автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.03, диссертация на тему:Электромагнитные приводы бессальниковой трубопроводной арматуры

РГ6 од

2 2 СЕН 1ЗД7

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ЗНАМЯ ТРУДА" им. И.И.ЛЕПСЕ

На правах рукописи

ЩУЧИНСКИЙ Самуил Хононович

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРИВОДЫ БЕССАЛЬНИКОВОЙ ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ

(элементы теории, разработка, внедрение)

Специальность 05.02.03. - Системы приводов

Диссертация в виде научного доклада на соискании ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург 1997

Официальные оппоненты :

доктор технических наук, профессор С.А. Ковчин, доктор технических наук, профессор Л.Н. Рассудов, доктор технических наук, профессор А.Е. Бор-Раменский.

Ведущее предприятие:

научно-производственная фирма "Центральное конструкторское бюро арматуростроения".

Защита состоится "18" ноября 1997г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 063.38.20 при Санкт-Петербургском государственном техническом университете по адресу:

195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29, корп.1, ауд.41.

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в библиотеке университета.

Диссертация в виде научного доклада разослана " октября 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 063.38.20 кандидат технических наук, доцент Смирнов В.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Диссертация представляет собой обобщение тридцатипятилетнего опыта работы автора в создании и организации серийного производства трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом.

Трубопроводная арматура с электромагнитным приводом или его комбинациями с гидравлическими и пневматическими приводами является одним из основных элементов автоматизированных систем управления технологическими процессами, связанными с потоками жидких и газообразных сред. С ее помощью осуществляется дистанционное и местное управление потоками рабочей среды, а также регулирование их параметров.

По сравнению с электрическим двигателем вращательного движения [28] электромагнитный привод выгодно отличается отсутствием механических передач и преобразователей движения, высокими циклическим ресурсом работы, достигающим 15 млн. циклов, быстродействием и точностью останова выходного силового звена, а также простотой и технологичностью изготовления и обслуживания.

Электромагнитный привод практически безальтернативен при создании бессальниковой арматуры с высокими требованиями к герметичности и вакуумной плотности рабочей полости относительно внешней среды, обязательными при работе с агрессивными, радиоактивными, токсичными и взрывоопасными жидкостями и газами. Особенно жесткие требования предъявляются к арматуре, используемой в ядерных энергетических установках, химическом производстве, криогенной технике, нефтегазовой, микробиологической и ряде других отраслей промышленности. Арматура с электромагнитным приводом также широко распространена в тех производствах, где технологический процесс проходит в среде дорогостоящих инертных газов или газовых смесей (газовые лазеры, производство полупроводниковых приборов и т.п.) [1,2,3, 5].

С развитием техники и усложнением условий эксплуатации особое значение приобрели требования повышения надежности и долговечности, уменьшения массы, габаритов и потребляемой

энергии. С другой стороны, их массовое производство отечественными предприятиями, исчисляемое сотнями тысяч штук в год, требует снижения затрат дорогостоящих материалов, стоимости их изготовления и эксплуатации.

В достаточной мере полно методы расчета, проектирования и производства разработаны для трубопроводной арматуры с блочным электромагнитным приводом, в которой электромагнитный привод конструктивно отделен от рабочей полости, и движение рабочему органу от электромагнита передается через шток. В этом виде арматуры в зависимости от технических требований используется один из весьма обширной номенклатуры выпускаемых промышленностью электромагнитов общетехнического назначения. В случае необходимости или целесообразности не вызывает серьезных затруднений и их индивидуальные разработка и изготовление, благодаря хорошо отработанным методам проектирования и технологиям производства.

Существенным отличием электромагнитных приводов бессальниковой арматуры, получившей преимущественное распространение при работе с агрессивными, токсичными, пожаро- и взрывоопасными жидкостями и газами, является наличие разделительной трубки, образующей совместно с корпусными деталями клапана герметизированную относительно внешней среды полость, заполненную рабочей средой. Элементы магнитной системы таких приводов непосредственно находятся в агрессивной рабочей среде под воздействием ее температуры и давления, что оказывает существенное влияние на их тепловой режим. Герметизирующая разделительная трубка выполняется, как правило, из немагнитного металла, что обусловливает увеличение зазора для рабочего магнитного потока и соответствующее ему значительное уменьшение тягового усилия. При использовании электромагнитов переменного тока в материале разделительной трубки наводятся вихревые токи, оказывающие, с одной стороны, экранирующее действие на рабочий магнитный поток, что влечет за собой уменьшение тягового усилия, а с другой - увеличение потерь энергии и дополнительный нагрев электромагнита.

Относительная простота устройства электромагнита не гарантирует использования столь же простого математического ап-

парата для описания его работы. Взаимное влияние электромагнитных, тепловых, гидродинамических и механических процессов требует применения сложных и, по возможности, строгих методов их расчета и исследования.

Перечисленные особенности предопределяют ряд принципиальных отличий электромагнитных приводов бессальниковой трубопроводной арматуры от электромагнитов общетехнического назначения и выделяют их в отдельную группу арматурных электромагнитных приводов (АЭМП). Они же обусловливают необходимость разработки новых подходов к расчету и конструированию АЭМП, включая расчет электромагнитного и теплового полей, создания адекватных моделей и строгих математических методов.

Вследствие сложности математического описания процессов, их расчет и исследования требуют большого объема вычислительной работы, что приводит к необходимости автоматизации проектно-расчетных работ, создания пакетов прикладных программ, систем автоматизированного проектирования.

Комплекс перечисленных выше проблем отражает актуальность темы диссертации, которая подтверждается также тем, что работа выполнялась в соответствии с Постановлениями Совета Министров СССР от: 18.07.77 г., N 334; 01.06.78 г., N 498; 24.03.83 г., N 236; 25.12.84 г., N336; 22.11.87 г., N 1311 и ряда целевых комплексных программ развития энергетики, судостроения, химических производств, машиностроения, сельского хозяйства и др. Научным руководителем и ответственным исполнителем этих работ был автор диссертации.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ заключается в разработке теоретических и методологических основ проектирования и создании концепции производства электромагнитных приводов трубопроводной арматуры, обеспечивающих повышение их технического уровня и надежности, а также снижение затрат на изготовление и эксплуатацию.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие основные задачи:

- развитие теории электромагнитных приводов с учетом специфики трубо-проводной арматуры, проявляющейся во взаимосвязи

конструкции электромагнита с оптимальным по минимуму мас-согабаритных показателей соотношением формы и размеров магнитной системы и рационального, с точки зрения возможных режимов работы, вида тяговой характеристики;

- разработке на основе математических моделей магнитного и температурного полей методов расчета электромагнитных приводов переменного и постоянного тока с целью получения достоверной информации о пространственном распределении индукции и температуры позволяющей существенно повысить точность расчетов характеристик и параметров АЭМП;

- создание системы автоматизированного проектирования электромагнитных приводов трубопроводной арматуры;

- выбор, обоснование и разработка конструкторских и технологических решений для повышения качества и надежности выпускаемой арматуры;

- организация расширенного производства трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом, включающая весь комплекс конструкторских и технологических решений, нормативное и информационное обеспечение.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА состоит в разработанной научно обоснованной концепции создания бессальниковой трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом, включающей вопросы теории, автоматизированного проектирования и комплекса мер технического и производственного характера, обеспечивающих повышение технического уровня и надежности арматуры, снижение затрат на ее изготовление и эксплуатацию.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ основные положения этой концепции и новые результаты теоретических исследований:

1. Классификации трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом по общим требованиям, условиям эксплуатации, конструкторским и технологическим решениям, позволяющие сделать целенаправленными и обоснованными как выбор, так и проектирование арматурных электромагнитных приводов.

2. Математические модели магнитного и температурного полей электромагнитов постоянного и переменного тока с разделительной герметизирующей трубкой, адекватно отражающие физические процессы в рабочих режимах, а также алгоритмы и

программы расчетов, базирующиеся на методе конечных элементов.

3. Предложенные критерии оптимизации и методики проектного расчета параметров электромагнитов постоянного и переменного тока.

4. Обоснование предпочтительности использования в электромагнитных приводах постоянного тока магнитных систем с ненасыщенным ферромагнитным шунтом или конической формой полюсов сердечника и якоря.

5. Система автоматизированного проектирования арматурных электромагнитных приводов постоянного и переменного тока, позволяющая выполнять полный объем проектных работ.

6. Совокупность конструкторских и технологических решений, защищенных авторскими свидетельствами, отечественными и зарубежными патентами, обеспечивающая высокий технический уровень и эксплуатационную надежность трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом.

7. Разработка широкой номенклатуры клапанов с электромагнитным приводом и организация их серийного производства.

ДОСТОВЕРНОСТЬ НАУЧНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ и выводы по работе базируются на: накопленном опыте теоретических исследований, проектирования и крупномасштабного серийного производства различных конструкций клапанов с электромагнитными приводами постоянного и переменного тока, их всесторонних испытаний; использовании апробированных методов теорий электромагнитного поля, электропривода, электрических аппаратов, теплотехники; практике проектирования, производства и эксплуатации клапанов различного принципа действия и функционального назначения. Раскрытые в работе особенности физических процессов, свойственные электромагнитным приводам постоянного и переменного тока бессальниковых клапанов с металлической герметизирующей разделительной трубкой и учитываемые в предложенных методиках их расчета и проектирования, подтверждены результатами обширных экспериментальных исследований, а также эффективностью и надежностью функционирования разработанных и освоенных промышленностью рядов

клапанов с электромагнитным приводом, успешно применяемых в различных отраслях промышленности и в сельском хозяйстве.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ работы состоит в разработке: - научно обоснованных классификаций арматуры с электромагнитным приводом и самих приводов, позволяющая в зависимости от технических требований и условий работы выбрать наиболее рациональные конструкции арматуры и привода;

- комплекса математических моделей и соответствующих им пакетов прикладных программ для проведения проектного и поверочного расчетов электромагнитных приводов постоянного и переменного тока, получивших широкое применение в подотрасли арматуростроения;

- методов проектирования и рекомендаций по практической реализации электромагнитных приводов постоянного и переменного тока бессальниковых клапанов с металлической герметизирующей трубкой на основе опыта их внедрения и эксплуатации в различных отраслях промышленности;

- нормативных, руководящих и информационных материалов, в том числе ГОСТ 22413-77, ГОСТ 22413-89, РТМА-72-89, СТП 0781-171-74, СТП 07-81-492-92, СТП 07-81-9300-92 и др., в значительной мере определивших техническую политику и уровень разработок трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом на отечественных предприятиях;

- технологий производства и сборки, методов и средств испытаний, составивших базу для организации серийного производства [2,4,27,36,44,58,74,77].

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ осуществлена в процессе разработки и освоения серийного производства, выполненных под руководством автора:

- в научно- производственном объединении арматуростроения "Знамя Труда" им. И.И. Лепсе (г. Санкт-Петербург):

- 64 типоразмеров клапанов двухходовых запорных типа 2/2 с диаметром условного прохода = 3...150 мм на номинальное рабочее давление Рр - 6,65 10~3 ...6,5 МПа, температуру рабочей среды от -40 до +175°С;

-16 типоразмеров клапанов распределительных типа 3/2, 4/2, 5/2 Dy = 3...32 мм на Рр=15 MTIa, температуру рабочей среды от-50 до +70°С;

-81 типоразмера, 185 исполнений встроенных электромагнитных приводов с катушками постоянного и переменного тока с массивным магнитопроводом с тяговым усилием до 1200 Н и рабочим ходом якоря до 40 мм на различные режимы работы, предназначенные для управления трубопроводной арматурой; - 3 типоразмеров клапанов с электромагнитным приводом Dy -= 15, 100, 150 мм и Рр = 0,15...3,6 МПа с электромагнитным приводом повышенной надежности и высоким циклическим ресурсом, документация на которые продана по лицензии Болгарии. Основные узлы электромагнитных приводов, схемы управления ими и кинематика взаимодействия с затвором защищены 89 авторскими свидетельствами, 8 патентами ФРГ, Франции и Швейцарии, 12 патентами РФ. - на Пензенском арматурном заводе - 27 типоразмеров клапанов запорных Dy=3...40 мм и Рр = 0,15...2,5 МПа с малогабаритными высокоэкономичными электромагнитными приводами постоянного и переменного тока с герметизирующей разделительной трубкой и унифицированным массивным магнитопроводом, предназначенных для автоматизации технологических процессов и систем диагностики атомных станций, холодильных установок, различных типов судов, переработки продукции сельского хозяйства [107, 108, 111-113, 120, 123, 124, 133, 135,147, 150,208-212,216,218].

