Сергей Григорьев, Заместитель генерального директора по НИОКР
АО «Группа компаний «ХИМАГРЕГАТ»
Здание завода АО «Группа компаний «ХИМАГРЕГАТ» в ИП «Масловский», г. Воронеж
1. Описание и характеристика традиционной технологии изготовления насосов
Насосное оборудование является повсеместно используемой наукоемкой и технологически сложной в изготовлении продукцией машиностроения, которое относится к оборудованию динамического типа, разделяющегося на исполнения: — объемные, струйные, лопаточные (осевые и центробежные). Традиционно для изготовления насосов центробежного исполнения используются различные металлы, как правило, чугуны, конструкционные и высоколегированные стали, обладающие необходимыми прочностными, износо и коррозионно-стойкими характеристиками и свойствами. Для изготовления проточной части таких насосов требуется наличие высокоточного механического оборудования и литейного производства. Литье металлических деталей в литейные формы является одним из основных методов получения заготовок для корпусов и рабочих колес (крыльчаток) насосов. Производством качественных насосов могут заниматься специализированные промышленные предприятия, имеющие собственный замкнутый технологический цикл производства или развитую устойчивую кооперационную связь с узкоспециализированными производствами. Поэтому насосное оборудование является одной из самых дорогостоящих продукций машиностроения.
2. Известная технология уменьшения стоимости и повышения работоспособности насосного оборудования
Для уменьшения стоимости насосов в последнее время стали использоваться для замены дорогого металла вновь разработанные и появившиеся на рынке пластики: — полиуретаны, фторопласты, полиэтилены и различные компаунды, обладающие характеристиками и свойствами, не уступающими металлам, но значительно более дешевыми по сравнению с ними. На рынке насосного оборудования первоначально за рубежом (в Европе) появились пластиковые насосы фирмы MUNSCH (Германия: https://www.munsch.de/en/). Пластиковые насосы первоначально специалистами, эксплуатирующими насосное оборудование, были встречены настороженно и с большим недоверием к их работоспособности при замене традиционных металлических насосов. При низкой стоимости по сравнению с традиционным оборудованием они стали покупаться и замещать металлические насосы, хорошо себя зарекомендовав при эксплуатации в самых тяжелых условиях в разных отраслях промышленности. В частности, в металлургической и химической промышленности эти насосы пользуются большим спросом. Поэтому развитию данного направления насосостроения стало уделяться повышенное внимание отечественными разработчиками и производителям насосного оборудования.
3. Традиционные подходы к конструированию и технологии изготовления пластмассовых насосов
Анализ известных лучших образцов пластмассовых насосов показывает:
1) конструктивно насосы аналогичны металлическим и отличаются от них только наличием дополнительных внешних металлических деталей, с помощью которых осуществляется крепление к несущей раме и фиксация с подводящими трубопроводами (всасывающим и напорным);
2) профилировка проточной части полностью аналогична их металлическим прототипам с соответствующими параметрами;
3) для изготовления деталей проточной части используются современные технологии литья под давлением (инжекционное, компрессионное, трансферное, интрузионное, многокомпонентная инжекция).
Эти технологии имеют свои достоинства и недостатки. Изготовление пластмассовых насосов требует наличия современного литейного оборудования и освоение сложной технологии соответствующего литья. В результате производство этих насосов является сложным и дорогостоящим, несмотря на значительно меньшую стоимость по сравнению с их металлическими аналогами. Поэтому актуальным является разработка нового конструктивного исполнения пластмассового насоса, позволяющего использовать преимущества пластика по сравнению с металлами и производить насосы необходимого типоразмера и количества. Это позволит максимально снизить себестоимость их производства с использованием трансферного литья и механического оборудования.
