Трубопроводная задвижка с пьезоприводом, герметичная к внешней среде

Инициатор
Отрасль
Промышленность

О проекте

Дата запуска

1 квартал 2020 года

Лидеры и их опыт

Не установлено

Ресурсы и инфраструктура

Не установлено

Партнёры

Кузнецов Андрей Леонидович, к.т.н. Руководитель проекта. Управление проектом и командой проекта. Разработка, отладка механической и гидравлической частей опытного образца и опытной партии. Испытание опытного образца на стенде.  Опыт в расчёте, проектировании, внедрении наукоёмких изделий и технологий;  Продажа технологий иностранным компаниям;  Административное управление коллективом до 100 человек;  Коммерциализация в России и за границей. Храмцов Алексей Михайлович, к.ф.-м.н. Заместитель директора по науке. Область ответственности: расчёты и конструирование пьезодвигателя; участие в изготовлении пьезодвигателя. Разработка и совершенствование алгоритмов управления. Участие в испытание модели и опытного образца на стенде. Реализация алгоритмов работы блока управления. Участие в натурных испытаниях.  Опыт в расчёте и конструировании пьезокерамических актуаторов и пьезодвигателей;  Публикации в российских и зарубежных научных журналах по пьезомеханике и электрофизике (20 публикаций). Кузнецова Елена Ивановна Заместитель директора по экономике и маркетингу. Область ответственности: управление экономической и финансовой деятельностью Заключение договоров с предприятиями - изготовителями комплектующих изделий Коммерциализация в России. Опыт руководства проектами внедрения программно-аппаратных систем на предприятиях.

Текущее состояние

Изготовлен и испытан лабораторный прототип пьезодвигателя https://ru.files.fm/u/qcdr5xc5 . Разработаны и изготовлены технологические приспособления, стенды. Созданы методики испытаний и исследований. Разработана и частично изготовлена система жидкостного охлаждения пьезоблоков. Разработаны конструкция и технология изготовления пьезоблока высокой жёсткости; схемные решения генератора для сохранения энергии, высвобождающейся при разряде пьезоблоков двигателя и возврата данной энергии для последующего заряда пьезоблока на следующем шаге движения. Описаны алгоритмы регулирования генератора по сигналам от датчиков для наиболее эффективной работы двигателя. Всё это запатентовано или заявлено в патентное ведомство (12 патентных документов). С 2012 года команда изготовила следующее уникальное оборудование: Стенд для испытаний пьезоблоков при вертикальном нагружении. Печь для спекания пьезоблоков - муфельная печь с возможностью приложения вертикальной нагрузки при высокой температуре. Трёхканальный электронный импульсный генератор на напряжение до 1,2 КВ, пиковый ток до 100А, частоту до 5 КГц. Станок для обработки поверхности пьезоблоков после спекания и прорезания канавок для электродов на базе пятикоординатного фрезерного станка ЧПУ Проведено исследование рынка и проверены рыночные гипотезы. Получены положительные заключения и письма поддержки от потребителей из разных отраслей промышленности (ПАО «МОЭК», ПАО «Газпром», ПАО «Новатэк», АО «Рязанская нефтеперерабатывающая компания», АО «Варьеганнефть», ПАО «Северсталь», АО «Апатит», ЗАО «Энергомаш»,. ОАО «Волгограднефтемаш», АО «Алтайская Машиностроительная Компания», ООО «Барнаульский Котельный Завод»).

Общая информация

Дополнительные материалы

Участники проекта (1)

Технология/продукт

Описание

Разработана трубопроводная задвижка с линейным пьезоэлектрическим двигателем, размещённом непосредственно в затворе, открывающим или закрывающим поток газа. Задвижка предназначена для газовых сетей и магистральных газопроводов. Такое техническое решение позволит обеспечить внешнюю герметичность задвижки. Оно полностью устраняет утечки газа (углеродные выбросы) из задвижек на магистральных трубопроводах природного газа и соответствует концепции «Net Zero Emissions» - «чисто нулевому» уровню эмиссии парниковых газов в атмосферу. Также предлагаемые герметичные задвижки наиболее пригодны для водородных трубопроводов – малые молекулы водорода не имеют возможности просочиться сквозь сальник штока. Проектом предусмотрено производство задвижек и их продажи. Возможно лицензировать технологию машиностроительным заводам, производящим трубопроводную арматуру. В проекте применены новейшие достижения электрофизики и силовой электроники для привода в действие трубопроводной задвижки. Предлагаемая задвижка с пьезоприводом в затворе внешне герметична и полностью устраняет утечки метана и прочих текучих сред из уплотнений штоков трубопроводных задвижек газовых трубопроводов.