- на Семеновском арматурном заводе - 32 типоразмеров клапанов запорных и распределительных Dу = 6, 25, 50 и 65 мм, Рр = 0,001...2,5 МПа с электромагнитными приводами постоянного и переменного тока, предназначенные для автоматизации котельных и крупных холодильных установок, пропарочных камер и автоклавов на комбинатах стройиндустрии [111, 120, 138, 151, 157, 165, 171,216,218];

на Псковском электромашиностроительном заводе электромагнитных приводов типа ЭВ-1, ЭВ-2, ЭМП со сменными катушками постоянного и переменного тока (19 авторских свидетельств и патентов), предназначенных для управления клапанами запорными и распределительными;

- на машиностроительном предприятии "Корвет" (г.Курган) -клапанов запорных Бу =10 и 15 мм, Рр = 2,5 МПа с одно- и двух-зазорными электромагнитными приводами постоянного и переменного тока для холодильного машиностроения, электротехнической промышленности, линий гальванических покрытий [132, 148,163];

- на ПО "Прикарпатпромарматура" (г.Львов) - клапанов запорных Эу =10 и 15 мм, Рр = 2,5МПа с малогабаритным приводом для комплектации газовых горелок судовых установок, холодильных машин и гальванических линий.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы представлялись на различных этапах ее выполнения на многих конференциях, советах, совещаниях, в том числе за последние пять лет на: Всесоюзной конференции "Пути совершенствования работы по созданию трубопроводной арматуры высокого технического уровня для ведущих отраслей народного хозяйства" (г.Пенза, 1992г.); IV Всесоюзной конференции "Промышленная трубопроводная арматура, направления развития" (г.Ленинград, 1993г.); Совете ведущих специалистов арматуростроительных фирм ФРГ (ФРГ, г. Бад-Ойнхаузен, 1993г.); Совете главных специалистов Всесоюзной ассоциации арматуростроителей (г. Санкт-Петербург, 1995г.); международном семинаре "Автономные системы отопления и водоснабжения" (Израиль, г.Тель-Авив, 1995г.); семинарах научно-промышленной ассоциации арматуростроителей (г. Санкт-Петербург, 1995-96 гг.), а также ряде других конференций, семинаров и технических совещаний.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА. Начиная с 1961 г., автор непосредственно участвовал, а с 1979г. руководил разработками различных конструкций трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом, проведением государственных испытаний и постановкой производства на пяти заводах подотрасли арматуро-строения; организацией специализированных производств арматуры с электромагнитным приводом; созданием стендовой базы по испытаниям готовой продукции в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным; организацией подконтрольной эксплуатации арматуры с электромагнитным приводом в систе-

мах АЭС, промышленных предприятий и морских судах. Так, на Пензенском арматурном заводе в 1972-74гг. и на Курганском машиностроительном предприятии "Корвет" в 1978-79 гг. при техническом и научном руководстве автора организовано производство запорных клапанов с Бу = 3...15 мм на Рр = 2,5 МПа, конструктивные параметры которых отвечают мировому уровню. Клапаны закрыли потребности холодильной, микробиологической, газовой промышленности, судостроения, АЭС и др. В 1967 г. при непосредственном участии автора разработаны и освоены в серийном производстве клапаны распределительные пятиходовые с = 6 мм на Рр = 1 МПа с электромагнитным приводом постоянного и переменного тока на Семеновском арматурном заводе.

Под непосредственным руководством автора разработаны ГОСТ 22413- 89, РТМА-72-89, и др., расчетные методики и алгоритмы, САПР электромагнитных приводов клапанов, проведены работы по созданию рядов клапанов с электромагнитным приводом повышенной надежности для стационарных и судовых энергетических установок, автоматизированных котлоагрегатов теплиц и промышленных котельных, клапанов для систем безопасности АЭС, металлургических и химических комбинатов.

Совместно с ЦНИИ КМ "Прометей" и АООТ "Ижорские заводы" разработал и внедрил в производство коррозионностойкую магнитомягкую ферритную сталь 02X16 (ЭП-638) на НПОА "Знамя труда", Курганском машиностроительном предприятии "Корвет" и Пензенском арматурном заводе в качестве материала магнитопровода с заданным уровнем магнитных и служебных свойств для высоконадежной арматуры с электромагнитным приводом объектов атомной техники, энергетических установок ледокольного флота и судов специального назначения, АЭС [205]. Использование стали 02X16 позволило значительно сократить объем и массу электромагнитов, упростить технологию изготовления деталей магнитопровода, повысить эксплуатационные характеристики арматуры с электромагнитным приводом.

В период с 1973г.по 1996г. автор разработал, исследовал, внедрил и получил основные результаты по представляемой диссертации, а именно: создал и реализовал на практике современную концепцию производства встроенных электромагнитных

приводов с герметизирующей разделительной трубкой для бессальниковой трубопроводной арматуры; непосредственно участвовал в качестве руководителя в работах по созданию распределительных и запорных клапанов с электромагнитным приводом нового поколения, отработке и доведении их до заданных технических требований, поиске и внедрении эффективных технических решений, обеспечивающих мировой уровень изделий. Их принцип действия и конструкторские решения основных узлов широко применяются в большинстве выпускаемой в настоящее время трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом. Наиболее важные и приоритетные научно-технические решения, их новизна и значимость защищены 115 авторскими свидетельствами и патентами. За разработки и промышленное освоение трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом для различных отраслей промышленности и сельского хозяйства автор награжден двумя золотыми, двумя серебряными и тремя бронзовыми медалями ВДНХ, в 1983 и 1986 гг. ему присваивалось звание "Лучший изобретатель г.Ленинграда и области", в 1984 г. награжден знаком "Лучший изобретатель Минхиммаша", в 1988 г. присвоено звание "Заслуженный изобретатель РСФСР".

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 218 работ, в том числе 8 монографий, 23 брошюры, 5 учебных пособий, 115 авторских свидетельств и патентов Российской Федерации, 11 патентов ФРГ, Франции и Швейцарии, которые отражают основное содержание работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

1. Трубопроводная арматура с электромагнитным приводом.

1.1. Характеристика и анализ арматурных электромагнитных приводов.

Арматура с электромагнитным приводом (АЭМП) получила широкое распространение для полной или частичной автоматизации технологического оборудования, работа которого связана с

необходимостью управления потоками рабочих жидких и газообразных сред. Наряду с электромагнитным приводом в трубопроводной арматуре (T1IA) используется электромоторный привод. Однако, их области применения достаточно строго разграничены. Электромоторный привод, выполненный, как правило, на базе асинхронного двигателя с редуктором, используется в ТПА с условным диаметром прохода более 300 мм, то есть в магистральных трубопроводах. Для указанных сечений, требующих значительных перемещений рабочего органа, применение электромагнитного привода менее эффективно из-за значительного увеличения массогабаритных показателей и энергопотребления. Другое принципиально важное отличие - невозможность изготовления бессальниковой арматуры с электромоторным приводом.

В арматуре же с электромагнитным приводом его исполнительный элемент - якорь, совершающий возвратно-поступательное или поворотное движение, непосредственно соединяется с рабочим органом арматуры или совмещает в себе обе функции - перемещения и управления потоком рабочей среды. Конструкция позволяет ввести между якорем и остальной частью электромагнита разделительный экран и создать герметичную относительно внешней среды полость, внутри которой перемещается якорь. Наиболее распространено размещение якоря во внутренней полости герметизирующей трубки, которая соединена с рабочей полостью корпуса клапана. Таким образом достигается полная герметизация клапана, но сердечник при этом находится в непосредственном контакте с рабочей средой и воспринимает ее воздействие.

Такая особенность конструкции предопределила основную область применения АЭМП - управление потоками агрессивных, токсичных, пожаро- и взрывоопасных, радиоактивных, особо текучих сред или на трубопроводах глубокого вакуума. АЭМП применяются в запорной, распределительной, смесительной и регулирующей ТПА с условным диаметром прохода Dy от 0,8 до 300мм, со следующими параметрами рабочей среды: давление от МО"13 до 70 МПа, температура от -200 до +500°С, вязкость до 38-10"5 м2/с.

Клапаны с герметичным электромагнитным приводом, отличающиеся конструкциями, назначением и областями использования, в количествах, исчисляемых миллионами штук в год, выпускаются многими отечественными и зарубежными предприятиями и фирмами.

Ведущими отечественными предприятиями, занимавшимися разработкой и производством АЭМП на протяжении последних десятилетий были: Центральное конструкторское бюро арматуро-строения (ЦКБА) и Научно-производственное объединение арма-туростроения "Знамя труда" им.Лепсе (г. Санкт-Петербург), с 1997 г. АО "Знамя Труда", Пензенский и Семеновский арматурные заводы, машиностроительное предприятие "Корвет" (г. Курган). За рубежом наиболее известны фирмы: "Danfoss" (Дания); "ASCO" (Голландия); "Herion", "Buschios", "Klaus Ficher" (ФРГ); "Fip" и "Sirai" (Италия); "Alcon" (Великобритания); "Skinner" (США); "Lucifer" (Швейцария) [18, 34,35, 41, 46].

Многообразие трубопроводной арматуры, составляющее сотни разновидностей только по номенклатуре, требовали анализа и систематизации всей выпускаемой ТПА и на их основе разработки соответствующей классификации, позволяющей сделать целенаправленными как выбор, так и проектирование ТПА с электромагнитным приводом.

В результате работы, выполненной автором в семидесятых -восьмидесятых годах, были предложены три схемы классификации, отражающие основные задачи проектирования и производства ТПА с электромагнитным приводом.

1. Классификация по общим требованиям к ТПА и условиям эксплуатации, в основу которой положены: функциональное назначение; способ перекрытия потока рабочей среды; способ герметизации рабочей полости; тип приводного электромагнита; режим работы привода и т.д. [11,63, 98].

2. Классификация по конструкторским и технологическим решениям в зависимости от: вида рабочей среды и ее параметров (давления, температуры, вязкости и т.п.); степени герметичности; ресурса работы; технологичности и стоимости изготовления; требований по эксплуатации и ремонту [11,63,98].

3. Классификация электромагнитных приводов по: характеру движения якоря; конструкции магнитопровода; роду питающего напряжения; температурному диапазону; конструктивному исполнению; контактированию якоря с рабочей средой и т.д. [10, 56,98].

Предложенные классификации составили основу концепции разработки и производства ТПА с электромагнитным приводом, что являлось одной из задач данной диссертации.

Другим результатом проведенной работы явились публикации, в основном без соавторов, в виде монографий, в том числе -справочников, справочных пособий, каталогов, статей и докладов, а также разработка ГОСТов, отраслевых научно-технических программ и нормативно-технических документов, выполненных под руководством автора диссертации или при его участии. Аналитический обзор, носивший комплексный характер, включал также оценку состояния и уровня научно-исследовательских работ по АЭМП и научно-методических основ их проектирования, послуживший основой для формирования направлений дальнейших исследований и их конкретизации.

1.2. Специфика герметичных АЭМП.

Отличительные атрибуты встроенных арматурных герметичных электромагнитных приводов - наличие герметизирующей разделительной трубки и нахождение рабочей среды внутри электромагнита - обусловливают ряд их особенностей, основными из которых являются:

- значительные "паразитные" (нерабочие) зазоры в магнито-проводе, зависящие от толщины разделительной трубки, которые соизмеримы, а при высоких давлениях рабочей среды превышают величину рабочего зазора между якорем и полюсом электромагнита;

- непосредственный контакт якоря с рабочей средой, вынуждающий использовать для его изготовления низкокачественные по магнитным свойствам ферромагнитные нержавеющие стали;

- сильное тепловое воздействие рабочей среды, существенным образом влияющее на тепловые режимы АЭМП, выбор материалов (прежде всего обмотки) и технологических зазоров;

- применение унифицированной магнитной системы, выполненной из сплошных (нешихтованных) деталей магнитопро-вода, со сменными катушками постоянного и переменного токов.

Преимущественное применение герметичных АЭМП для работы с опасными рабочими средами или в помещениях, длительное время необслуживаемых по условиям эксплуатации, помещениях требуют: высокой надежности в течение заданного времени; большого циклического ресурса работы; безотказной работы в условиях: повышенной влажности и запыленности окружающей среды, повышенной или пониженной температур окружающей и рабочей сред, воздействия ударов, качки и вибраций; обеспечения минимальной величины акустического шума и т.п.

Указанные особенности существенно отличают герметичные встроенные АЭМП от электромагнитных механизмов общетехнического назначения как в конструктивном исполнении, так и в методах расчета и конструирования.

