项目
根据专利WO2013009220建立纳米材料技术设备开发和技术设备调试中心。
引言
该项目的目的是在生产中推广一种通过密度和粒子体积分离粉状物料的独特技术。
为实现这一目标,建议在VectorNPT的基础上组织一个从事营销研究和设计开发的员工团队。建议创建一个生产实验基地,其任务是:
- 寻找购买VectorNPT开发的设备和技术的潜在客户。
- 为开发设备制造施工文件。
- 订购设备的生产及其技术支持。
- 在实验生产区由制造中心组建设备,启动设备,进行测试和调整。确认设备参数。
- 将设备转移到试点,便于销售该项目,根据设备的应用或移交情况向客户执行第三方项目。
理念
目前在全球工业中,对高科技产品的需求又增加的趋势,特别是清洁纳米和不同的微粉材料。
微电子,陶瓷,耐火材料和耐磨材料的生产,粉末金属生产等行业正在提高这类材料的消耗能力,并以此为基础生产新产品。
目前世界上80%的发光二极管元件生产是在高纯度碳化硅基板上生产的。
由高纯纳米材料制成的耐火材料的使用寿命比普通纳米材料的使用寿命高几倍。
由纳米材料制成的陶瓷制品的工艺参数比普通材料高几倍。
采用高纯碳化硅制成的微芯片,工作温度高达650°C(而纯硅制成的微芯片工作温度在120°C)。
阻碍纳米材料使用增长的唯一因素是纳米材料的价格高、产量低,无法满足现代工业的需求。
采用纳米粉末材料生产的新技术将满足市场对这些材料的需求并大大降低其成本(10-20倍),这将推动以这些材料为基础的整个行业发展。
租用办公室和实验室的组建
话费预算 198034 €.
- 与投资者制定并协商详细业务计划。
- 讨论和协商碳化硅工厂的建立项目。
- 制定未来生产额的技术文献标准。
- 开发工艺过程自动操纵项目。(通过自动控制系统进行软件包搜索,寻找自动控制系统组件供应商(流体流量传感器,温度传感器,流体流量调节器等。))
- 准备生产厂房。
- 根据质量要求采购原材料。
- 从质量和数量两方面对生产产品进行详细说明。
- 签订供货合同。
- 签订购买必要生产设备的合同。
- 开发转子分类器制造和调试技术文献。
用于测试,制造和开发生产各种不同物质的纳米材料的制造设备技术和技术文献场地,根据专利的规定,以机械分离方式从原碎石材料中生产各种不同物质的纳米材料设备....用于制造技术制度和制造设备部件可靠性的生产试验。为客户的生产设备进行技术调试,旨在将其引入特定的高科技行业。
技术简介
20世纪90年代早期提出粉末尺寸分类技术,并于1997年取得专利深入研究类似技术并完善。
该技术的操作原理基于含有物质(悬浮液)粒子的液体控制流动,该液体必须将其分为几部分。
为此,设计了一种特殊装置(机头),该装置安装在转速高达20,000 r/min的转子中。
从几何上讲,设备是一个圆环。垂直于旋转轴的装置做了一个圆柱形通道,连接了圆环体的外面和内面。圆环外表面用封头盖住,其外开口直径在0.3至0.8毫米之间(喷油口)在绕轴旋转圆环中,将浓度小于300%k/dm3的液体输送到通道的中间部分。输送到通道中段的液体体积超过排出量,通过离心力的作用,通过喷油嘴从通道中流出来。多余的液体流出通道进入环面的内部,同时与离心力的作用相对。
在通道的部分中,粉末粒子按尺寸划分,因为每个粒子具有两个相反方向的力: - 反作用于流动的离心力,从转子的旋转轴朝向喷嘴方向,以及流体的阻力,与离心力的方向相反。
对于较大粒子,离心力超过液体的阻力,并且这种粒子会逆流流向喷嘴并超出装置范围。对于较小的粒子,流体阻力超过离心力,并且它们随着流动逆着离心力移动并将流体输出到装置的内部。两种力均等于粒子直径(离析区)取决于粘度,液体密度,粒子密度,装置旋转速度,几何尺寸和流体流速。通过改变这些参数,可以调整从0.1微米到20微米的分离区域。
