Устройство для очистки жидкости

Содержание

 

Введение 

1 Регламент, справка о потентно-информационных исследованиях 

2 Анализ выбранных аналогов и обоснование прототипа 

3 Матрица сравнительного анализа технических решений по критериям эффективности 

4 Разработка функционально – физической схемы устройства для очистки жидкости 

5 Описание устройства для очистки гидросистем 

6 Расчёты, подтверждающие работоспособность и надёжность     конструкции 

Заключение 

Литература 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

Целью курсовой работы является ознакомление с методикой анализа новизны и эффективности, создаваемых технических предположений, она должна включать в себя следующие разделы: регламент исследований по научно-технической литературе и фондам патентной информации, результаты исследований по двум, трём показателям, назначение, описание выбранных для анализа аналогов, обоснование прототипа, рекомендации по его усовершенствованию.

Целью работы так же является самостоятельное решение инженерных задач по совершенствованию отдельных  видов гаражного  оборудования, что  даёт возможность закрепить общетеоретические  и практические навыки поиска новых  технических решений. Инженерный анализ предполагает выработку конкретных рекомендаций и предположений по применению, изменению или отклонению рассматриваемых вариантов, а так  же обоснование. Процесс состоит  из ряда последовательных проектно-конструкторских  и исследовательских операций, которые  рекомендуется проводить, придерживаясь  следующего порядка:

• определение работоспособности отобранных вариантов технических решений;
• определение физических принципов действия;
• оценивание достоинства и недостатков и определение доминирующих факторов, то есть факторов, в наибольшей степени влияющих на функционирования оборудования;
• определение характера нагружений, надёжности, технологичности изготовления, монтажа;
• рассматривание сортамента, механических, физико-химических свойств материала их стоимости;

С ростом численности населения городов в нашей республики год от года наблюдается устойчивая тенденция роста количества личного автотранспорта у граждан. Для обслуживания, которых необходимы устройства и приспособления, которые смогли бы снизить трудоемкость работ и время на их обслуживания.

При выполнении курсовой работы, целью которой будет являться разработка устройства для очистки жидкости, необходимо будет учитывать следующие критерии:

• устройство должно иметь высокий показатель производительности;
• устройство должно быть компактными, надежным и  удобным в работе;
• устройство должно обладать наибольшими эксплуатационными, функциональными возможностями и наименьшими энергозатратами;
• устройство должно качественно производить очистку жидкости.
• Устройство должно иметь высокую степень и точность  очистки жидкости

После завершения патентного поиска выберем одно из устройств, в  качестве прототипа и на его основании  спроектируем новое устройство для  очистки жидкости. Разработанное устройство должно значительно повысить качество работ по балансировке на станциях технического обслуживания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Регламент поиска

Регламент поиска: представляет собой программу, определяющую область проведения исследований по фондам патентной и другой научно-технической информации.

Регламент составляется на основании задания. Темой для  поиска является устройство для очистки жидкости. Предметом для поиска могут быть:

1. Устройство в целом (общая компановка, принципиальная схема);
2. Принцип (способ) работы устройства;
3. Конструктивные элементы (элемент);
4. Форма связи между элементами;
5. Материалы (вещества), используемые для изготовления отдельных элементов устройства;
6. Технологии изготовления устройства или его элементов;
7. Области возможного применения устройства;

Поиск производится по индексу  МПК: B01B1/16

Раздел В – Различные технологические процессы, транспортирование;

B01 – способы и устройства общего назначения для осуществления различных физических и химических процессов (топки, обжиговые печи, печи, реторты общего назначения) 

B01D – Разделение (разделение твердых частиц мокрыми способами B03B, B03D

B01D17 – Разделение жидкостей способами, не отнесенными к другим рубрикам, например путем термодиффузии (устройства для отделения или удаления жировых, маслянистых или подобных веществ из воды, сточных вод или их отстоя C02F1/40; очистка от нефти или т.п. материалов

Регламент патентно-информационных исследований приведен в таблице 1.1.

 

 

 

 

 

Таблица 1.1 – Регламент патентно-информационных исследований

Предмет поиска	Цель  поиска	Код страны	Классификационные Индексы МКИ, НКИ, МКПО	Ретроспективность	Наименование  источников информации
Устройство  для очистки жидкости	Поиск устройства с высокой степенью очистки, производительностью, эконо мичностью, долговечностью и простой конструкции.	RU	B01D17/*	2008-2013	Бюллетени изобретений РФ, реферативные журналы.

 

На основании таблицы 1.1 составляется справка о патентно-информационном исследовании, которая представлена в таблице 1.2.

 

2 Анализ выбранных  аналогов и обоснование прототипа

По результатам  исследований,  приведенных в таблице 2 изучается динамика изобретательной деятельности, т.е. количество охранных документов, выданных организациям, фирмам по годам заявок. Патентные исследования проводились на глубину 5 лет.

Для систематизации информации об изобретениях мною был выбран метод  составления таблиц, графиков, отражающих динамику патентования – по странам, областям техники и по целям создания патентоспособных объектов техники.