Одна из таких проблем - согласование характеристик привода и нагрузки - существенно важна для любых приводных систем, так как позволяет минимизировать потребляемую мощность и массогабаритные показатели привода и одновременно обеспечить надежную работу всего механизма. Однако в герметичных АЭМП из-за повышенных требований к надежности и ресурсу работы она особенно актуальна. В то же время ее решение затруднено из-за отсутствия доступа к якорю, невозможностью непосредственного измерения параметров движения (усилий, перемещений, скоростей) и в итоге измерения нагрузочной характеристики, без чего невозможно и формирование оптимальной тяговой характеристики АЭМП. Благодаря теоретическим и экспериментальным исследованиям, выполненным автором, был предложен оригинальный метод определения взаимодействующих сил при различных значениях рабочего зазора электромагнита и перепадов давления рабочей среды на клапане [15, 36, 39]. Разработана методика определения составляющих противодействующих

сил, применение которой позволяет детально исследовать величину и характер их изменения. Исследования основных видов ТПА, выполненные по предложенной методике, позволили установить требования к тяговой характеристике электромагнита. Для клапанов нормально закрытого типа тяговое усилие должно быть максимальным в начальном положении и оставаться постоянным (или невозрастающим) при последующем движении якоря, чтобы уменьшить динамический удар в конце хода и механический износ деталей арматуры. Напротив, в клапанах нормально открытого типа, у которых наибольшее воздействие рабочей среды проявляется в конце хода, необходим АЭМП с возрастающей тяговой характеристикой.

Таким образом, для ТПА необходимы АЭМП двух типов тяговых характеристик, что служит основой выбора конструкции АЭМП. Указанные положения были использованы в дальнейшей деятельности не только самим автором, но и всеми проектными организациями, занимающимися разработкой трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом.

1.3. АЭМП постоянного и переменного токов.

В зависимости от рода тока источника питания АЭМП разделяются на группы постоянного и переменного тока. По одному из основных требований - возможности реализации оптимальной тяговой характеристики - оба вида ему удовлетворяют. Поэтому при выборе типа АЭМП определяющими выступают иные, в ряде случаев не менее важные факторы, такие, как технологичность и стоимость изготовления, условия эксплуатации, надежность и т.п.

Основной недостаток АЭМП постоянного тока - потребность в источнике постоянного тока - сравнительно просто решается установкой простейшего выпрямителя, что при современном уровне развития электронной техники не составляет проблем. Другим их недостатком является значительная зависимость тягового усилия от нагрева обмотки.

В то же время они обладают рядом неоспоримых преимуществ по сравнению с АЭМП переменного тока, среди которых:

- технологичность изготовления, определяющаяся допустимостью изготовления деталей магнитопровода сплошными из специальных коррозионностойких нержавеющих сталей, не требующих специальных покрытий для работы в агрессивной среде;

- высокая эксплуатационная надежность, обусловленная стабильностью времени срабатывания и отсутствием недопустимого перегрева обмотки при заклинивании якоря в промежуточном положении;

- отсутствие шума и вибраций при притянутом якоре, что обеспечивает высокие виброакустические характеристики;

- возможность варьирования формой тяговой характеристики для согласования с нагрузкой.

Достоинства АЭМП переменного тока:

- возможность питания непосредственно от промышленной

сети;

- естественная форсировка при включении, связанная с зависимостью реактивного сопротивления обмотки на переменном токе от положения якоря. Оно минимально в начальном положении якоря и возрастает при его перемещении. В результате тяговое усилие при включении максимально и при дальнейшем движении остается практически постоянным, благодаря чему достигается высокое быстродействие.

Основные недостатки АЭМП переменного тока:

- связанный с естественной форсировкой при включении двух- шестикратный ток по сравнению с номинальным значением, снижающийся до номинального в конечном положении. При заклинивании якоря это может стать причиной перегрева и разрушения изоляции обмотки;

- применение сплошных магнитопроводов на переменном токе приводят к большим потерям энергии на вихревые токи, для снижения которых магнитопровод должен выполняться шихтованным, что усложняет конструкцию и технологию изготовления АЭМП;

- значительный нагрев, обусловленный потерями на гистерезис стали и вихревые токи в разделительной трубке и коротко-замкнутом витке, а также зазорами в магнитопроводе, как конструктивными, так и связанными с отложениями на поверхности

якоря химических примесей и твердых частиц, находящихся в рабочей среде;

- вибрации и шум притянутого якоря, которые в эксплуатационных условиях могут усиливаться трубопроводом.

Отмеченные недостатки снижают эксплуатационную надежность АЭМП переменного тока. Тем не менее, количественно они являются наиболее распространенными в трубопроводной арматуре общетехнического назначения.

АЭМП постоянного тока применяются прежде всего в таком оборудовании, где требуется высокая надежность, а также в тех установках, чаще всего автономных, где отсутствует промышленная сеть переменного тока.

1.4. Выводы.

Герметичные электромагнитные приводы трубопроводной арматуры принципиально отличаются от электромагнитов общетехнического назначения как конструктивно, так и по тепловым режимам работы. Увеличенные паразитные зазоры, что связано с обязательным использованием разделительных трубок, существенно влияют на распределение магнитного поля в зазорах и, как следствие, на методы расчета магнитной системы и тяговых характеристик.

Прохождение потока рабочей среды внутри электромагнита, учитывая возможный значительный диапазон ее температур, кардинально влияет на распределение тепловых потоков в электромагните, из-за чего общепринятые методы тепловых расчетов не применимы. Агрессивные свойства и параметры рабочей среды предъявляют повышенные требования к используемым материалам, элементам конструкции, технологии производства, надежности АЭМП [3,7,20,и др.].

Указанные проблемы определили задачи теоретических исследований, связанные с разработкой или развитием методов электромагнитных и тепловых расчетов АЭМП и на их основе оптимизации параметров электромагнитов, а также вопросы технического характера, совокупность которых составляет концепцию производства герметичных АЭМП.

2. Теоретические основы проектирования арматурных электромагнитных приводов постоянного тока.

Для обеспечения надежности АЭМП необходима возможно более полная и точная информация о тепловых и электромагнитных процессах, которая бы позволила оценить соответствие АЭМП техническим требованиям. Учитывая сложность протекания этих процессов, указанная цель может быть достигнута только при сочетании интегральных и полевых методов расчетов и исследований АЭМП, что положено в основу в настоящей работе.

В соответствии с принятой концепцией, на стадии проектного расчета производится выбор конструкции и критерия оптимизации, согласно которому затем производятся расчеты элементов конструкции и усредненных параметров и характеристик АЭМП [3, 8, 33, 42, 43, 75, 80, 90, 91, 96]. Для уже определенной конструкции при поверочных расчетах производятся расчет и анализ магнитного и теплового полей, позволяющие по пространственному распределению магнитного потока и температуры объективно оценить работу и характеристики АЭМП при различных режимах работы и параметрах рабочей и окружающей сред [3, 30].

2.1. Методики проектного расчета АЭМП .

Выбор конструкции электромагнита и оптимизационный расчет его параметров были обоснованы и разработаны автором в кандидатской диссертации [3, 15, 19]. Для сравнительной оценки различных конструкций предложен обобщенный показатель П:

Л

(Ш)2а>0

где Рэ - тяговое усилие электромагнита; -ток и число витков обмотки; Эя - радиус якоря; ц0 - магнитная проницаемость воздуха. Определяющим размером принят радиус якоря, так как от него зависят объем электромагнита и тяговое усилие. Намагничивающей сила Б = Ш характеризует тяговое усилие и потребление энергии. Таким образом П, являясь удельным показателем, по-

п= . 0)

зволяет сравнивать различные конструкции независимо от их размеров и мощности.

Проведенный по предложенному показателю сравнительный анализ всех известных конструкций магнитных систем показал, что наибольшие значения тягового усилия Рэ в начале хода и близкие к нему на протяжении всего хода, имеют броневые втяжные электромагниты с ненасыщенным ферромагнит шунтом [42, 75, 80, 96]. Достаточно высокие в начале хода и существенно возрастающие значения Рэ к концу хода имеют электромагниты с коническими или усеченно-коническими полюсами [65, 75, 90, 91]. На этом основании указанные конструкции были использованы при разработке большинства АЭМП, выполненных автором, и являются предметом исследования в данной работе.

В сложившейся практике проектирования электромагнитов расчет параметров конструкции производится по условию минимизации массы, объема, потребляемой энергии, времени срабатывания, стоимости и т.п., либо на максимальные значения усилий или условной полезной работы. Для АЭМП с герметизирующией разделительной трубкой предлагается использовать в зависимости от назначения два критерия: минимум объема или условного коэффициента полезного действия г|* = ^ , где 8 -

N -Т

начальный зазор; N - потребляемая мощность; Т - постоянная времени электромагнита при зазоре 5 [3, 5, 15].

Предложенная методика оптимизационного расчета АЭМП, базирующаяся на теории магнитных полей и методе сосредоточенных параметров, включает определение в общем виде зависимостей магнитных проводимостей рабочего и паразитных зазоров, магнитного потока и индукции в различных сечениях магнитной системы, а также намагничивающей силы по геометрическим размерам элементов конструкции магнитной системы. Эти зависимости позволяют связать Рэ, N и Т и через них объем V и условный к.п.д. "л* с геометрическими размерами, после чего методами вариационного исчисления производится их минимизация и определение оптимальных соотношений размеров. Ограничениями при оптимизации принимаются значения допустимой температуры перегрева обмотки и максимальной индукции во всех

сечениях магнитопровода, соответствующие выбранным материалам обмотки и магнитопровода [33, 43, 57, 65,75, 80, 91, 96].

Для оценки на стадии проектирования нагрева частей электромагнита, максимального значения и координаты наиболее нагретой части разработана методика инженерного теплового расчета, учитывающая нагрев только теплотой, выделяемой в обмотке за счет протекающего в ней тока, то есть без учета теплового воздействия рабочей среды. Для определения температуры нагрева частей электромагнита в установившемся режиме используется метод эквивалентных тепловых схем. Учет неоднородности электромагнита в тепловом отношении осуществляется представлением всего объема конечным числом идеальных однородных элементарных объемов. При этом процесс нагрева элементарного объема представляется как его нагрев от внутренних источников и теплообмен с граничащими с ним элементами [67, 69, 88, 92, 95].

С учетом принятых допущений определение температуры 5 сводится к решению системы простых дифференциальных уравнений:

= —[-»!>■+ - ®|)+...+Р,],

¡=1 Л 1 л

где Р| - потери в ¡-ом элементе; ^¡^ , - тепловые проводимости между Ьым и, соответственно, ¡+1 и М элементами; , С(, у-, -температура, теплоемкость и плотность материала 1-го элемента.

Разработаны методики расчета и соответствующие формулы для тепловых проводимостей Я в зависимости от формы и размеров элементарных объемов и направления тепловых потоков [8, 66,101,103].

Для проведения как электромагнитных, так и тепловых расчетов создано необходимое программное обеспечение [94, 97]. Разработанные методики отличаются от использовавшихся ранее для электромагнитов общетехнического назначения новыми формулами для расчета магнитных проводимостей рабочего и паразитного зазоров. Они были разработаны впервые и их эффективность и работоспособность, обеспечивающие необходимую для инженерных расчетов точность, подтверждены многолетним опытом проектирования на всех предприятиях подотрасли.

2.2. Расчет магнитных полей и тяговых характеристик АЭМП.

Приближенные методы, используемые при предварительных проектных расчетах, позволяют создать работоспособный образец, но в большинстве случаев из-за упрощенного представления топографии магнитного поля они не дают необходимой точности в определении таких интегральных характеристик, как проводимости воздушных зазоров, потокосцепление обмотки и в целом выходных параметров и характеристик АЭМП.

Наиболее универсальные и точные математические модели и методы могут быть построены только на базе теории поля. Информация о пространственном распределении физических величин, определяющих электромагнитные и тепловые процессы, позволяют избежать допущений, неизбежно принимаемых в теории цепей,

Повышенные требования к надежности АЭМП с герметизирующей разделительной трубкой и необходимость формирования обоснованных допусков на изготовление, учитывая их массовое производство, обусловили необходимость разработки полевых методов расчета АЭМП. Математическая модель, позволяющая по известной геометрии магнитной системы, характеристикам используемых материалов и другим параметрам рассчитать магнитное поле и силовую характеристика АЭМП, базируется на уравнении, полученном го системы уравнений Максвелла:

-<Нуу§га<1А + ^ = р, (2)

г

где у = Цо"1 - для воздушных зазоров и области, занимаемой обмоткой; у = ц"1 - для ферромагнитных элементов; (д0, ц - магнитные проницаемости воздуха и стали магнитопрово-да; Р = 0 для воздуха и ферромагнетика; Р = 5 - для области, занятой обмоткой с плотностью тока 8; А -векторный магнитный потенциал; г - радиус исследуемой точки.

