ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ ТАЛАНТ
АНАТОЛИЯ ЛИПИНА
Под Новый год Указом Президента Российской федерации В. Путина звание «Заслуженный изобретатель РФ» присвоено заведующему лабораторией бурения Института горного дела СО РАН, кандидату технических наук Анатолию Алексеевичу Липину.
Б. Смоляницкий, д.т.н.,
Л. Зворыгин, к.т.н.,
А. Дворникова, к.т.н.
Звание такого уровня почетно не только для самого ученого, но и для института в целом, ибо в наше время никто не поверит в существование «творца-одиночки».
Поздравляя дорогого коллегу, в этом кратком очерке на примере его изобретательской карьеры попробуем рассказать читателю о творческой атмосфере, царящей в институте буквально со времени его основания, о нелегком пути открытия: от возникновения идеи до ее реального воплощения в «железе» и использовании на горных предприятиях.
 |
Заслуженный изобретатель А. А. Липин с губернатором Новосибирской области В. А. Толоконским после вручения награды в Администрации НСО (2008 г.).
|
Почему именно бурение рождало столько продуктивных идей, активизировало создание принципиально новых конструкций и технологий?
Бурение как процесс образования выемки в горном массиве принципиально не изменилось по сравнению с предшествующими веками. Это начальная и почти всегда необходимая стадия в технологической цепочке разведки и добычи минерального сырья при постоянно растущих потребностях промышленности в угле, руде, нефти, газе. Суть процесса сводится к образованию в горной породе отверстия, чаще всего круглого, разного диаметра в зависимости от назначения (шпуры, скважины, стволы). Вид отверстия и тип горных пород в массиве определяет использование на этой операции тех или иных буровых машин. Это могут быть бурильные молотки (перфораторы), буровые станки или установки с целым набором дополнительного оборудования, например, при бурении на нефть. «Изюминка», а точнее, «узкое место» процесса в том, что выполняющие его механизмы пространственно разъединены, то есть буровая установка, станок или молоток размещаются на земной поверхности или горной выработке, в то время как сам буровой инструмент, резец или коронка, непосредственно разрушающие горную породу, находятся в массиве на разной глубине (порой до 1000 м и более) и в этом смысле недоступны. Чтобы добиться повышения продуктивности бурения и тем самым «дать простор» следующим за ним стадиям по добыче полезных ископаемых, необходимо постоянно совершенствовать все его технологические звенья и технические элементы бурового оборудования. Таким образом, «узкое место» делает поле для творчества необычайно широким.
Так оно и получилось при становлении в Институте горного дела (а на самом деле еще в Горно-геологическом институте Западно-Сибирского филиала АН СССР) «машиноведческого» направления.
Костяк его в те годы составляли будущие доктора наук и лауреаты различных премий: Борис Суднишников, Георгий Родионов, Александр Костылев, Александр Федулов, Геннадий Суксов, Николай Есин, Александр Зиновьев, Петр Емельянов, Леонид Семенов и другие. Директор первого академического института горного профиля в Сибири Николай Андреевич Чинакал понимал, что завершающим этапов во всякой технологии является комплекс машин и оборудования, с помощью которого она и осуществляется. Нацеленный на внедрение достижений горной науки в практику, Н. А. Чинакал создал в институте лаборатории механизации горных работ и горных машин, опираясь на когорту единомышленников-машиноведов, которые пришли в горную науку из практики и имели солидный багаж знаний и опыта.
В те годы был создан уникальный буровой станок НКР-100 для бурения скважин в подземных условиях, который используется до сих пор. За разработку этого высокопроизводительного комплекса горного оборудования группа сотрудников института в 1966 г. была удостоена Ленинской премии.
Пришедшему в 1965 году в лабораторию бурения на должность инженера-конструктора Анатолию Липину посчастливилось сразу же окунуться в атмосферу активного заинтересованного творчества, решать множество текущих и перспективных задач. К моменту окончания машиностроительного факультета НЭТИ А. Липин уже был соавтором изобретения.
