Рис. 2. План проектируемой лаборатории

Автор: О.М. Долгирев (ООО «ИНТРА ПРОЕКТ»).

Опубликовано в журнале Химическая техника №4/2018

Одна из насущных проблем любой инжиниринговой фирмы, особенно малой, насчитывающей в своем составе менее сотни сотрудников, – реализация своих творческих идей. Причина этого – отсутствие возможности апробациисвоих изобретений и идейна фоне требований надежности заказчика к принимаемым техническим решениям. Заказчик редко верит словам об инновационных решениях, если оно не подтверждено документально.

Как проверить свои инновационные идеи на «надежность»? На мой взгляд, ответ на этот вопрос заключается в создании собственной испытательной лаборатории.

Немалочастных организаций создаютана логичные лаборатории на своих производственных площадках или в бывших лабораториях, арендованных у научно-исследовательских институтов. Безусловно, движущей силой такого процесса была общность взглядов на исследования как руководства, так и инженерного персонала. Конечно, важно чтобы в организации были энтузиасты, понимающие важность проведения лабораторного эксперимента. А важность заключается именно в возможности подтвердить свою инновацию не словом, а делом.

На начальном этапе важно правильно определить цели и задачи ее создания. Вероятно, придется ориентироваться и на ограниченный бюджет. В качестве примера приведем создание лаборатории для испытаний в области гидравлики.

Начнем с перечня оборудования. В лаборатории необходимо иметь:

  • жидкостный бак (лучше два бака);
  • насосы для подачи жидкости на стенд (не менее двух);
  • большой рабочий письменный стол со стульями, компьютером и принтером;
  • стеллажи для хранения рабочего инструмента и материалов;
  • рабочий стол-верстак слесаря-сборщика;
  • шкаф с инструментами;
  • контейнер (или контейнеры)для твердых отходов.

Не лишним будет и оборудование промышленной уборки.

Далее надо создать эскиз помещения лаборатории. Эскиз можно сделать на бумаге или в графическом редакторе. Если заранее известно, какое помещение отвели под лабораторию, надо изобразить его вместе с существующими окнами и воротами. Затем определяем расположение основных производственных участков. Примерный перечень:

  • участоки спытательного оборудования;
  • участок хранения рабочего инструмента и материалов;
  • участок сборки элементов испытательного стенда;
  • участок испытательного стенда.

Остановимся на составе оборудования каждого из участков.

Участок испытательного оборудования – сердце всей лаборатории. Участок будет состоять из жидкостного бака, насосов с местными пультами управления, трубопроводов и арматуры, включая обратные клапаны на нагнетательной линии насосов. В качестве рабочих жидкостей рекомендуется использовать дистиллированную воду или неагрессивные водяные растворы. Удобно расположить на данном участке за защитным экраном рабочий письменный стол с компьютером и принтером. За столом будет вестись журнал испытаний, готовиться отчетность на компьютере, и наблюдение за работой насосов, подающих жидкость на испытательный стенд.

На участке хранения рабочего инструмента и материалов будут храниться все, что необходимо для изготовления испытательных стендов и ремонта оборудования. Рекомендуемые материалы: пластиковые трубы, деревянные заготовки для изготовления стендов. Пластиковые трубы удобны для применения в системах, где используются жидкости с температурами, близкими к нормальным. Такие трубы дешевы по цене и технологичны. Из них быстро и просто собирать трубопроводы любой сложности.

Опорными (несущими) конструкциями стендов послужат деревянные заготовки (балки, доски) – дешевые и не требующие сварки при сборке. Отсутствие сварки нетребует использование местных отсосов и другой дополнительной вентиляции, а также снижает капитальные затраты. Дополнительный плюс – более простые решения по утилизации отходов.

Здесь же на стеллажах будут храниться: запасные и поверочные измерительные приборы (манометры, термометры и т.п.); трубопроводная арматура; фланцевый крепеж. На данном участке расположим и оборудование для промышленной мойки помещения лаборатории.

Участок сборки элементов испытательного стенда. На данном участке следует расположить рабочий верстак слесаря-сборщика и шкаф со слесарным, измерительным инструментом и коробками с крепежом.Верстак слесаря рекомендуется оснастить тисками и настольным сверлильным станком. Наличие стационарной отрезной пилы на верстаке также следует считать полезным. Логично рядом с данным участком установить контейнер для сбора твердых отходов.