На внутренних границах раздела сред с разными магнитными свойствами должны выполняться граничные условия:

А+ = А"

го1А го!А _

—I---г->п

= 0,

Ц М-

где п - внешняя нормаль к поверхности раздела сред, внутренняя область которой обозначена знаком минус, а наружная - плюс. Учитывая, что для броневых конструкций электромагнита магнитное поле во внешней области отсутствует, граничное условие для внешних границ принято: Аг = 0. С учетом осевой симметрии броневых электромагнитов используется цилиндрическая система координат с координатами т и Z. Составляющие вектора индукции Вг и В2 магнитного поля выражаются через векторный магнитный потенциал следующим образом:

Вг = ; в. = = А (3)

дг г дт дт г

Математическая модель (2) совместно с граничными условиями составляют краевую задачу расчета стационарного магнитного поля. В дальнейшем она преобразуется в дискретную модель, зависящую от избранного метода решения задачи. В результате сравнительного анализа методов конечных разностей, интегральных уравнений и конечных элементов, отдано предпочтение методу конечных элементов, так как он позволяет решать задачи в области с произвольной формой границ, а алгоритм решения не зависит от наличия кусочно-однородных подобластей, в том числе и нелинейных.

Для дискретизации расчетных областей использованы треугольные конечные элементы. Вычисление значений векторного магнитного потенциала А, производимое по методу Галеркина, сводится к решению системы уравнений:

Ц к \ М- к I к I к I

(4)

где:

рг°=2я[г<ч2 /

5<к)

2 г(Эф|к> ду?д^Л

дт дт дъ дх

•(В;

8<к)

4}

= 2я[г(к)]2 | Ф<к>с18;

5(к>

/фГФ^б.

Б'

Э(к) - поверхность к-того элемента дискретизации; 8'- элемент поверхности раздела сред с различными магнитными свойствами, соответствующий к-тому элементу; ц* принимает значения ця; рст; цк соответственно области, в которой находится к-тый элемент (якорь, полюс или корпус); г(к) - средний радиус к-того треугольника; Рч - радиус соответствующей поверхности раздела сред.

По вычисленным значениям А, пользуясь (3), определяются составляющие индукции В и затем по формуле Максвелла усилие, действующее на якорь электромагнита:

1

р=-ч

Б

В(Вп)-^В2п

1

(5)

] НО 5

где Г - удельное усилие на элемент поверхности (18. При расчетах используются составляющие индукции магнитного поля для элементов, примыкающих к соответствующим поверхностям со стороны воздуха. Для малых воздушных зазоров между ферромагнитными областями вводится эквивалентная магнитная проницаемость, которая определяется из равенства магнитных прово-димостей реально существующих последовательно включенных ферромагнитных и воздушных участков и эквивалентного беззазорного слоя.

Разработанная методика доведена до практического использования в виде необходимого программного обеспечения для различных типов магнитных систем и материалов. На рис. 1 приведены тяговые характеристики для полюсов в форме усеченного ко-гР но 4.о нуса. Расхождение

Рис. 1. Тяговые характеристики: 1,3 - опытная и расчетных И ЭКСПерИ-расчетная зависимости для электромагнита ментальных ХЗОаКТе-с трубкой из немагнитного материала; 2,4 -

то же из ферромагнитного материала рИСТИК не Превышает

5-6 %. Оно зависит, главным образом, от выбора конфигурации конечно-элементной расчетной сетки и задания эквивалентных магнитных проницаемостей технологических зазоров [65, 67, 93].

2.3. Расчет стационарного температурного поля АЭМП постоянного тока.

Расчет осесимметричных стационарных температурных полей базируется на общем дифференциальном уравнении теплопроводности, которое в декартовой системе координат имеет вид:

дг

дТ 5х

дк ду

с

К

ОТ ду)

-q = 0;

(6)

с граничными условиями, учитывающими конвективный теплообмен:

Àx^+Àyf^-a(T-Toc) = 0; Эх ду

с граничными условиями для теплонепроницаемой границы

— = 0 или с граничными условиями первого рода — = Т *. Здесь дп х

обозначено: и Ху - коэффициенты теплопроводности в текущей

точке расчетной области по осям X и Y; Т(х,у) - искомая функция

распределения температуры; q - объемная плотность источников

нагрева; 1Х и - направляющие косинусы нормали теплоотдаю-

щей поверхности по отношению к осям координат; а - коэффициент теплоотдачи конвекцией в окружающую среду; Тох - температура окружающей среды; п - нормаль к внешней теплоотдающей Т

поверхности; — температура на границе расчетной области; Т* -х

известное значение температуры на границе расчетной области.

В вариационной трактовке метода конечных элементов, который для единства подхода принят и для расчета тепловых полей, решение уравнения (6) эквивалентно отысканию минимума энергетического потенциала: , 2

F = Ij ? J

дх

+ rL

'ЭТУ

ду)

-2rTq

dV+J~(T-T0C)MS, (7) s 2

ч

где V, Б - объем и внешняя поверхность расчетной области.

С целью повышения точности и сокращения вычислительных операций для разбиения расчетной области были использованы наряду с треугольными и прямоугольные конечные элементы. Разработаны расчетные соотношения и алгоритмы вычисления энергетического функционала (7) как для обеих форм конечных элементов, так и для совместного решения по всей расчетной области. При построении алгоритма расчета учтено изменение коэффициентов теплопроводности и теплоотдачи от температуры

где Р - температурный коэффициент теплопроводности; 1опр - определяющий размер (обычно высота электромагнита).

Решение системы нелинейных уравнений производится методом простой итерации.

Для расчета тепловых полей разработан пакет программ для персональных компьютеров типа ЮМ PC/AT. Многочисленные расчеты и исследования показали, что предложенная математическая модель адекватно отражает физическую картину геплорас-пределения в электромагните. Она позволяет выявить влияние тех или иных конструктивных решений на теплораспределение и максимальную величину температуры. В частности показано, что наибольшее влияние на величину температуры наиболее нагретых точек оказывает воздушный зазор между катушкой и разделительной трубкой, а также соотношение между высотой и толщиной обмотки [69,79, 92].

3. Теоретические основы проектирования АЭМП переменного тока.

Наиболее существенные особенности АЭМП при питании их обмоток переменным током:

1) зависимость намагничивающей силы ( за счет изменеия реактивной составляющей сопротивления обмотки) от величины рабочего за зора;

0,25

2) значительное влияние вихревых токов при нешихтован-ном магнито проводе, проявляющееся в уменьшении тягового усилия и увеличении нагрева.

При производстве электромагнитных клапанов не только постоянного, но и переменного тока традиционно используются броневые конструкции. Это связано со стремлением, учитывая массовое производство, к унификации узлов магнитопровода, упрощению технологии и снижению стоимости их изготовления. Поэтому радикальное снижение влияния вихревых токов за счет использования шихтованных деталей магнитопровода возможно лишь в ограниченных случаях. Влияние вихревых токов непосредственно связано с формой и размерами элементов магнитопровода, а также наличием замкнутых токопроводящих контуров (разделительная трубка, короткозамкнутый виток и др.). В связи с этим их расчет может быть выполнен только для заданной конструкции.

Таким образом, проектный и оптимизационный расчеты АЭМП переменного тока должны проводиться в два этапа. На первом этапе, используя принципы, аналогичные оптимизации АЭМП постоянного тока и основанные на минимизации массы или других показателей, определяются геометрические размеры элементов магнитопровода. На втором этапе рассчитываются вихревые токи и оптимизируется величина индукции в рабочем зазоре.

В развитие предложенного подхода разработаны методики расчетов, основанные на методе магнитных цепей и теории поля.

Полученные при этом соотношения а = р = ^; Л = ~ между диаметром якоря <3Я и длинами других участков магнитопровода : 1 - катушки, Ь^. - полюса и Ьв - воротничка позволяют в зависимости от заданных величин начальных усилия Р3 и зазора 83 выбрать оптимальную геометрию магнитной системы, при которой ее масса минимальна. В частности, для АЭМП переменного тока с плоскими торцами якоря и полюса оптимальные значения указанных параметров: а = 3; р = 0,3; т| =0,5 [58, 86, 89, 90, 91, 96].

Взаимодействие вихревых токов с основным потоком изменяет распределение магнитного поля, что отражается на величине тягового усилия и кроме того создает дополнительные потери энергии и нагрев. Учет этого явления особенно важен в тех случаях, когда магнитная система выполняется из нешихтованных элементов.

Для расчета вихревых токов принята модель, согласно которой магнитная цепь разделена на три участка: полюс, воротничок и участок , свободный от втулок, а сам электромагнит представляется трансформатором, соответственно, с тремя вторичными короткозамкнутыми обмотками. Определение активных сопротивлений вторичных обмоток гв производится по эффективной глубине проникновения электромагнитной волны в якорь:

А =

I соуц

где у и ц -удельная электрическая проводимость и

средняя магнитная проницаемость материала якоря.

Модель позволяет определить потокораспределение в магнитной системе и среднее значение тягового усилия с учетом влияния вихревых токов. Разработаны методики расчета при больших рабочих зазорах (5 > 0,2с1я), когда не учитываются процессы в полюсном экране, и при малых зазорах (6 < 0,2с1я), когда учитываются как магнитные сопротивления стальных участков магнитопровода, так и короткозамкнутый виток на торце якоря

или полюса [40]. На рис.2 приведены расчетная и экспериментальная тяговые характеристики. Расхождение значений тягового усилия не превышает 5%.

Вопрос о расчетах индукции в рабочем зазоре АЭМП переменного тока с нешихтованным магнитопро-водом имеет свои особенности и потому применение для этих целей методик расчета, используемых для АЭМП с

Рис. 2. Тяговые характеристики электромагнита: 1 - расчетная, 2 - опытная

шихтованным магнитопроводом, приводят к увеличению погрешности расчетов в 2+3 раза. В связи с этим был разработан новый подход к расчету индукции в зазоре на заданную величину потребляемой мощности. Согласно ему, значение индукции, рассчитываемое обычно по формуле Максвелла, принимается лишь как начальное, а затем с учетом потерь в стали на вихревые токи и гистерезис определяются новые значения индукции в зазоре и отдельных частях магнитопровода. Расчеты индукции базируются на законе полного тока и совмещены с оптимизацией геометрии магнитной системы по минимуму массы или потребляемой мощности. Благодаря более высоким точностям расчетов, методика получила широкое распространение в практике проектирования АЭМП переменного тока с нешихтованным магнитопроводом.

Рассмотренные методики, достаточные для выполнения проектных расчетов, не позволяют составить фактическую картину магнитного поля, с помощью которого можно было бы выявить локальное насыщение отдельных участков магнитопровода и пространственное распределение потерь энергии, необходимое для тепловых расчетов.

Для этих целей, как и в АЭМП постоянного тока, используется модель, построенная на базе теории поля. В ее основе те же уравнения Максвелла (2), но магнитное поле на переменном токе принимается квазистационарным с векторным магнитным потенциалом, являющимся комплексным числом. При этом возможны два подхода. Первый, основанный на предположении о синусоидальности токов и векторного магнитного потенциала, приводит к удвоению размерности решаемой задачи. Кроме того допущение о синусоидальности вихревых токов не соответствует действительности, поскольку векторный магнитный потенциал А представляет периодическую несинусоидальную функцию времени, спектр гармоник которой отличается от спектра гармоник плотности тока.

Более строгим является представление А в виде функции не только координат, но и времени, что к тому же не приводит к увеличению размерности системы уравнений и упрощает переход от расчета магнитного поля переменного тока к уже разработан-

ному расчету на постоянном токе. Кроме того принимается, что

плотность тока в области, занимаемой обмоткой, определяется

( йЧЛ w

выражением: y(t)= Ura sin cot---, где w, R, SKaT - число

v dt J RSKar

витков, сопротивление и сечение окна катушки; - потокосцеп-ление обмотки.

Задача сводится к решению системы нелинейных дифференциальных уравнений вида: л\

irX-ï^+Sv^lAjbf (8)

k dt k V k

относительно искомых Aj(t). Коэффициенты d¡j, by, Су составляются в соответствии с методом конечных элементов и являются сложными нелинейными функциями. Для их вычисления предложена методика, основанная на методах Адамса- Маултона первого и второго порядка. В результате решения системы определяются векторный магнитный потенциал A(t) и его производная. Интегрирование системы проводится в течение двух периодов питающего напряжения. По мгновенным значениям A(t) и составляющим индукции для второго периода вычисляются среднее или действующее значения таких интегральных параметров как электромагнитная сила, потери на вихревые токи и гистерезис в элементах магнитной системы, а также в короткозамкнутом витке [69, 84,92, 93, 103].