Для того чтобы  на графике  более подробно просматривалась  тенденция изменения изобретательской активности, мною были взяты все  патенты которые я нашел в  соответствии со своим классом Международной  патентной классификации за последние  5 лет. Результаты приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Динамика изобретательной  деятельности

Наименование  объекта	Количество опубликованных изобретении по годам
	2008	2009	2010	2011	2012	2013
Устройство  для очистки жидкости	1	3	1	1	5	1

 

 

Проанализировав данные можно  сделать вывод о том что самая большая активность изобретательской деятельности по теме приходится на период 2012г. Это в первую очередь связано с необходимостью использования вторичного потребления воды на предприятиях. Проблема очистки производственных сточных вод стояла с самого начала развития промышленности, однако в последние годы, в связи с возросшими требованиями и недостаточной эффективностью работы очистных сооружений, она стала особенно актуальной.

Для определения перспективы  развития при помощи метода экспертных оценок проанализируем показатели качества выбранных патентов.

Сущность этого метода заключается в том, что на стадии определения значений показателей  перспективных изобретений по литературным данным отбирается максимальное возможное  число факторов на качественные свойства, а также перспективность его развития, группа экспертов оценивает, ранжирует их по десятибалльной системе. Далее рассчитывается сумма рангов от отклонения средней суммы рангов ∆_i.  Результаты представлены в таблице 4 и последующих расчётах.

Для оценки технического уровня на основании патентно-информационного  исследования составляем таблицу 2.2.

Таблица 2.2 - Уровень развития технического решений

№	Показатели
	X1	X2	X3	X4	X5	X6	примечание
1	7	10	5	4	7	5	n- число  исследуемых показателей Xi….X6 m- число экспериментов
2	7	8	7	6	5	6
3	8	6	6	4	3	5
4	7	6	6	8	5	4
5	8	6	6	6	4	5
6	6	5	5	5	4	6
7	7	8	7	5	5	3
8	10	8	5	5	6	6
9	6	7	4	5	5	6
Сумма рангов  ai	74	72	57	52	49	51
Отклонения ∆i	12,2	10,2	5,2	-10,2	-7,2	-9,2
Квадраты  отклонений ∆i	148,9	104,4	27,04	104,4	51,84	84,6
Номер показателя	1	2	3	4	6	5

 

Где 

X1 – качество очистки

X2 – долговечность;

X3 – энергоемкость;

X4 – пропускная способность;

X5 – упрощение конструкции;

X6 – эффективность;

Для оценки степени согласованности  мнений специалистов используется дисперсионный  коэффициент конкордации, который рассчитывается по формуле:

,                               (2.1)

где.  (2.2)

В результате расчётов при  числе экспертов m=9 и количестве исследуемых факторов n=6 и S=618,5  полученно k_д=0,360.

Значимость коэффициента координации оцениваем с помощью  χ²-распределения:

;                        (2.3)

Принимаем уровень значимости α=95%, число степеней свободы f=n-1=6-1=5 табличное значение χ²=11,070.

Так как > χ² , то с 95% доверительной вероятностью можно утверждать, что мнения экспертов относительно исследуемых показателей согласуются и значит, что мнение относительно степеней влияния каждого исследуемого фактора на перспективность развития техники не случайно. Данные утверждения дают возможность для рассматриваемых показателей построить среднестатистическую диаграмму рангов. По данным таблицы 2.2 строится график уровня технических решений, предоставленный на рисунке 2.2

Вероятностное распределение  параметров объектов техники за исследуемый  период

Рисунок 2.2 –  График изменений уровня развития технических  решений

Из диаграммы (рис.2) видно, что главными факторами, определяющими  технический уровень, являются показатели Х1,Х2, которые характеризуют технический уровень по эксплуатационным свойствам – упрощение конструкции и долговечность.

Вторая группа содержит эксплуатационные показатели, характеризующие пропускную способность и энергоёмкость изобретения – Х3, X4.

В третьей группе содержатся эксплуатационные показатели, влияющие на качественные характеристики изобретения – X5, X6.

Таким образом, из всей совокупности показателей выделяются только те которые характеризуют техническое совершенство конструкции не зависимо от  качественных показателей.

Для решения уровня развития технических  решений на основании таблицы 2.1  и 2.2 выберем 3 аналога, которые позволяют  наиболее успешно решить поставленную задачу по совершенствованию разрабатываемой  конструкции.

Для  каждого  аналога  приводится  формула  изобретения, схема, описание  и  принцип  работы  или  действия.

1. Аналог №1. «ВОДООЧИСТНАЯ УСТАНОВКА»  B01D17/028    № 2101070  от  10.01.1998

Изобретение относится к  устройствам очистки воды от нефтепродуктов и шламообразующих осадков в  системе оборотного водоснабжения  промышленных предприятий и может  быть использовано для разделения двух несмешивающихся жидкостей с  различной плотностью при непрерывной  подаче исходной смеси. Сущность: установка  содержит емкость, разделенную вертикальной перегородкой, размеры которой находятся  в зависимости от ее пропускной способности. Перегородка делит объем емкости  на две части, образующие две камеры: очистную и проходную. Подача исходной смеси осуществляется вертикально  через патрубок и расширительный карман, расположенный на внешней  боковой поверхности емкости, который  имеет трех-четырехкратное увеличение проходного сечения. Расширительный карман соединен с размещенным внутри очистной камеры гасителем напора, выполненным из нескольких по крайней мере из двух перфорированных труб с горизонтальными, симметричными отверстиями. Очистная камера имеет наклонную стенку, имеющую ряд горизонтально расположенных отверстий на уровне слива нефтепродуктов и образующими со стенками емкости камеру первичного отстоя нефтепродуктов, сообщающуюся при помощи наклонного трубопровода и вентиля с нижерасположенной дополнительной емкостью вторичного отстоя нефтепродуктов, выполненной в виде площадки обслуживания установки