Выполняя ответственные задания, работая с заслуженными изобретателями РСФСР Л. И. Семеновым и П.М. Емельяновым, молодой инженер стремится к новым знаниям, старается соответствовать высокому уровню профессионализма своих старших коллег. Конечно, времени катастрофически не хватает (уже подрастает в семье сынишка), но останавливаться на достигнутом просто нельзя. Так Анатолий Алексеевич становится аспирантом-очником у Бориса Васильевича Суднишникова, того самого автора «цикла Суднишникова», известного всем инженерам и конструкторам машин. Тема диссертации А. Липина — «Исследование аксиально уравновешенной пневматической бурильной машины ударно-поворотного действия» — требует работы не только у кульмана, но и непосредственно на испытательных стендах лаборатории и опытном участке института в карьере «Борок».
Кстати сказать, опыт работы на производстве у молодого ученого уже был: после окончания Серовского ремесленного училища он работал слесарем по ремонту промышленного оборудования. Именно тогда на производстве заметили, оценили его инженерную смётку и направили в индустриальный техникум, окончив который он поступил на машиностроительный факультет НЭТИ. Такая многоэтапность образования не погасила тяги к знаниям, а напротив, развила в нем целеустремленность, дотошность и терпение.
Работая над кандидатской диссертацией, решая сложную и важную для горной промышленности задачу создания перфоратора с уменьшенной вибрацией, Анатолий Липин выполнил огромный объем исследований, начиная от разработки принципиально новой схемы машины до создания опытного образца и испытания его на Северо-Уральском бокситовом руднике. Испытания показали, что вибросиловое действие переменной составляющей сил давления сжатого воздуха на корпус машины было ослаблено более чем в 10 раз по сравнению с аналогами. Удалось также полностью устранить действие на корпус обратных ударов бура и осевой силы, возникающей при работе в винтовой паре механизма поворота. Эти качества позволили резко уменьшить вибрацию машины. В процессе создания перфоратора А. Липиным были получены пять авторских свидетельств на изобретения, что подтвердило перспективность нового направления. Затем конструкция перфоратора была запатентована в Швеции, ФРГ, Англии, США, Японии.
Новаторство, изобретательство — азартная и захватывающая работа, которая со временем становится не только смыслом жизни, но в некоторые моменты — ее сутью. «Заражая» и «заряжая» друг друга новыми идеями, коллектив единомышленников-изобретателей может «натворить немало чудес».
Вот мнение на этот счет заведующего лабораторией бурения (70-е годы прошлого столетия) к.т.н. Г. И. Суксова: «Коллектив лабораторией занят развитием теории и разработкой новых принципиальных схем и конструкций буровых машин, позволяющих повысить производительность и улучшить условия труда горнорабочих.
Большое внимание уделяется внедрению результатов научных исследований в производство. В настоящее время серийно выпускаются 11 типов буровых машин и инструментов, созданных сотрудниками лаборатории совместно с конструкторами заводов и отраслевых институтов. Годовой экономический эффект от внедрения в производство работ лаборатории составляет свыше 40 млн рублей.
На основе разработанных лабораторией методов повышения производительности бурения в 1972 г. созданы совместно с Кыштымским машиностроительным заводом погружной пневмоударник П-105К и буровые коронки К-105К и К-125К для открытых горных работ, которые прошли государственные испытания и были приняты к серийному производству с высшей категорией качества. Испытания показали, что П-105К превосходит серийные пневмоударники по скорости бурения в 1,5-2 раза, а по сроку службы в 5-6 раз. Стойкость К-105К и К-125К выше серийных буровых коронок более чем вдвое. Годовой экономический эффект от внедрения новых пневмоударников и коронок в практику работы горных предприятий составил более 14 млн рублей.
На руднике Таштагол проведены промышленные испытания разработанного лабораторией погружного механизма с буровым инструментом для расширения глубоких взрывных скважин на больший диаметр«.
В 1973 г. за создание новых оригинальных погружных пневмоударников с буровым инструментом сотрудники лаборатории награждены двумя серебряными и четырьмя бронзовыми медалями ВДНХ, ими получено свыше 40 авторских свидетельств на изобретения. В двух из этих сорока А. Липин является одним из основных авторов. Именно эти изобретения (№№ 219489 и 394534) явились базовыми при создании погружных пневмоударников П105 и П125, применяющихся в горном деле, геологоразведке, строительстве до сегодняшнего дня и серийно изготавливаемых на Кыштымском машиностроительном заводе.