Поскольку характер процессов теплопереноса в АЭМП постоянного и переменного тока одинаков, то и методика теплового расчета отличается лишь в учете дополнительных источников потерь энергии. Для этого используются значения потерь на вихревые токи и гистерезис, а также их распределение по объему электромагнита, полученные при электромагнитных расчетах. Сопоставление результатов расчетов с полученными экспериментально показывают их хорошее совпадение. Так, для среднего значения электромагнитной силы величина погрешности не превышала 69 %, причем наибольшие значения соответствуют меньшим зазорам. Они имеют характерную форму уменьшение скорости нарастания индукции в первой половине периода и замедление во второй половине. Этот эффект более резко проявляется при уменьшении величины зазора.

4. Концепция проектирования и производства АЭМП.

Практическая реализация сформулированных выше теоретических положений и последующие подготовка и освоение серийного производства потребовали разработки мероприятий организационного, методического и производственного характера, которые в комплексе составили концепцию производства АЭМП. Направления и содержание этой работы в значительной мере определили два обстоятельства:

1) отмеченные ранее большая номенклатура клапанов с электромагнитным приводом, многообразие видов и параметров рабочей среды, а также режимов работы и условий эксплуатации;

2) статус научно-производственного комплекса электромагнитной арматуры АО "Знамя труда", которым с 1979 г. руководил автор, в качестве головной организации подотрасли, координирующей все работы данного направления в стране, ответственной за техническую политику и уровень всех разработок, а также выпуск нормативной и технической документации.

4.1. Система автоматизированного проектирования электромагнитных приводов клапанов (САПР ЭПК).

Необходимость разработки и использования САПР ЭПК была обусловлена сложностью и большим объемом вычислений при решении полевых задач, неизбежностью применения итерационных методов синтеза магнитных систем и конструкций клапанов, большим объемом выходной технической документации, огромным количеством проектов (более тысячи типоразмеров за последние 20 лет).

Созданная САПР ЭПК включает две проектирующие подсистемы: автоматизации расчетных работ (ПАРР) и автоматизации чертежных работ (ПСАЧР), а также две обслуживающие подсистемы: управления базой данных и мониторная.

Основными функциями ПАРР являются: решение задач параметрического синтеза и анализа электромагнитного привода; получение расчетным путем значений технических параметров и характеристик АЭМП в объеме традиционной расчетной записки,

входящей в состав комплекта технической документации. Программное обеспечение ПАРР, выполненное на языках БЭЙСИК и ПАСКАЛЬ, включает в себя десять пакетов прикладных программ: 1)проектный и поверочный расчеты АЭМП постоянного тока; 2) проектный расчет АЭМП с ненасыщенным ферромагнитным шунтом; 3) расчет электромагнитного поля и интегральных характеристик АЭМП постоянного тока; 4) расчет температурного поля АЭМП постоянного тока методом конечных элементов; 5)расчет температурного поля АЭМП постоянного тока методом эквивалентных схем; 6) проектный и поверочный расчеты АЭМП переменного тока; 7) расчет электромагнитного поля и интегральных характеристик АЭМП переменного тока; 8) расчет температурного поля АЭМП переменного тока; 9) расчет параметров и характеристик упругих элементов АЭМП; 10) расчет параметров надежности клапана.

Каждый пакет имеет управляющую и набор функциональных программ. С помощью ПСАЧР выполняются: 1) деталиро-вочные чертежи АЭМП и клапана заданной конструкции; 2) дета-лировочные чертежи АЭМП новой конструкции; 3) сборочные чертежи АЭМП и клапанов (полный комплект); 4) техническая текстовая документация; 5) рекламно-информационные листы. В качестве базового программного обеспечения использованы диалоговая система коллективного пользования PRIMUS и чертеж-но-графическая система AutoCAD, программы чертежей написаны на языке AutoLISP. Программное обеспечение ПСАЧР состоит из шести пакетов прикладных программ.

Разработанная САПР ЭПК позволила в 2+3 раза сократить время проектирования, уменьшить стоимость проектных работ и объем экспериментальных исследований. В области проектирования АЭМП она является единственной известной системой, обеспечивающей автоматизацию более 60% проектных процедур [94,97,101,103].

4.2. Методическое, информационное и нормативное обеспечение предприятий подотрасли.

Для методического и информационного обеспечения предприятий и организаций, занимающихся разработкой и производством клапанов с электромагнитным приводом, а также учебных заведений были опубликованы труды, содержащие результаты выполненных автором теоретических исследований, методов проектирования, обзора и анализа отечественных и зарубежных разработок, конструкторских и технологических решений, а также организации производства и эксплуатации. Общее число публикаций - 218, среди них: 1) восемь монографий [1-8], в том числе один каталог [6], три справочника [2, 4,5], три пособия по монтажу, эксплуатации и ремонту [4,27,29], 103 авторских свидетельства СССР [104-207], 18 патентов Российской Федерации [150, 161,163,165,177,178,181 и др.], 11 патентов ФРГ, Швейцарии, Франции на изобретения [208-218]; 2) двадцать три брошюры [931], содержащие сведения о базовых [22] и новых [9] конструкциях, обзор и анализ продукции и опыта зарубежных фирм [17, 18,24,31], тенденциях развития [23,26], опыте производства и эксплуатации [27,29], а также общую и оперативную информацию по всем видам клапанов с электромагнитным приводом [1103]; 3) пять учебных пособий [99-103], изданных в СПбГЭТУ.

При участии и под руководством автора были разработаны и введены в действие: ГОСТ 22413-77 и сменивший его ГОСТ 22413-89 "Арматура трубопроводная с электромагнитным приводом. Основные параметры"; руководящий технический материал РТМА-72-89 "Методика расчета приводных электромагнитов броневого типа для трубопроводной арматуры"; СТП 07-81-17174 " Выбор типа запорной арматуры в зависимости от технических требований и условий эксплуатации"; СТП 07.81-9300-92 "Безопасность трубопроводной арматуры. Критерии и номенклатура показателей опасности трубопроводной арматуры", и другие нормативные материалы, ко торыми руководствовались все отечественные заводы подотрасли арматуростроения, а также привлеченные предприятия (Волжский машиностроительный завод, г.Рыбинск; Машиностроительный завод "Корвет", г.Курган и др.).

4.3. Технические аспекты производства.

Бессалышковые клапаны с встроенными электромагнитными приводами имеют, как правило, одинаковые по количеству и функциональному назначению детали, причем некоторые из них выполняют двойные функции. Поэтому при проектировании и производстве электромагнитных клапанов к ним необходимо подходить как к единому конструктивному целому, что позволяет обеспечить рациональную компоновку и за счет этого уменьшить их габариты и массу, а в ряде случаев также трудоемкость и стоимость изготовления [3, 5,22, 32].

Сформулированный подход в сочетании с требованиями повышенных надежности и безопасности клапанов определили направления и содержание комплекса мер технического характера -конструкторских и технологических. По первому направлению были: разработаны типовые узлы для всех основных видов клапанов с электромагнитным приводом; проведена работа по классификации и унификации основных деталей: элементов магнитной системы, герметизирующих разделительных трубок, каркасов и материалов обмоток и др.; создан и внедрен ограничительный ряд размеров и материалов деталей и узлов для новых разработок. Все перечисленные материалы составили основу САПР ЭПК и в значительной мере нашли отражение в отраслевых руководящих материалах, справочниках, каталогах и других видах информации [2-6, 94,97]. Значительное внимание было уделено разработке новых конструкций АЭМП, большая часть которых защищена 115 авторскими свидетельствами и патентами Российской Федерации [104-207] и 11 патентами ФРГ, Франции, Швейцарии [208-218].

По второму направлению, учитывая особые условия эксплуатации клапанов(агрессивная и взрывоопасная рабочая среда, повышенные температура и влажность), требовалась разработка новых материалов и технологий применительно к все усложняющимся условиям эксплуатации и новым видам рабочих сред. Основные результаты работ этого направления следующие:

1 .Разработана и внедрена коррозионно-стойкая магнитомяг-кая сталь 02X16 с высокими магнитными характеристиками, по-

вышенной пластичностью и коррозионной стойкостью сварных соединений [205].

2. Разработана и внедрена технология изготовления узла герметизирующая разделительная трубка-полюс из магнитомяг-кой стали, разделенных кольцом из маломагнитного материала. Способ предусматривает соединение элементов из разнородных материалов, требуемая чистота и точность рабочей поверхности которых обеспечивается за счет технологической перемычки, удаляемой в процессе изготовления узла разделительная трубка-полюс. Техпроцесс получил широкое применение при изготовлении магнитопроводов преимущественно для клапанов распределительных повышенной надежности для АЭС и судовых энергетических установок [26].

3. Разработаны оборудование и технологический процесс измерения и контроля магнитных характеристик сталей заготовок и готовых деталей магнитопровода, что значительно повысило качество электромагнитов[74,77].

4. Разработаны технологии изготовления, вакуумной пропитки й сушки обмоток, существенно повышающие срок службы и надежность электромагнитов [27]. Многие из них внедрены в масштабах подотрасли в соответствии с документами: РТМА 8270, СТП 0781-460-77, ТПП 01273 000 41, ТПП 01289 000 40 и др.

4.4. Основные результаты внедрения.

Впервые работы по конструированию и освоению серийного выпуска отечественных запорных и распределительных клапанов с электромагнитным приводом начали проводиться в г. Ленинграде, в Центральном конструкторском бюро арматуростроения (ЦКБА) и в НПО "Знамя труда" в пятидесятых годах. По мере развития различных отраслей промышленности, в первую очередь большой энергетики, судостроения, агропрома, микробиологической промышленности, холодильного машиностроения, металлургии ими проводились интенсивные работы по разработке новых технически более совершенных конструкций, передаче техдокументации и освоению серийного производства на Пензен-

ском, Семеновском, Львовском и Киевском арматурных заводах, Курганском машиностроительном предприятии "Корвет".

С целью осуществления технической политики и координации работ по проектированию и изготовлению арматуры с электромагнитным приводом на заводах подотрасли арматурострое-ния в 1976 г. на НПО "Знамя труда" был создан научно-производственный комплекс электромагнитной арматуры (НПК ЭМА).

Начиная с 1961 г., автор непосредственно участвовал, а с 1979 г. руководил, в том числе в должности начальника НПК ЭМА, всем комплексом работ по разработке, организации специализированных производств и постановке серийного производства, проведению государственных испытаний и подконтрольной эксплуатации ТПА ЭМП.

К 1991 году было разработано и освоено серийное производство 138 типоразмеров (1106 исполнений) электромагнитных клапанов запорных и распределительных, а объём выпуска к 1991 году составлял 450000 штук в год. К 1996 г. число разработок достигло 150 типоразмеров, а электромагнитных приводов 93 типоразмеров. Технические характеристики основных представителей базовых конструкций клапанов запорных и распределительных приведены соответственно в табл. 1 и 2 , а электромагнитных приводов в табл.3.

Таблица 1.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БАЗОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗАПОРНЫХ КЛАПАНОВ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПРИВОДОМ

Обозначе ние чертежа клапана мм Рабочие среды *) Перепад давления на закрытом клапане Др, кгс/см2 Давление рабочее Рр> кгс/см2 Температура рабочей среды, °С

1 2 3 4 5 6

Г26198М 5,40 + + + 0,5+20 1,3-10"3+25 -40+70

Т26209 3,6,10, 15,25,40 + + + + 0+20 1,3-10"3+23 -20+60

Т26292 100 + 5+25 36 0+100

Т26294 150 + 0+1 4,0-10~3+1 0+50

Т26314 3,10,25, 40,50,65 + 0+16 16 -15+40

Т26315 10 + 0+0,3 0,05+0,3 5+20

Т26316 15 + 0+2,5 2,5 0+90

Т26414 10,15,25 + 0+1 1 -15+40

Т26492 15,25 + 0 25 0+50

Т26507 6,10,15 + + + 0+60 65 0+65

Т26512 6,10,15, 25,40,60 + + + + 0,1+20 25 0+140

Т26515 15,25,40 + 1+10 0,5+10 2+50

Т26532 25,40 + 0,5+10 10 0+35

Т26537 6 + 0+25 25 0+55

Т26552 6 + 0+3 6 3+15

Т26554 25,40,50 + + 1+16 16 5+140

Т96562 32 + + 0+2,2 1,3-10"3+2 20+105

У96609 5 + 0+14 14 0+70

П326107 15,25,40 + + + 0+1,5 1,5 -10+90

П326291 10,15 + + 0+6 6 0+175

ЭТ 106 15 + 0+35 35 0+130

^ 1 - воздух, 2- вода, 3 - агрессивные среды, 4 - пар, 5 - хладоны, б - масло, мазут.