4. Новая концепция проектирования и изготовления динамических насосов. Ее особенности и преимущества
Идет процесс производства насоса АХНQ/H.2М
В результате поиска технической информации, ее анализа и многочисленных компоновочных конструкторских работ АО «Группа компаний «ХИМАГРЕГАТ» разработана новая концепция компоновки структурно-параметрической адаптируемой конструкции центробежного насоса с реализацией подетальной и узловой сборки элементов проточной части в одном корпусе как минимум для трех ближайших позиций типоразмерного ряда изготавливаемого оборудования. Технической проблемой, на решение которой направлено инновационное техническое решение, является создание универсального центробежного насоса в широком диапазоне подач с максимально возможными показателями энергоэффективности и обеспечение экономической выгоды как у производителя, так и у потребителя (заказчика). Реализация этого решения позволяет менять технические параметры и характеристики насоса за счёт замены в одном корпусе отдельных составных частей, деталей, узлов различной конфигурации, формирующих его гидравлическую проточную часть, и изготавливаемых как из полимерных (пластиков), так и металлических материалов. При этом возможно обеспечение экономической выгоды:
— у производителя за счет уменьшения себестоимости производства из-за повышения партионнности изготовления отдельных одинаковых деталей, используемых при комплектовании и сборке различных наименований насосов;
— у заказчика за счет уменьшения номенклатуры приобретаемого и используемого насосного оборудования с одинаковыми габаритно-присоединительными размерами с разными техническими характеристиками, имеющих максимально возможную энергоэффективность (повышенные значения КПД – коэффициента полезного действия).
5. Инновационный насос АО «Группа компаний «ХИМАГРЕГАТ». Его особенности и преимущества
Модульная конструкция насоса АХНQ/H.2М с модернизированной проточной частью
В результате АО «Группа компаний «ХИМАГРЕГАТ» предлагает заказчикам новую модульную конструкцию центробежного насоса (АХН Q/H.2М) с модернизированной проточной частью, являющаяся, по существу, достаточно простым сборным конструктором, собираемым из отдельных функционально связанных деталей (модулей). АХН Q/H.2М является многофункциональным насосом, позволяющим быть преобразованным и адаптируемым под требуемые параметры и условия эксплуатации, что обеспечивается механически обрабатываемыми деталям, входящими в его состав и изготавливаемых из заготовок. Насосы могут проектироваться и изготавливаться в диапазоне подач от 6,3 до 400 м3/ч, с напором от 5 до 125 м и частотой вращения ротора 1450 об/мин и 2900 об/мин в соответствии со стандартом ISO 2858 малыми партиями в небольшом количестве. Насос по внешнему виду и своим габаритно-присоединительным размерам полностью соответствует известным европейским брендам (MUNSCH и др.) и китайским аналогам. Насос является, по существу, достаточно простым сборным конструктором из отдельных функционально связанных деталей. Конструкция позволяет в одном корпусе при сборке заменять отдельные детали, формирующие проточную часть, и адаптировать (трансформировать) насос под требуемые параметры и условия эксплуатации в соответствии с требованиями заказчика. Это обеспечивается комплектующими деталями насоса (корпус насоса, различные по геометрическим размерам диффузоры, крыльчатка), входящими в его состав и изготавливаемыми из заготовок. Фактически такое конструктивное исполнение насоса позволяет для одного номинального диаметра крыльчатки (рабочего колеса) при использовании одного корпуса изготавливать насосы с тремя различными величинами подачи. Выбор величины подачи в диапазоне ее изменения может быть произвольным и регламентируется результатами маркетинговых исследований рынка потребителей насосного оборудования и техническими требованиями заказчика.
В результате при реализации новой конструкции центробежного насоса появляется возможность увеличить серийность изготовления деталей для широкого диапазона изменения подачи (расхода) насоса с оптимальным коэффициентом полезного действия (КПД), что в свою очередь уменьшает себестоимость изготовления насоса и позволяет организовать единичное и мелкосерийное производство центробежных насосов широкого номенклатурного ряда и исполнения с учетом различных требований заказчика и условий эксплуатации.