Лифт на воздушной подушке

На карагандинском Машзаводе № 1 завершают сборку пневмолифта грузоподъемностью 250 кг. Событие по-своему значимое: во-первых, в Казахстане нет собственного производства лифтовых машин, во-вторых, осваивается абсолютно новое конструкторское решение в мировом лифтостроении

Лифт на воздушной подушке

В конструкции нет ни канатов, ни противовесов, ни направляющих. Вся сложность проекта заключается в том, что он одновременно представляет собой и выполнение опытно-промышленного образца, и реализацию коммерческого заказа. Местному магазину электроприборов понадобился лифт для доставки товара из складского помещения на второй и третий этажи. Подсчитали расходы, и оказалось, предложение карагандинских разработчиков обойдется бизнесменам как минимум в два раза дешевле, чем традиционный лифт импортного производства – экономия на доставке и монтаже, что составляет более 50% стоимости лифта малой грузоподъемности. Правда, конструкция не апробирована в промышленной серии, магазин имеет определенные риски, как и завод-изготовитель – заложенный бюджет не дает возможности для технологических маневров, как в классическом случае изготовления опытно-промышленных образцов. Ответственность за срыв поставки несет производитель. Но других вариантов продвижения инновационного решения у Машзавода №1 пока нет.

Ноу-хау Николаева

Внешне пневмолифт похож на большой поршень – труба диаметром 1020 мм с загрузочными люками и вентилятором внизу. Внутри грузовая платформа, плотно прилегающая к стенкам трубы – плоский диск с упорными роликами.

Система работает следующим образом. Грузовая платформа находится на нижней отметке шахты на специальных упорах. Выключается эксцентриковый запор, люк открывается, на платформу помещается груз. Люк закрывается, герметизируя шахту. При нажатии кнопки «Пуск» запускается вентилятор, сжатый воздух поступает в полость шахты под грузовую платформу. При достижении определенного расчетного давления грузовая платформа перемещается к верхней отметке шахты и доходит до упорного устройства. Во время разгрузки вентилятор продолжает работать, удерживая платформу на верхней отметке. При нажатии кнопки «Стоп» вентилятор отключается, и сжатый воздух в полости шахты через вентилятор выходит в атмосферу. Платформа под действием собственной силы тяжести плавно опускается на воздушной подушке к нижней отметке шахты.

Главная особенность новой конструкции – небольшое давление сжатого воздуха в полости шахты. Для лифтов грузоподъемностью 110–250 кг требуется всего 0,003–0,005 МПа. Небольшие давления позволяют создавать надежные конструкции. Для нагнетания воздуха в шахту используется серийный высоконапорный вентилятор мощностью 3 кВт. Скорость подъема такая же, как рекомендована на канатных лифтах – 0,2–0,3 м/с. Автор разработки, доктор технических наук профессор Юрий Николаев, пневмолифтами занимается около 30 лет. При всей простоте конструкции в ней есть ряд ноу-хау.

«У гидравлических лифтов между стенками цилиндра и поршня зазор составляет десятые доли миллиметра. Цилиндр должен иметь зеркальную поверхность, поршень, то есть платформа, или лифтовая кабина, перемещается под большим давлением. Такие лифты по себестоимости намного дороже классических – канатных. Мы же между стенкой цилиндра и платформой делаем зазор 1,5–2 см, чтобы уплотнение на платформе было плавающее и в то же время охватывало периметр стенок и не позволяло уходить воздуху. Нам вообще не нужна зеркальная поверхность, внутреннюю стенку шахты нужно зачистить от швов, ржавчины и покрыть специальным лаком, и все».

Выйти на рынок

С Машзаводом Николаев сотрудничает два года – пока делают разовые проекты под индивидуальные заказы, к началу осени планируют завершить сборку третьего грузового пневмолифта. На очереди еще несколько заказов. Для карагандинского предприятия, специализирующегося на шахтном оборудовании и, в частности, на гидравлических системах, идея пневмолифтов близкая в технологическом плане. К тому же она открывает соблазнительный тренд – развитие собственного лифтостроения в Казахстане.

Отечественный рынок лифтов малой грузоподъемности, по мнению менеджеров компании, весьма перспективен. По данным Агентства по статистике, в 2004 году в Казахстан поставлено более 3 тыс. таких лифтов на общую сумму 15,5 млн долларов. В основном это гидравлические и канатные лифты, которые имеют более сложную конструкцию. Только потребности предприятий торговли Караганды Машзавод оценил в 60 единиц с ежегодным увеличением на 10–15%. Как показывают расчеты, в среднем казахстанские предприятия тратят на доставку, монтаж и наладку лифтов грузоподъемностью 100–110 кг около 3 тыс. долларов, это без учета цены самого лифта. При запуске собственного производства эти расходы сокращаются в среднем в 5 раз. Такие пневмолифты, в отличие от канатных и гидравлических, более просты и надежны, не требуют обустройства шахты, машинного помещения, строительных и наладочных работ.