Таблица 2.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БАЗОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПРИВОДОМ

Обозначе ние чертежа клапана Dy, мм Рабочие среды *' Перепад давления на закрытом клапане Лр, кгс/см2 Давление рабочее РР, кгс/см2 Температура рабочей среды, °С

1 2 3 4 5

Б055.061 32 + 0-0,3 0,3 0+60

Т055.063 6,10,15 + 25+55 25+55 5+65

Т055.077 6 + 25+55 25+55 -10+60

Т055.078 3 + + + : 0+4 4 0+50

Т055.079 10 + - 0+150 8+150 -43+-20

Т055.090 6 + 0+12 12 -43+50

Т055.093 6 + 40+40 45 -43+60

Т055.099 6 + + 30+50 30+55 0+65

Т055.100 6 + 4- 30+45 30+45 0+65

Т055.048 6 + + 25+70 25+70 5+65

Т055.064 6 + 25+55 25+55 0+70

1 - воздух, 2 - вода, 3 - агрессивные среды, 4 - пар, 5 - хладоны.

Таблица 3.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БАЗОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРИВОДОВ КЛАПАНОВ

Обозначение Напряжение, В Номинальные Температура среды, °С Потребляемая мощность, Вт

постоянный ток переменный усилие, Н перемещение, мм окружающей рабочей

Т26316-015 110 220 90 3 5+50 <100 50

Т26507-010Г 27 - 49 2,8 <50 <75 19

Т26554 24 - 30 1 40 140 20

ЭМ 37 12+220 24+380 '4+17 1,5+16 -50+65 -45+125 20+45

Т098.045 - 220 0,5 6 35 100 7

Т098.052 220 - 1200 1,8 10+40 <50 150

Т25552-006 27 - 7,5 2 • <50 <15 10

Т055.078В 24,220 - 9,5 1,3 <50 <50 10

Б055.022-00 220 - 200 12,5 <50 <70 350

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей диссертации на основании обобщения собственного опыта и анализа мировых тенденций развития трубопроводной арматуры, комплекса теоретических и практических разработок сформулированы и изложены решения, составившие концепцию создания бессальниковой трубопроводной арматуры с встроенным электромагнитным приводом, способствующие ускорению научно-технического прогресса в области машиностроения. На базе полученных результатов решена важная народно- хозяйственная задача по оснащению многих жизненноважных отраслей промышленности - энергетической, химической, микробиологической; АЭС; нефте- и газопроводов; холодильного оборудования современным высоконадежным оборудованием.

Основные результаты работы формулируются следующим образом: 1. Многообразие трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом , составляющее сотни разновидностей только по номенклатуре, потребовало ее систематизации. В результате проведенного анализа предложены три схемы классификации: 1) по общим требованиям к трубопроводной арматуре и условиям ее эксплуатации; 2) по конструкторским и технологическим решениям; 3) по типу привода и требованиям к нему. Предложенные классификации, позволяющие проводить целенаправленно как выбор, так и проектирование арматуры, составили основу концепции ее производства.

2. На основании анализа нагрузок на электромагнитный привод в различных типах трубопроводной арматуры , исходя из условия согласования характеристик привода и нагрузки, обосновано применение магнитных систем привода двух видов: с ненасыщенным ферромагнитным шунтом или с конической формой полюсов стопа и якоря.

3. Предложены критерии рационального проектирования электромагнитного привода трубопроводной арматуры. Разработаны методики проектирования электромагнитов постоянного тока с ненасыщеным ферромагнитным шунтом и с конической формой полюсов сердечника и якоря на минимум объема. Для

этого получены новые расчетные формулы магнитных проводи-мостей рабочего зазора и потоков рассеяния.

4. Разработана математическая модель магнитного поля, позволяющая учесть специфику электромагнитных приводов постоянного тока с разделительной герметизирующей трубкой и получить информацию о пространственном распределении индукции. Модель позволяет оптимизировать форму и размеры элементов магнитной системы с целью исключения локального насыщения магнитной системы. Для расчетов магнитного поля предложено использовать численный метод конечных элементов как наиболее универсальный, а для осесимметричных магнитных полей принят подход Галеркина, как наиболее общий и не требующий знания энергетического функционала.

5. Разработаны математические модели стационарных осесимметричных температурных полей арматурных электромагнитных приводов, построены алгоритмы и программы, позволяющие исследовать пространственное распределение температуры.

6. Предложена математическая модель, разработаны алгоритмы и программы расчетов квазистационарного магнитного поля и характеристик электромагнитного привода переменного тока с учетом влияния вихревых токов в массивных элементах магнитопровода и полюсном экране.

7. Создана система автоматизированного проектирования электромагнитных приводов клапанов постоянного и переменного тока, осуществляющая практически все расчетные и чертежные работы. Внедрение и использование этой системы позволило в 2...3 раза сократить время и стоимость проектирования, повысить его эффективность.

8. Разработана и внедрена совокупность конструкторских и технологических решений, защищенных авторскими свидетельствами, отечественными и зарубежными патентами, обеспечивших высокие технический уровень и эксплуатационную надежность выпускаемой трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом.

9. Создано несколько поколений и модификаций трубопроводной арматуры с электромагнитными приводами постоянного и

переменного тока, организовано их серийное производство на шести арматурных и машиностроительных предприятиях. Разработанные при непосредственном участии и под руководством автора клапаны с электромагнитными приводами успешно эксплуатируются в различных системах повышенной надежности, в том числе на трубопроводах систем безопасности 1 и 2 контуров стационарных и передвижных АЭС, в судостроении, установках для разведки, добычи и переработки нефти и газа, автоматизированных котлоагрегатах, сельском хозяйстве и др.

10. Опубликовано 8 монографий, 23 брошюры, 5 учебных пособий, а всего 218 работ, в которых всесторонне отражены состояние и тенденции развития трубопроводной арматуры с электромагнитными приводами, методы расчета и проектирования, конструкторские и технологические аспекты производства, вопросы надежности и безопасности трубопроводной арматуры.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

Монографии:

1. Пржиалковский А.Л., Щучинский С.Х. Электромагнитные кла-паны.-М.: Машиностроение., 1967.-246 с.

2. Щучинский С.Х., Гуревич Д.Ф., Заринский О.Н., Косых С.И. Трубопроводная арматура с автоматическим управлением. -М.: Машиностроение, 1982.-319 с.

3. Щучинский С.Х. Электромагнитные приводы исполнительных механизмов. -М.: Энергоатомиздат, 1984.-153 с.

4. Щучинский С.Х., Гуревич Д.Ф., Заринский О.Н. Эксплуатация приводной арматуры на химических предприятиях.-М.: Химия, 1985.-361 с.

5. Щучинский С.Х. Клапаны с электромагнитным приводом. -М.: Энергоатомиздат, 1988.-151 с.

6. Щучинский С.Х., Бабушкин В.А. Промышленная трубопроводная арматура с электромагнитным приводом. -М.: Цинтихим-нефтемаш, 1980.-64 с.

7. Щучинский С.Х. Применение электромагнитов в качестве привода трубопроводной арматуры. -М.: Цинтихимнефтемаш, 1989.-56 с.

8. Щучинский С.Х. Расчет и проектирование многозазорных электромагнитных приводов трубопроводной арматуры.-М.: Цинтихимнефтемаш, 1992.-98с.

Брошюры:

9. Щучинский С.Х., Мельникова А.А. Новые конструкции клапанов с электромагнитным приводом. -М.: Цинтихимнефтемаш, 1973.-28 с.

10. Щучинский С.Х., Заринский О.Н. Электромагнитный привод трубопроводной арматуры. -М.: Цинтихимнефтемаш, 1977.-52с.

11. Щучинский С.Х. Арматура с электромагнитным приводом. -М.: Цинтихимнефтемаш, 1978.-69 с.

12. Щучинский С.Х. Герметичные электромагнитные приводы клапанов. -М.: Цинтихимнефтемаш, 1978.-48 с.

13. Щучинский С.Х. Арматурные электромагнитные приводы с регулируемой характеристикой . -М.: Цинтихимнефтемаш,

1978.-32 с.

14. Щучинский С.Х. Характеристики запорной арматуры с электромагнитным приводом. -М.: Цинтихимнефтемаш, 1979.-16 с.

15. Щучинский С.Х. Исследование условий работы и разработка методики расчета электромагнитного привода трубопроводной арматуры// Автореф. канд. дисс.-Л.,1972.

16. Щучинский С.Х., Заринский О.Н. Исполнительные устройства разгруженных электромагнитных клапанов. - М.: Цинтихимнефтемаш, 1979.-26 с.

17. Щучинский С.Х., Лебедева А.Б. Конструкции электромагнитных приводов зарубежных фирм. -М.: Цинтихимнефтемаш,

1979.- 19 с.

18. Щучинский С.Х., Лебедева А.Б. Основные узлы электромагнитных приводов зарубежных фирм. -М.: Цинтихимнефтемаш, 1979.-17 с.

19. Щучинский С.Х. Основные принципы выбора и тенденции в конструировании электромагнитных приводов клапанов. -М.: Цинтихимнефтемаш, 1979.-18 с.

20. Щучинский С.Х. Выбор электромагнитной арматуры. -М.: Цинтихимнефтемаш, 1980.-26 с.

21. Щучинский С.Х. Дублирующий привод электромагнитной арматуры. -М.: Цинтихимнефтемаш, 1980.-16 с.

22. Щучинский С.Х. Базовые конструкции основных узлов электромагнитной арматуры.-М.: Цинтихимнефтемаш, 1982.-24 с.

23. Щучинский С.Х. Тенденции развития арматуры с электромагнитным приводом.-М.: Цинтихимнефтемаш, 1982.-38 с.

24. Щучинский С.Х., Заринский О.Н. Электромагнитная арматура , ФРГ. -М.: Цинтихимнефтемаш, 1983.-18 с.

25. Щучинский С.Х., Комиссаров В.М. Двухзазорные электромагнитные приводы в арматуростроении.-М.: Цинтихимнефтемаш, 1983.-27 с.

26. Щучинский С.Х., Бисякова М.Г. Современные конструкции электромагнитных клапанов.-М.:Цинтихимнефтемаш, 1985.-50с.

27. Щучинский С.Х. Эксплуатация и ремонт электромагнитных клапанов. -М.: Цинтихимнефтемаш, 1986.-48 с.

28. Щучинский С.Х., Заринский О.Н. Конструкции электрических приводов трубопроводной арматуры. -М.: Цинтихимнефтемаш, 1990.-69 с.

29. Щучинский С.Х., Заринский О.Н. Монтаж, регулировка и настройка электрических приводов трубопроводной арматуры. -М.: Цинтихимнефтемаш, 1990.-76 с.

30. Щучинский С.Х., Бисякова М.Г. Проектирование и выбор электромагнитных приводов трубопроводной арматуры. -М.: Цинтихимнефтемаш, 1991.-69 с.

31. Щучинский С.Х. Электромагнитные клапаны фирмы "ВиЗСШОБТ" (ФРГ). -М.: Цинтихимнефтемаш, 1980.-16 с.

Статьи и тезисы докладов:

32. Щучинский С.Х. Арматура с электромагнитным приводом.// Насосостроение и арматуростроение.-М., 1967, N1.-С.33-36.

33. Пеккер И.И., Щучинский С.Х., Лебский М.М. Упрощенный проектный расчет приводного электромагнита //Изв. вузов. Электромеханика.-1967, N10.-С.1109-1113.

34. Щучинский С.Х. Пневматические распределители с электромагнитным приводом/ЛЦинтихимнефтемаш. -M.,1968,N2.-C.l-8.

35. Щучинский С.Х. Вакуумные вентили с электромагнитным приводом //Цинтихимнефтемаш. -М.,1968, N2.- С.1-7.

36. Пеккер И.И., Щучинский С.Х. Косвенный экспериментальный метод определения динамических характеристик противодействующих сил механизмов электромагнитным приводом// Электромеханика. Изв. вузов, 1969, N11.-C.1256-1258.

37. Щучинский С.Х., Турецкий В.Л. Мембранный вентиль с электромагнитным приводом //Холодильная техника.-М.,1969,N12.-С.38-39.

38. Щучинский С.Х., Мельникова A.A., Турецкий В.Л. Вентили СВМ12Ж-15 и СВМ12Г-15 с электромагнитным приводом// Холодильная техника.-М., 1970, N1.-C.20-21.

39. Щучинский С.Х., Пеккер И.И. Исследование динамики электромагнитного вентиля трубопроводной арматуры //Электромеханика. Изв. вузов., 1971, N2.-C.775-778.