根据该技术,研制了一种高质量磨料金刚石粉末尺寸分类的工业设备。粒子按尺寸划分质量超过了该行业既定标准。
经过15年的生产过程中,对金刚石、碳化硅、碳化钨、二硫化物、煤粒子、含贵金属的粘土矿石等不同材料的分离装置进行了处理。
针对每种物质,都选择防止粒子粘附在液体中的表面的活性物质类型和浓度(抗凝剂)。
97年技术的缺点是进入水平通道的输入液流被分成两个对流。在离心力的作用方向对面通道上,有一条液流在通道内移动。在这个液流中,按尺寸分离粒子。另一条液流在喷嘴方向上沿离心力的作用方向移动在该液流中,不会发生粒子分离。
若要将粒子完全分成两个部分,则需要流经喷油器的流量再次进入装置入口。在10 至 20次循环后,将粒子完全分成两部分。因此,该过程只能在有限流体体积下进行,在流体中循环并且该过程持续直到完全分离。
在现有生产中,液体的容积为20分米³。根据分离区域的大小,分离过程从3小时到6小时不等。成品量为5.6千克。
为了提高分离性能,2011年获得了一项技术专利,该技术允许粒子在一次流体通道中进行大小分离,即不会闭合流。
该技术的性能取决于设备的几何参数和相应的流通量。
一套装置的成品输出为540 kg / h,-10微米级的产量更高。
技术应用
- 1. 生产高强度防水混凝土组成成分。这种混凝土由普通水泥制成,每吨最多50公斤的特殊材料粉末,粒径为0.5;1;2微米。目前,这类粉末的价格很高,而且数量不足,这限制了高强度混凝土生产的增长,因此也限制了建筑业所有领域,从外墙砖的生产到建造住宅和工业设施所使用的复杂设计元素的增长。此外,还可以用这种混凝土制造机械零件和部件。例如,目前由一种特殊铸铁铸造的重型旋转机床和压力机床的钢板。使用高强度混凝土,将减少这种装置的制造时间并降低其最终成本。这种混凝土可以制造减振器和其他类似物品的壳体。在建造港口设施方面,这种混凝土尤其重要,从建造码头到高强度的路面,需要专门的重型机械在这些路面上通行。可以使用强度高的泡沫混凝土,与普通重质混凝土不相上下。
- 2. 使用于生产军用和建设性高级陶瓷(陶瓷、核燃料陶瓷等)的部件粉末。对于这种陶瓷,需要不超过0.4微米的粒子。由于缺乏足够数量的这类粉末,而且价格高昂,限制了这一行业的生产增长。
- 3. 生产二硫化钨、二硫化钼、六溴硝化硼、0-0.1微米等抗磨料的细分散性粉末。将该粉末添加到常规技术油中,这极大地提高了它们的摩擦学性能。如果将这种粉末加到传统的润滑剂和冷却液中(在加工中心进行金属加工时用来冷却切割部件和切割切口的边缘),切割工具的持久性将增加35-45%,这意味着更换磨损刀具的材料制作周期将增加1.4倍。)此外,您可以将切割速度提高45%,这意味着设备生产率可以提高相同的数量。在机械制造行业中使用这种冷却剂(例如,汽车内燃机的生产)可以显着节省资金。
- 4. 生产水煤浆燃料,以取代供暖锅炉中的柴油。对传统供暖锅炉的进行低成本改造将使水煤浆燃料取代柴油,从而大大降低这类设备的运行成本。目前,水煤浆燃料由水和煤组成,粒径小于75微米。使用新技术将粒子尺寸小于0.5微米的燃料作为内燃机的柴油燃料。水煤浆燃料价格明显低于碳氢化合物。此外,利用拟议的技术,可以通过机械方式从水煤浆燃料中去除粉煤灰(其含量从3%到10%不等),这将大大降低清洁成本。目前,水煤浆燃料的主要缺点是储存时间仅仅7天,因为它由粒径为0到75微米的颗粒组成。随后煤颗粒沉淀,燃料在使用前必须搅动。利用所提出的技术,煤颗粒尺寸不超过0.5微米的燃料。这种燃料很长时间都不会沉淀下来。