Стадия готовности - Продукт

Уникальное преимущество

Не установлено

Интеллектуальная собственность

Патенты на изобретение:  №2665744 от 04.09.2018 «Устройство для создания механических колебаний»  US10335829 от 02.07.2019 «Device for generating mechanical vibrations» (США)  №2667476 от 20.09.2018 «Шаговый пьезоэлектрический двигатель»  №2715881 от 05.03.2020 «Шаговый пьезодвигатель»  №2715880 от 05.03.2020 «Пьезоэлектрический двигатель шагового типа»  №2743725 от 25.02.2021 «Неразборный пьезопакет» Заявки на изобретение РФ:  №2018119926 от 30.05.2018 «Задвижка со стрикционным приводом» (есть положительное решение патентного ведомства по аналогичной международной заявке)  №2018119927 от 27.08.2018 «Задвижка со стрикционным электроприводом» (есть положительное решение патентного ведомства по аналогичной международной заявке)  №2020130081 от 14.09.2020 «Шаговый стрикционный пьезодвигатель и способ его работы» (есть решение о выдаче патента)  №2021104787 от 25.02.2021 «Задвижка с линейным приводом»  №2021107024 от 17.03.2021 «Задвижка с внутренним стрикционным приводом»  №2021107025 от 17.03.2021 «Задвижка для текучей среды»

Рынок

Потребность/проблема

Утечки природного газа, главным образом метана, и прочих парниковых газов через сальниковые уплотнения штоков трубопроводных задвижек составляют более половины всех парниковых газов, выбрасываемых в атмосферу промышленностью. Парижское соглашение, ограничивающее эмиссию парниковых газов, утверждено распоряжением Правительства РФ №2344-р от 03.11.2016 г. В данный момент формируется правовая база инструментов по снижению углеродного следа и привлечению инвестиций.

Рыночное применение

В городских газовых сетях предлагается применить трубопроводные задвижки с пьезоэлектрическим двигателем в качестве электропривода, разместив его непосредственно в затворе, открывающим или закрывающим поток газа. Такое решение позволит полностью устранить утечки газа из задвижки в окружающую среду, что соответствует концепции развития цивилизации «Net Zero Emissions». Задвижка станет очень привлекательна для компаний, осуществляющих "климатические проекты" по замене обычных задвижек на герметичные. В других применениях продукта полностью исключаются утечки нефти, ядовитых, радиоактивных и биологически опасных жидкостей. Задвижка не требует регулярного поджатия сальников, как это приходится делать сейчас эксплуатационным подразделениям у существующих электроприводных задвижек.

Емкость рынка и целевые потребители

Не установлено

Конкуренты

Производители электроприводов к задвижкам с двигателями обычного (электромагнитного) типа: АО «Тулаэлектропривод»; ОАО «ЗЭИМ» (г.Чебоксары); ГЗ «Электропривод»; АО «ТОМЗЭЛ» (г.Томск); Auma (Германия); Rotork (Великобритания); Regada (Словакия). Также конкурентом можно считать производителя задвижек с пневмоприводом - ООО «НХМС». Производители задвижек обычного типа: Алтайская машиностроительная компания, Армагус, Арматурный завод Адмирал, Благовещенский арматурный завод, Брянский арматурный завод, Гусевский арматурный завод, Георгиевский арматурный завод (ГеАЗ), Муромский завод трубопроводной арматуры, НПО «Тяжпромарматура» и несколько десятков других арматурных заводов России. В мире подобных производителей насчитывается десятки тысяч. Задвижки, производимые на этих заводах, имеют внешний привод, т.е. двигатель, перемещающий затвор. При таком расположении привода невозможно избавиться от утечки метана, водорода или других парниковых газов через сальниковое уплотнение штока.

Развитие и внедрение

Модель внедрения

Не установлено

План развития

Не установлено

Потребности проекта

Требуется инвестиция в проект или иное финансирование, например, договор на НИОКР

Инвестиции
В первую очередь, проект требует незначительной доработки двигателя. Вследствие нагрева пьезоблоков при работе необходимо их принудительно охлаждать. Разработчиком была запатентована в РФ и США система жидкостного охлаждения пьезоблоков. Детали с каналами для тока охлаждающей жидкости уже изготовлены, требуется их собрать в новый двигатель и испытать его на стенде. Это потребует также программирования управляющего микроконтроллера для правильной корректировки параметров питающих импульсов от генератора. Далее необходимо будет завершить изготовление опытного образца задвижки и провести его стендовые испытания. Для этого придётся сделать небольшой стенд. Затем стартап изготовит опытную партию из 5 задвижек, испытает её на стенде и в эксплуатации, и приступит к организации сборочного поста для мелкосерийного производства. После одного-двух лет работы сборочного участка и успешных продаж технология изготовления инновационной задвижки будет предлагаться арматурным заводам для лицензирования с ежегодным получением роялти – отчислений за проданную по лицензии продукцию.
Кураторы фонда
Вы нашли подходящее предложение?
Если ваша потребность удовлетворена, ее необходимо закрыть
Обустройство для лаборатории
Помещение

Требуется просторное помещение не мене 200 м2 для обустройства лаборатории в центре горада с подъездными путями и порковными местами не мене чем на 50 машиномест. Обязательное требования: наличие вытяжной вентиляции, пожарная и охранная сигнализация.