Время шло, рос авторитет Анатолия Алексеевича как исследователя и изобретателя, он неустанно продвигался вверх по служебной лестнице: младший (1973-1982 гг.) и старший (1982-1993 гг.) научный сотрудник, а с 1993 г. — заведующий лаборатории бурения.
Продолжая и развивая исследования своих предшественников, А. Липин направляет усилия вверенного ему коллектива на решение важнейших и неотложных для горного производства задач. Умножаются результаты активной плодотворной деятельности лаборатории: доказана перспективность использования газожидкостной смеси высокого давления в виде аэрированной жидкости с коэффициентом аэрации до 50; разработаны принципиальные схемы забойных ударных машин, работающих на этом энергоносителе; доказано, что по энергетическим параметрам газожидкостные ударные органы превосходят гидроимпульсные генераторы и обладают их достоинствами — способностью бурения глубоких и сверхглубоких скважин (500 и более метров); разработан и в натурных условиях рудников ООО «Евразруда» Горно-Шорского филиала испытан погружной пневмоударник с питающе-разрядной системой воздухораспределения. Установлены условия достижения 50 % увеличения скорости бурения при достаточной стойкости породоразрушающего инструмента.
Учеными лаборатории бурения также была сформирована новая концепция совершенствования погружных ударных машин, решающих техническую задачу эффективного бурения в сложных геологических структурах, в результате чего разработан и изготовлен опытный образец гидрообъемной ударной машины. Принципиальной особенностью машины этого типа — продукта интеллектуальной собственности, защищенной патентами, — является оригинальная система управления потоками энергоносителя и рабочим циклом. Схема гидропривода позволила в 2,5 раза увеличить энергию удара, в два раза повысить КПД устройства при существенно меньшем (в 1,5 раза) расходе энергоносителя по сравнению с ближайшим аналогом того же типоразмера, работающего на принципе гидроудара. Эффективность созданной конструкции была подтверждена в производственных условиях.
Список результатов изобретательской деятельности А. Липина и его коллег можно продолжать долго, отметим самые значимые с точки зрения эффективности работы бурового оборудования и совершенных с позиции инженерной мысли. В этой связи расскажем о предмете изобретения, содержащемся в двух патентах РФ (№ 2252996, 2005 г. и № 22900488, 2006 г.) под общим традиционным названием «Погружной пневмоударник». В них представлен пневмоударник ПП110-3,5, в основе которого заложены принципиально отличающиеся от серийно выпускаемого пневмоударника П105ПМ идеи. В частности, в новой конструкции заложена оригинальная воздухораспределительная система с питающе-разрядным устройством, обеспечивающим повышение энергии удара в два и более раза и производительности на 50 % при одном и том же давлении. А за счет нового типа соединения бурового инструмента с пневмоударником ресурс бурения увеличивается в среднем с 200 до 600 мин. Кроме того, пневмоударник легкоуправляем в диапазоне рабочих давлений (0,3-0,6 атм.), малочувствителен к содержанию воды в воздухе, обеспечивая нормативное пылеподавление в горной выработке. В настоящее время машина готовится к серийному выпуску.
Безусловно, результаты научной и изобретательской деятельности в достаточной мере характеризуют творческий потенциал Анатолия Алексеевича, но о деловых и человеческих качествах хочется сказать отдельно. Скромный, доброжелательный человек, мастер в самом высоком понятии этого слова, умеющий отразить свои «задумки» в виде схем и чертежей, а также воплотить их в металле, неутомимый труженик, примером своего подвижничества подтверждающий славу русских умельцев. Автор более 80 авторских свидетельств на изобретения и патентов, отмеченный многочисленными дипломами и медалями ВДНХ СССР, дипломами и золотой медалью Сибирской ярмарки, кавалер отраслевого знака «Горняцкая слава» III степени, Анатолий Алексеевич Липин, удостоенный звания «Заслуженный изобретатель РФ», по праву занял достойное место среди именитых предшественников и учителей, чьи достижения принесли почет Институту горного дела Сибирского отделения РАН.
Фото В. Тимонина
стр. 6
|