- 5. 该技术用于工业生产一种0.5微米粒径的特别纯净的细砂粒,该材料可用作生产半导体级碳化硅粉末的原料,而半导体级碳化硅粉末又是生产碳化硅半导体晶片的原料。一种特别纯净的半导体质量的碳化硅粉末,也是一种与钻石珠宝性能不相上下的种植原料半导体碳化硅今后将完全取代电子工业中的纯硅。
- 6. 该术可以用来从矿石中提取贵属,而矿石中的贵金属是以细小的分散性形式存在的。例如,在埃塞俄比亚的河床中存在的粘土沉积物,其含有3-6微米的铂颗粒,其量为每吨矿石2-5克。除了使用所提出的技术之外,没有办法对这些颗粒进行有利的工业分离。
- 7. 该技术可用于矿石工业富集区,特别是钛和二氧化钛的生产需要不超过10微米的矿石和不含1微米大小的颗粒的矿石,这就是说,生产钛和二氧化钛需要不超过10微米的矿石,而不需要小于1微米的颗粒即1-10微米。这是因为大部分部分在化学浓缩过程中与试剂反应太慢,而小于1微米的颗粒与化学物质反应过快导致了一个不受控制的化学过程。该术可设计容量高达5000吨的机械浓缩设备。据估计,每小时一台机器的排放量为1吨。
- 8. 这项技术可以用来生产廉价的纳米涂料(颗粒小于0.5微米)。该涂料具有更高的粘合性和漂白性(最大白度为颗粒尺寸的涂料(0.1-0.5微米)。推荐领域是航空和造船,但也可以在普通建筑中使用。
- 9. 该技术可用于生产粉末冶金中的金属粉末,通过烧结粉末获得诸如碳化钨的耐火物质。此外,烧结需要不同比例的粉末以获得电荷的最大填充密度,并且粉末越细,获得的质量更高的材料。这一领域的研究表明,可以从工业中分离出尺寸为50纳米的碳化钨粉末。这远远不是一份可以使用新技术工业领域的完整清单。与传统的尺寸分类技术相比,所提出的技术的主要目标是将获得细粉末的成本降低数十倍,这将使得该行业能够开发新的高科技材料以更成功地开发。
技术特点
材料提取的连续过程允许将技术从实验室转移到工业。在液体介质中,使有毒物质被回收利用,而不会被加工成产品污染到大气中。
技术薄弱点
技术的一个弱点是转子在支架中旋转,其转速高于第三临界速度(高于6000 转/分)。在这方面,在设计和计算时,必须确保在三个临界速度区域的过渡,具有小的共振幅度和振动过载。
目前,高循环转子的设计路径在理论上得到了发展和应用,对转子的结构和尺寸没有任何限制,保留了从最佳运行条件、制造技术和强度技术中选择的所有参数。通过将转子安装在弹性压力杆中,可以轻松地跨越临界速度。对于每种类型的转子,都需要设计自己的弹性支架。
为了提高工作可靠性和使用寿命,最好用磁杆代替常规支承(在滚动轴承上)。更换需要在实验室环境中调试有经验的设备样本,因为所设计的设备没有接近的相似之处。
建立实验生产场所的合理性理由。
实验生产现场是制造设备,技术方案和控制系统的组装调试所必需的场所,然后才能将其移交给客户。
为更好的生产设备,必须根据制造商的要求调整设计文件,建立制造厂商在生产产品过程中不可避免地形成的生产关系。>
在设备制造过程中,设备将需要与技术人员和材料科学家一起解决问题。可能需要修改某些设备部件的设计,以适应当地生产的要求。
此外,还需要在配备所有必要基础设施(去离子水准备线、小型修理段、电力线路、水和排水管等)的试验场地上对已开发的设备进行调试试验,这些测试的目的是,对已开发的设备进行调试。
建议建立生产区,它不仅可以实现新开发的设备的调试功能,而且还可以满足生产产品的需要,使区段能够实现自我回报。以下是具有不同投资额的生产线方案。