Участок испытательного стенда. Участок должен в основании иметь поддон (ограждающий бортик по всему периметру), исключающий вероятность проливов испытательных жидкостей за пределы участка. Хорошим инженерным решением является организация сбора проливов и возврат их в жидкостные баки участка испытательного оборудования.

Здесь происходит окончательная сборка из элементов испытательного стенда. На готовых опорных конструкциях стенда монтируются арматура, измерительные приборыи другие элементы трубопроводов. Производится подключение стенда к испытательному оборудованию (насосам с жидкостным баком).

После сборки стенда необходимо его испытать на прочность и герметичность. Стенд принимается в работу, только если такие испытания прошли успешно.

Таким образом, в результате предварительных проработок определены состав оборудования и состав производственных участков будущей лаборатории. Теперь можно расположить участки на эскизе в контуре помещения с учетом въездных ворот, оконных проемов.

Рекомендуемый размер помещения лаборатории не менее 6?6 м. Рекомендуемая высота – не менее 3 м. Высоту помещения лаборатори и лучше определять исходя из планируемых испытаний. Безусловно, указанные минимальные размеры помещения лаборатории позволят обеспечить проведение лишь ограниченного количества экспериментов.

В итоге получим эскиз (рис. 1).

Рис. 1. Эскиз лаборатории, выполненный в графическом редакторе
Рис. 1. Эскиз лаборатории, выполненный
в графическом редакторе

 

Участок испытательного стенда обозначен цифрой 1. Участок испытательного оборудования включает жидкостный бак 3; насосы для подачи рабочей жидкости на стенд 2; большой письменный стол с компьютером и принтером.

Расположение насосов и бака рядом со стеной обеспечивает удобство прокладки и крепления элементов трубопроводов. Участок сборки элементов испытательного стенда 5и участок хранения инструмента и материалов 6расположены ближе к воротам из обеспечения удобства доставки новых инструментов и материалов, а также вывоза отходов.

Следует проработать и утвердить технологическую схему испытательного стенда и параллельно подбирать оборудование. Насосы выберем с небольшой подачей (до 2 м3/ч) – это позволит обойтись трубами и арматурой с небольшим диаметром. Напор насосов необходимо выбирать с запасом. Испытательный стенд должено беспечить работу насосов в максимально возможном диапазоне рабочих характеристик. Жидкостный бак рекомендуется выбирать объемом не более 1000 л. Можно подумать и оподогреве воды в баке при помощи ТЭНов.

В результате получаем более подробный план лаборатории (рис. 2).

Рис. 2. План проектируемой лаборатории
Рис. 2. План проектируемой лаборатории

На следующем этапе потребуется помощь специалистов по строительству, электрике, водоснабжению и водоотведению, вентиляции и отоплению. Среди важных моментов следует указать на необходимость наличия в лаборатории запаса электрической мощности и достаточной освещенности рабочих мест. Для точности измерений необходимо обеспечить в помещении стабильный температурный режим. Очень удобно, если ранее предполагаемое помещение под лабораторию уже использовалась как лаборатория: в таком случае многие проблемы с инженерными сетями, вентиляцией могут быть уже решены, что позволит сэкономить часть капитальных вложений.

При проектировании необходимо соблюдать требования нормативных технических документов (ГОСТ,ГСИ,СП, СанПИН, ПУЭ и т.п.).На список требуемых нормативных документов значительно влияют цели и задачи, которые стоят перед исследователями. Специальных строительных правил для лабораторных помещений на данный момент не существует, поэтому следует пользоваться строительными правилами для проектирования зданий в зависимости от того, где необходимо расположить лабораторию. Важным документом является РМГ 128-2013 ГСИ [1].

Не следует забывать и о технике безопасности как при изготовлении испытательных стендов, так при проведении экспериментов. Рекомендуется также пройти метрологическую экспертизу и получить заключение, подтверждающее, что результаты испытаний заслуживают доверия.

Список литературы

  1. РМГ 128-2013 ГСИ. Требования к созданию лаборатории, осуществляющей испытания и измерения.