Экологичность плюс экономичность – новая разработка учёных Волжского государственного университета водного транспорта отвечает сразу двум этим требованиям. Разработанное ими устройство позволяет избежать выхода пыли сыпучих материалов при погрузочных работах в портах. Для Нижнего Новгорода как речного города эта тема особенно актуальна. Проект стал участником конкурса инноваций «Ярмарка 2018».
Пыли – нет!
Пункты погрузки-выгрузки цемента, угля, апатита, всевозможных химикатов и тому подобных сыпучих пылящих грузов есть во многих промышленных городах. При загрузке в суда, вагоны, самосвалы происходят сильные пылевые выбросы, приводящие к загрязнению окружающей среды и ухудшению здоровья людей.
По словам руководителя проекта, доцента кафедры прикладной механики, кандидата технических наук Евгения Адамова, в истории Нижнего Новгорода уже был угольный терминал, размещённый в Сормовском районе.
– Но просуществовал он недолго, потому что жить с ним по соседству было невозможно, – поясняет Евгений Адамов. – Угольная пыль оседала на улицах, на стенах домов, в лёгких людей, возникали болезни. Терминал пришлось закрыть.
Поэтому образование пыли накладывает экологические ограничения на саму возможность размещения терминалов погрузки сыпучих материалов вблизи населённых пунктов. Давно известно, что население, проживающее в зоне рассеивания пылевых выбросов, часто страдает онкозаболеваниями, лейкозом лёгких, астмой и другими болезнями органов дыхания.
Ещё одна проблема, возникающая при погрузке сыпучих материалов в транспорт, – колоссальные потери дорогостоящего сыпучего материала, которые достигают в среднем по стране 8 – 9 миллиардов рублей в год.
Механическим путём
Обе эти задачи и удалось решить нижегородским учёным, разработавшим устройство для обеспыливания сыпучих материалов с изменяющейся вместимостью.
– Конечно, с пылью при перегрузке сыпучего груза пытались бороться и до нас, – продолжает Адамов. – Например, при помощи электрической установки по фильтрации воздуха. Но это весьма затратно из-за высокой стоимости электроэнергии и самих фильтров, которые приходилось периодически заменять. Есть гидрообеспыливающая установка, уменьшающая пылеобразование путём орошения грузов. Однако не каждые сыпучие материалы можно смачивать. Во-вторых, она так же работает на электричестве. В общем, все существующие способы обеспыливания имели один и тот же недостаток – большие потери при перегрузке сыпучих материалов и траты на электроэнергию.
Разработка молодых учёных призвана убить двух зайцев: решить экологическую проблему и снизить затраты. Установка проста до гениальности и работает механически, под действием силы тяжести.
– Суть разработки в том, что обеспыливание сыпучих материалов достигается благодаря созданию внутри бункера отрицательного давления, – объяснил работу Евгений Адамов. – Ковш (грейфер) захватывает груз, и с ним состыковывается верхняя подвижная часть нашей установки. При посадке грейфера с грузом на опорные стойки подвижной части бункера она опускается, что приводит к уменьшению вместимости бункера. Грейфер открывается, и груз высыпается. Масса уменьшается, и верхняя часть начинает подниматься благодаря установленным противовесам. Груз при этом герметично закрыт. После разгрузки грейфера противовес под действием силы тяжести поднимает подвижную часть вместе с грейфером, тем самым обеспечивая увеличение вместимости бункера и создавая в нём отрицательное давление. Благодаря этому вся пыль остаётся внутри – поставленные датчики фиксируют полное её отсутствие.
Для пожароопасных грузов
Проведя сравнение с наиболее распространёнными способами перегрузки через аспирационные установки и открытые бункеры, учёные убедились, что их изобретение превосходит по всем пунктам.
– Например, при аспирации (установлении фильтров) тоже достигается низкий процент потерь груза, но наше устройство совсем не потребляет электроэнергию, так как процесс обеспыливания идёт чисто механическим путём, – пояснил Адамов. – Кроме того, наша установка, в отличие от других, позволяет безопасно перегружать все виды грузов, в том числе и пожаровзрывоопасные. Преимуществами предлагаемого устройства являются исключение пыления перегружаемого груза, сохранение дорогостоящего сыпучего материала и полное исключение потребления электроэнергии.
Опытная модель и грейфер выполнены в соотношении 1:5 к устройствам в натуральную величину.
– Мы выполнили модель конкретного вида установки, поскольку они бывают разных модификаций в зависимости от вида переносимого груза: угля, песка, глинозёма, – подытожил разработчик. – Кстати, в процессе создания установка несколько раз модернизировалась, и на каждую модернизацию мы получали патент, поэтому их сейчас три.
К слову, на этой работе защищены три кандидатские диссертации и одна докторская.