Два лифта на 110 кг в прошлом году Машзавод изготовил под заказ строительной компании «Казпако». Они предназначены для школьных столовых в Астане – это двухэтажные конструкции массой 1050 кг с диаметром шахты 1020. Пока заказчики не жаловались, лифты вместе с монтажом им обошлись в 4,6 тыс. долларов. Российский лифт такой же производительности с учетом доставки обошелся бы компании на тысячу долларов дороже. При серийном выпуске пневмолифтов грузоподъемностью 110 кг их цена будет снижена еще на 30%. Новая конструкция более сложная, рассчитана на три этажа и требует более широкой грузовой платформы для габаритных грузов. Диаметр шахты составит 1400 миллиметров, грузоподъемность – 250 кг. Сейчас лифтов с подобными техническими характеристиками на рынке нет. По предварительным оценкам, стоимость грузового пневмолифта будет на 20–40% дешевле российских аналогов без учета таможенных сборов. Впрочем, пока это больше оптимистичные прогнозы. Производство пневмолифтов в настоящее время происходит в экспериментальном режиме. От расчетов переходят к непосредственной реализации, минуя фазу опытно-промышленной конструкции – на это нет средств. Ни у Николаева как основного патентообладателя, ни у Машзавода – генерального производителя.

«Сейчас мы можем делать лифты, способные поднять груз на высоту трех этажей. В принципе, мы можем сделать образцы с более высокой грузоподъемностью, но у нас не отработан вопрос с уплотнением. Пока мы не можем рассчитывать на хорошие материалы – их нужно отдельно апробировать. Приходится поверхность стенки шахты смазывать, хотя есть материалы по уплотнению, имеющие минимальную силу трения. Мы ограничиваемся резиновым уплотнением – на последний лифт использовали камеры из-под трактора «Беларусь», – говорит Николаев.

В поисках инвестиций

На освоение рынка малогабаритных лифтов малой мощности Николаев пошел больше от безысходности. Более тяжеловесные конструкции требуют значительных средств на создание опытно-промышленных образцов. Как многие другие изобретатели, карагандинский физик сделал ставку на Национальный инновационный фонд, который два года назад наградил его почетной грамотой за лучшую инновационную разработку. Все предложения под разными предлогами отклонены, среди них такие, как лифты пассажирские и подъемные машины грузоподъемностью свыше 50 тонн для горнорудных предприятий. Сегодня на шахтах используются канатные подъемные машины. И чем глубже рудные залежи, тем выше себестоимость извлекаемых ископаемых. Выемка из шахты глубиной свыше километра может составлять до 50% в себестоимости руды. Одна из проблем заключается в том, что при большой высоте увеличивается масса канатов, поддерживающих грузовую платформу. На глубине свыше полутора тысяч метров канатные лифты поднимают всего 6–7 тонн. Работы по созданию пневмотранспортных систем для горнодобывающей отрасли Юрий Николаев начал еще в 1975 году в Карагандинском политехническом институте (ныне Технический университет). По подсчетам специалистов, разработанные в Караганде скиповые пневмоподъемные установки оказались в 7 раз дешевле канатных. Но внедрить их не успели – заказчики просто прекратили свое существование вместе с СССР.

Еще одна ниша для грузовых пневмомашин – производство пассажирских лифтов для жилых и административных зданий. В Казахстане 50% лифтового парка в жилом секторе морально устарели и требуют срочной замены. Только в Караганде не работает более 500 лифтов. Замена одного лифта для типичной девятиэтажки обходится в среднем в 25 тыс. долларов. По приблизительным расчетам, пассажирские пневмолифты будут стоить в 2,5–3 раза дешевле. Но для разработки опытно-промышленных образцов тяжеловесных пневмолифтов нужны серьезные финансы. Как считает финансовый директор Машзавода Сергей Стюков, на первом этапе привлекать инвесторов достаточно рискованно.

«Сейчас мы в инвесторах не заинтересованы. Потому что данная тема сразу уйдет из Казахстана. Она очень ликвидная. Есть стратегические проекты, на которые нельзя привлекать инвестиции со стороны. В дальнейшем да, когда мы сделаем образцы грузоподъемностью до тысячи тонн, до 1,5 тыс. тонн, когда будет защищена интеллектуальная собственность, когда будут созданы опытно-промышленные образцы, тогда не будет вопросов для привлечения инвесторов», – объясняет он.

На создание опытно-промышленных образцов для пассажирских пневмолифтов и грузового оборудования для шахт необходимо около 300 тыс. долларов. По расчетам компании, уже при их разработке традиционное оборудование станет фактически неконкурентоспособным в лифтостроительной отрасли. Но пока этими идеями местные институты развития не прониклись, а своих средств у Машзавода нет. Возможно, через несколько лет предприятию удастся заработать на малых лифтах и освоить новое производство, а возможно, казахстанский физик найдет нового партнера, и скорее всего не в нашей стране.

Статьи по теме:
Международный бизнес

Интернет больших вещей

Освоение IoT в промышленности позволит компаниям совершить рывок в производительности

Спецвыпуск

Бремя управлять деньгами

Замедление экономики разводит все дальше банки и реальный сектор

Бизнес и финансы

Номер с дворецким

Карта столичных гостиниц пополнилась новым объектом

Тема недели

От чуда на Хангане — к чуду на Ишиме

Как корейский опыт повышения производительности может пригодиться Казахстану?