40. Щучинский С.Х. Оценка влияния вихревых токов на переходный процесс в цепи приводного электромагнитного привода при срабатывании//Сб. науч.трудов "Арматуростроение".-Л., 1972. -С.24-29.

41. Щучинский С.Х. Выбор рационального типа приводного электромагнита клапана//Сб. науч.трудов "Арматуростроение".-Л., 1972. -С.62-66.

42. Щучинский С.Х., Пеккер И.И. Расчет броневого электромагнита с ненасыщенным магнитным шунтом/ /Электромеханика. Изв. вузов., 1972, N7. -С.805-807.

43. Щучинский С.Х. Упрощенный расчет приводного электромагнита с ненасыщенным ферромагнитным шунтом // Сб. науч.трудов "Арматуростроение". -Л., 1973.-С. 17-27.

44. Щучинский С.Х., Мельникова A.A. Методика построения динамической тяговой характеристики приводных электромагнитов арматуры//Сб. науч. трудов "Арматуростроение".-Л., 1973.-С.41-48.

45. Щучинский С.Х., Мельникова А.А. Электромагнитные клапаны для автоматизированных котельных установок//Химическое и нефтяное машиностроение.-М., 1973, N9. -С.8-9.

46. Щучинский С.Х. Магнитоуправляемый клапан//Сб. на-уч.трудов "Арматуростроение". -Л., 1974.-С.9-17.

47. Щучинский С.Х. Клапаны с электромагнитным приводом для судовых установок//Холодильная техника. - М., 1974, N4. -С.12-15.

48. Щучинский С.Х. Клапаны с электромагнитным приводом для судовых установок //Холодильная техника. -М., 1974, N7. -С.60-62.

49. Щучинский С.Х. Разработка арматуры с электромагнитным приводом //Химическое и нефтяное машиностроение.-М.,1975, N12. -С.45-47.

50. Щучинский С.Х., Бисякова М.Г. Электромагнитный привод с регулируемой тяговой характеристикой //Сб. науч.трудов "Арматуростроение". -Л., 1975.-С.48-57.

51. Щучинский С.Х. Клапаны Dy=l 5 мм с электромагнитным приводом для топлива//Цшгшхимнефтемаш. -М., 1976, N5.-С.4-9.

52. Щучинский С.Х. Электромагнитный клапан Dy=40 мм для красильных аппаратов/ЛДинтихимнефтемаш. -М., 1976, N5. -С.9-13.

53. Щучинский С.Х. Электромагнитный клапан Dy=10 и 15мм, Рр=23 кгс/см2 для фреона 12 и 22 //Цинтихимнефтемаш. -М., 1976, N5.-C.13-17.

54. Щучинский С.Х. Малогабаритные вентили с электромагнитным приводом для холодильных машин //Холодильная техни-ка.-М.,1977, N12.-C.55-57.

55. Щучинский С.Х. Состояние и перспективы развития арматуры с электромагнитным приводом//Химическое и нефтяное маши-ностроение.-М.Д978, N12. -С.9-11.

56. Щучинский С.Х. Клапаны с электромагнитным приводом для АЭС. //Химическое и нефтяное машиностроение.-М.,1980, N2. -С.44-47.

57. Щучинский С.Х. К расчету эквивалентного сечения рабочего зазора электромагнитного привода арматуры//Сб. науч.трудов "Арматуростроение". -Л., 1982.-С.8-13.

58. Щучинский С.Х. Методика определения рабочего зазора бессальниковых электромагнитных клапанов переменного тока //Цинтихимнефтемаш. -М., 1982,N4.-C.4-9.

59. Щучинский С.Х. Клапаны с электромагнитным управлением Dy= 65 мм для мельничного оборудования //Химическое и нефтяное машиностроение. -М.,1983, N2. -С.21-22.

60. Щучинский С.Х. Расчет электромагнитных приводов постоянного тока бессальниковой трубопроводной арматуры // Химическое и нефтяное машиностроение.-М.,1983,Ы5.-С.15-16.

61. Щучинский С.Х. К расчету арматурных электромагнитных приводов. //Химическое и нефтяное машиностроение.- М.,1983, N5. -С.18-18.

62. Щучинский С.Х. Основные направления развития промышленной трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом//Цинтихимнефтемаш. -М., 1983, N5.-C.14-19.

63. Щучинский С.Х. Электромагнитные клапаны для природного газа. //Цинтихимнефтемаш. -М., 1984, N2.-C124-17.

64. Щучинский С.Х. К расчету времени движения сердечника двухзазорного электромагнитного привода клапана //Сб. науч. трудов "Арматуростроение". -Л., 1984.-С.32-33.

65. Щучинский С.Х. Методика оптимизационного расчета электромагнитного привода клапана //Сб. науч.трудов "Арматуростроение" - Л., 1984. -С.34-47.

66. Щучинский С.Х. К расчету проводимости рабочего зазора конической формы с ферромагнитным шунтом двухзазорного электромагнитного привода //Сб. науч.трудов "Арматуростроение" -Л., 1984.-С.48-58.

67. Щучинский С.Х., Шевяков B.C. К вопросу теплового расчета обмотки электромагнитного привода переменного тока с массивным магнитопроводом //Сб. науч.трудов "Арматуростроение".-Л., 1985.- С. 14-21.

68. Щучинский С.Х., Турецкий В.Л. Блок электромагнитных клапанов для винтовых компрессоров//Холодильная техника.-М., 1986, N3.-C.38-39.

69. Щучинский С.Х., Бисякова М.Г. Исследования распределения температуры нагрева деталей электромагнитных клапанов// Цинтихимнефтемаш. -М., 1986, N1. -С.3-4.

70. Щучинский С.Х. Развитие производства электромагнитных клапанов. //Химическое и нефтяное машиностроение.-М.,1988, N9. -С.14-16.

71. Щучинский С.Х., Бисякова М.Г. Расчетная оценка внешнего магнитного поля рассеяния, создаваемого током в катушке клапана с электромагнитным приводом //Сб. науч.трудов "Арматуростроение".-Л., 1988.-С.26-40.

72. Щучинский С.Х., Бисякова М.Г. Расчетная оценка внешнего магнитного поля, создаваемого ферромагнитными массами клапана с электромагнитным приводом при параллельном намагничивании его в магнитном поле Земли //Сб. науч.трудов " Арматуростроение" .-Л., 1988.-С.41-49.

73. Щучинский С.Х., Бисякова М.Г. Пути снижения уровня напряженности внешнего магнитного поля при конструировании и монтаже клапанов с электромагнитным приводом// Цинтихимнефтемаш. -М., 1989, Ы11.-С.13-16.

74. Щучинский С.Х., Контроль магнитных характеристик стержневых образцов магнитомягких сталей для магнитопроводов электромагнитных приводов арматуры//Сб. науч.трудов "Арматуростроение"-Л.,1989.-С.105-119.

75. Щучинский С.Х. Оптимальные соотношения для обеспечения максимума тягового усилия втяжного приводного электромагнита постоянного тока //Сб. науч. тр. ЦКБА.-Л.: ЦКБА, 1989. -С.10-18.

76. Щучинский С.Х. Клапаны с электромагнитным приводом, выпускаемые отечественной промышленностью по разработкам ЦКБАШромышленная трубопроводная арматура, направления развития. 1У Всесоюзная науч.- техн. конф. -Л.: ЦКБА, 1990. -С.85-86.

77. Щучинский С.Х. Контроль магнитных характеристик сталей для электромагнитных приводов арматуры // Цинтихимнефтемаш.-М„ 1990, N4. - С.16-19.

-4978. Щучинский С.Х. Новая конструкция распределительного клапана прямого действия с электромагнитным приводом // Цин-тихимнефтемаш. -М., 1990, N4.-C.4- 9.

79. Щучинский С.Х. Тепловой расчет электромагнитного привода клапана. //Сб. науч. тр. ЦКБА.-Л.: ЦКБА, 1990. -С. 17-25.

80. Щучинский С.Х. Выбор оптимальных соотношений для обеспечения минимума потребляемой мощности и массы электромагнитных приводов клапанов. //Сб. науч. тр. ЦКБА.-Л.: ЦКБА,

1990. -С.26-36.

81. Щучинский С.Х., Бисякова М.Г. Оценка внешнего магнитного поля, создаваемого клапаном с электромагнитным приво-дом//Химическое и нефтяное машиностроение.-М.,1991, N3. -С.11-13.

82. Щучинский С.Х. Тенденции развития производства клапанов с электромагнитным приводом по разработкам ЦКБА // Цинти-химнефтемаш. -М., 1991, Nl.-C.26 -29.

83. Щучинский С.Х. Расчет тяговой характеристики приводного электромагнита постоянного тока с разделительной трубкой // Сб. науч.трудов "Арматуростроение".-Л., 1991.-С.26-31.

84. Щучинский С. X. Алгоритм теплового расчета электромагнита переменного тока //Сб. науч.трудов "Арматуростроение".-Л.,

1991.-С.32-39.

85. Щучинский С. X. Расчет тяговой характеристики приводного электромагнита постоянного тока на основе теории поля//Сб. науч.трудов "Арматуростроение".-Л., 1991.-С.40-54.

86. Щучинский С.Х. Расчет арматурного приводного электромагнита переменного тока с герметизирующей разделительной трубкой//Сб. науч.трудов "Арматуростроение".-Л., 1991,-С.55-64.

87. Щучинский С.Х. Развитие производства клапанов с электромагнитным приводом //Химическое и нефтяное машинострое-ние.-М.,1992, N4.-

С.5-8.

88. Щучинский С.Х. Применение метода эквивалентных тепловых схем при тепловом расчете электромагнитного привода клапана //Химическое и нефтяное машиностроение.-М.,1992, N11.-С.11-13.

89. Щучинский С.Х. Расчет броневого электромагнита переменного тока с массивным магнитопроводом // Электромеханика. Изв. вузов., 1992, N2. -С.78-83.

90. Щучинский С.Х. Оптимизационный расчет приводных электромагнитов переменного тока//Химическое и нефтяное маши-ностроение.-М., 1993, N5. -С.9-12.

91. Щучинский С.Х. Об оптимальном проектировании электромагнитов переменного тока //Электромеханика. Изв. вузов., 1993, N2.-C. 10-14.

92. Щучинский С.Х. Расчет стационарного температурного поля электромагнитного привода методом конечных элементов// Электромеханика. Изв. вузов., 1993, N4.-C.69-77.

93. Щучинский С.Х. Формирование дискретной модели МКЭ на основе полного тока при расчете магнитного поля в приводных электромагнитах трубопроводной арматуры//Химическое и нефтяное машиностроение. -М., 1993, N12. -С.5-8.

94. Щучинский С.Х. Автоматизация проектирования электромагнитных приводов трубопроводной арматуры//Химическое и нефтяное машиностроение.-М.,1994, N12. -С.15-17.

95. Щучинский С.Х. Особенности расчета тепловых полей электромагнитных систем переменного тока для приводов армату-ры//Химическое и нефтяное маншносгроение.-М.,1995, N10. -С.14-15.

96. Щучинский С.Х. Методы расчета и оптимального проектирования приводных электромагнитов клапанов //Химическое и нефтяное машиностроение.-М.,1996, N3. -С.60 -62.

97. Щучинский С.Х. Математическое моделирование и автоматизация проектирования ЭПК//Химическое и нефтяное машино-строение.-М., 1996, N5. -С.45-47.

98. Щучинский С.Х. Развитие производства арматуры с электромагнитным приводом по разработкам ЦКБА //Химическое и нефтяное машиностроение.-М.,1997, N2. -С.56-60.

Учебные пособия:

99. Щучинский С.Х. Клапаны с электромагнитным приводом технологических линий. -СПб.: СПбГЭТУ, 1994. -87 с.

100. Щучинский С.Х. Методические указания к лабораторным работам "Средства контроля и управления в системах автоматизации". -СПб.: СПбГЭТУ, 1994. -12 с.

101. Щучинский С.Х. Расчет электромагнитных приводов клапанов технологических систем. -СПб.: СПбГЭТУ, 1995. -82 с.

102. Щучинский С.Х. Электромагнитные клапаны систем автоматизации и их привод. -СПб.: СПбГЭТУ, 199. -46 с.

103. Щучинский С.Х. Проектирование электромагнитных приводов клапанов технологических систем. -СПб.: СПбГЭТУ, 1996. -171 с.

Авторские свидетельства и патенты РФ:

104. А.с.216077(СССР). Устройство для сигнализации о положении объекта /Щучинский С.Х., Пеккер И.И., Колабухов О.Г.-заявл. 18.11.67. N1135486/24-7. Опубл. БИ 1968 N14.

105. А.с.220096(СССР). Сигнализатор положения механизмов./ Щучинский С.Х. -заявл.13.04.67. N1150777/26-24. Опубл. БИ, 1968. N9.

