностью сварочного аппарата является использование вентилятора для охлаждения обмоток и питание от сети однофазного переменного тока.

 
Технические характеристики:
 
Габаритные размеры, мм
430х360х600
Масса, кг 24
Напряжение питания, В 230
 
Авторы: Дубовик Александр Иванович – мастер производственного
обучения, Крупский в., Шайбак Г. – учащиеся
учреждения образования «Смиловичский государственный  сельскохозяйственный  профессиональный лицей».
Адрес: 223216, Минская область, Червенский район, г.п.
Смиловичи, ул. Могилевское шоссе, 1.
Тел.: 5-34-64.