106. A.c. 246991 (СССР). Вентиль с электромагнитным приводом. /Щучинский С.Х., Мельникова А. А., Бабушкин В.- заявл. 23.01.67. N1128401/25-8. Опубл.БИ,1969. N21.

107. A.c. 308267 (СССР). Электромагнит переменного тока. / Щучинский С.Х., Бабушкин В.А., Эйтминович Э.М. - за-

явл.19.05.69. N1331856/25- 8. Опубл. БИ, 1971. N21.

108. А.с.335487 (СССР). Электромагнитный клапан./ Щучинский С.Х., Бабушкин В.А., Клоцвог Г.Н. - заявл.22.05.70. N1437556/25-8. ДСП.

109. А.с.349034 (СССР). Способ испытания приводных электромагнитов путем имитации реальных нагрузочных характеристик. /Щучинский С.Х., Клоцвог Г.Н. - заявл.20.07.70. N1462542/24-7. Опубл. БИ, 1972. N25.

110. А.с.356412 (СССР). Электромагнитный привод переменного тока./Щучинский С.Х., Эйтминович Э.М., Тимонин А.Г. - за-явл.12.10.70. N 1486137/ 25-8. Опубл. БИ, 1972. N 32.

111. А.с.357838 (СССР). Мембранный вентильЛЦучинский С.Х., Мельникова A.A. - заявл.26.12.69. N1388078 /25-8. ДСП.

112. А.с.357839 (СССР). Вентиль./Щучинский С.Х., Мельникова A.A., Смирнов В.А. - заявл.28.11.69. N1378856/25-8. ДСП.

113. А.с.464747 (СССР). Электромагнитный привод./Щучинский С.Х., заявл. 15.03.73. N1892218/25-8. Опубл.БИ,1975. N11.

114. А.с.452712 (СССР). Электромагнитный клапан. / Щучинский С.Х., Бабушкин В.А. - заявл.23.03.73. N1895774/25-8. Опубл.БИ,1974. N45.

115. А.с.401854(СССР). Электромагнитный вентиль. / Щучинский С.Х., Заринский 0.н.-заявл.23.07.71. N1685981/25-8. Опубл. БИ, 1973. N41.

116. А.с.406483(СССР).Магнитоуправляемый клапан./ Щучинский С.Х., Тарасьев Ю.И.-заявл.25.11.72 N1749606/25-8. ДСП.

117. А.с.465512(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Смирнов В.А.-заявл.26.04.73 N1911610/25-28. Опубл. БИ, 1975 N12.

118. А.с.424472(СССР).Электромагнитный привод/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А.,-заявл.14.09.70 N1476179/25-8. ДСП.

119. А.с.450932(СССР).Вентиль мембранный/ Щучинский С.Х. Бабушкин В. А., Мельникова A.A. -заявл. 19.03.73 N1893996/25-8. Опубл. БИ, 1974 N43.

120. А.с.450934(СССР).Ручной привод/ Щучинский С.Х. Бабушкин В. А., Мельникова A.A. -заявл.26.02.71 N1625863/25-8. Опубл. БИ, 1974 N43.

121. А.с.475487(СССР).Электромагнитный привод/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А.,-заявл. 19.04.73 N1910234/25-8. Опубл. БИ, 1975 N24.

122. А.с.475488(СССР).Шариковый клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Мельникова A.A. -заявл. 19.03.73 N1893998/25-8. Опубл. БИ, 1975 N24.

123. А.с.477282(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А.,-заявл. 10.08.73 N1955159/25-8. Опубл. БИ, 1975 N26.

124. А.с.481743(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А.,-заявл.19.04.73 N1910232/25-8. Опубл. БИ, 1975 N31.

125. А.с.486179(СССР).Электромагнитный клапан/Щучин-ский С.Х. Бабушкин В.А.,-заявл.03.07.73 N1939468/25-8. Опубл. БИ, 1975 N36.

126. А.с.449197(СССР).Узел заделки мембраны/Щучинский С.Х., Бабушкин В. А., Мельникова А.А.-заявл.27.06.73 N1934597/25-08. Опубл. БИ,1974 N41.

127. А.с.495715(СССР).Приводной электромагнит/ ХЦучин-ский С.Х., Бабушкин В.А.,Мельникова А.А.-заявл.28.03.74 N2009575/24-7. Опубл. БИ, 1975, N46.

128. А.с.538188(СССР).Электромагнитный привод/ Щучин-ский С.Х. Бабушкин В.А., Созиев Д.Т.-заявл.03.03.75 N2110442/08. Опубл. БИ, 1976 N45.

129. А.с.525830(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучин-ский С.Х. Бабушкин В.А., Мельникова А.А.-заявл.06.01.75 N2092975/08. Опубл. БИ, 1976 N31.

130. А.с.536355(СССР).Вентиль/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Мельникова А.А.-заявл.11.09.74 N2059021/23. ДСП.

131. А.с.565143(СССР).Электромагнитный привод/ Щучин-ский С.Х., Бабушкин В.А., Мельникова А.А.-заявл.28.03.74. N2009429/08. Опубл. БИ, 1977 N26.

132. А.с.595572(СССР).Электромагнитный разгрузочный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Мельникова A.A. -заявл.04.10.76 N2407652/25-08. Опубл. БИ, 1978 N8.

133. А.с.643696(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Скворцов А.С.-заявл.08.04.75 N2123739/25-08. Опубл. БИ, 1979. N3.

134. А.с.624042(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Мельникова А.А.-заявл.22.06.76 N2375552/25-08. Опубл. БИ, 1978, N34.

135. А.с.626298(СССР).Электромагнитный привод/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Мельникова А.А.-заявл.23.04.74 N2019029/25-08.0публ. БИ, 1978, N36.

136. А.с.626299(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А.,Мельникова А.А.-заявл.03.08.76 Ш395406/25-08.0публ. БИ, 1978, N36.

137. А.с.642555(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Мельникова А.А.-заявл. 14.03.77 N2461593/25-08. Опубл. БИ, 1979, N2.

138. А.с.752099(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Шендерова А.В.-заявл.15.01.79 N2712627/25-08. Опубл. БИ, 1980, N28.

139. А.с.706636(СССР).Электромагнигный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А.,-заявл.10.07.78 N2645518/25-08. Опубл. БИ, 1979, N48.

140. А.с.706637(СССР).Магнитоуправляемый клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Левчук А.С.-заявл.13.07.78 N2644740/25-08. Опубл. БИ, 1979, N48.

141. А.с.709888(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А.,-заявл.22.03.78 N2594682/25-08.0публ. БИ, 1980, N2.

142. А.с.724866(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Мельникова А.А.-заявл. 13.01.75 N2097716/25-08.0публ. БИ, 1980, N12.

143. А.с.750201(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Комиссаров В.М.-заявл.10.11.78 N2684242/25-08. Опубл. БИ, 1980, N27.

144. А.с.771400(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Шендерова A.B. -заявл.08.01.79 №709499/25-08.0публ. БИ, 1980, N38.

145. А.с.773362(СССР).Ручной привод электромагнитного клапана/ Щучинский С.Х., Бабушкин В.А., Мельникова A.A. -заявл.26.02.79 N2729206/25-08. Опубл. БИ, 1980 N39.

146. А.с.777311 (СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А.,-заявл.17.10.78 N2674854/25-08. Опубл. БИ, 1980 N41.

147. А.с.777314(СССР),Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Шендерова A.B., Фаткулин Ю.Г. -заявл.26.02.79 N2729207/25-08. Опубл. БИ, 1980, N41.

148. А.с.785581(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А.,-заявл.08.01.79 N2709500/25-08. Опубл. БИ, 1980, N45.

149. А.с.796601(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Мельникова А.А.-заявл.09.04.79 N2747835/25-08. Опубл. БИ, 1981, N2.

150. А.с.811040(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Федин А.И.-заявл. 10.07.78 N2645496/25-08. Опубл. БИ, 1981 N9, патент СССР.

151. А.с.813066(СССР).Клапан с электромагнитным приводом/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Лагранский З.А.-заявл.05.06.79 N2775031/25-08. Опубл. БИ, 1981 N10.

152. А.с.823732(СССР).Электромагнитный распределитель/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А.,-заявл. 10.04.79 N2749640/25-08. Опубл. БИ, 1981 N15.

153. А.с.838247(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А.,-заявл. 15.06.79. N2782378. Опубл. БИ, 1981. N22.

154. А.с.838249(СССР).Электромагнитный распределитель/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Мельникова A.A. -заявл.27.08.79 N2812418/25-08. Опубл. БИ, 1981 N25.

155. А.с.844885(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. -заявл.21.09.79 N2820844/25-08. Опубл. БИ, 1981 N22.

156. А.с.855314(СССР).Распределитель с электромагнитным при-водом/Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Мельникова А.А.-заявл. 13.03. 80 N2892353/25-08. Опубл. БИ, 1981 N30.

157. А.с.857612(СССР).Ручной привод электромагнитного клапана/ Щучинский С.Х. Лагранский З.А.-заявл. 15.06.79 N2782357/25-08. Опубл. БИ, 1981 N31.

158. A.c. 875160(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А.,-заявл.03.10.79 N2825039/25-08. Опубл. БИ, 1981, N39.

159. А.с.892096(СССР).Клапан с электромагнитным приводом/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А.,-заявл. 11.02.80 N2880391/25-08. Опубл. БИ, 1981, N47.

160. А.с.901691(СССР).Электромагнитный клапан с ручным дублером/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Созиев Д.Т.-заявл.21.03.80 N2895977/25-08. Опубл. БИ, 1982 N4.

161. А.с.918628(СССР).Ручной привод электромагнитного клапана/Щучинский С.Х. -заявл. 18.08.80 N2972881/25-08. Опубл. БИ, 1982 N13, патент РФ.

162. A.c. 929946(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х., Бабушкин В.А., -заявл.04.06.80 N2932904/25-08. Опубл. БИ, 1982 N26.

163. А.с.943464(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. -заявл. 01.12.80 N3210473/25-08. Опубл. БИ, 1982 N27, патент РФ.

164. А.с.945567(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Васильева Н.М.-заявл.26.12.80 N3224873/25-08. Опубл. БИ, 1982, N26.

165. А.с.956890(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х., Лагранский Э.А.-заявл.13.02.81 N3247236/25-08. Опубл. БИ, 1982 N33, патент РФ.

166. А.с.974007(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. -заявл.02.04.81 N3267176/25-08. Опубл. БИ, 1982 N42.

167. А.с.976191 (СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. -заявл. 13.02.81 N3247237/25-08. Опубл. БИ, 1982 N43.

168. А.с.1000654(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А.,-заявл.06.04.81 N3269910/25-08. Опубл. БИ, 1983 N8.

169. А.с.1010378(СССР).Электромагнитный распределитель/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Иванов Ю.С.-заявлЛ 9.06.81 N3303234/25-08. Опубл. БИ, 1983 N13.

170. А.с.1010379(СССР).Электромагнитный клапан/Щучинский С.Х. Бабушкин В.А.,-заявл.06.07.81 N3315786/25-08. Опубл. БИ, 1983 N13.

171. А.с.1021854(СССР).Ручной привод электромагнитного клапана/Щучинский С.Х. -заявл.30.03.82 N3415568. Опубл. БИ, 1983 N21.

172. А.с.1060859(СССР).Электромагнитный распределитель/ Щучинский С.Х. Мельникова А.А.-заявл.09.03.82 N3404707/25-08. Опубл. БИ, 1983 N46.

173. A.c.l 112164(СССР).Электромагнитный клапан с ручным приводом/Щучинский С.Х. -заявл.09.03.82 N3407408/25-08. Опубл. БИ, 1984 N33.

174. А.с.1106947(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Шишкин В.И., Малых А.Б. -заявл.06.04.83 N3572705/25-08. Опубл. БИ, 1984 N29.

175. А.с.1078171(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Иванов Ю.С.-заявл.24.05.82 N3443781/25-08. Опубл. БИ, 1984, N9.

176. А.с.1079934(СССР).Электромагнитный распределитель/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А.,-заявл.24.05.82 N3442534725-08. Опубл. БИ, 1984 N10.

177. A.c. 1146511(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Иванов Ю.С., Шпаков О.Н. -заявл. 15.06.83 N3622832/25 -08. Опубл. БИ, 1985 N11, патент РФ.

178. А.с.1155824(СССР).Электромагнитный клапан ручным дублером/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А.,-заявл.23.08.83 N3662026/25-08. Опубл. БИ, 1985 N18.

179. A.c. 1182226(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Иванов Ю.С.-заявл.21.04.84 N3747478/25-08. Опубл. БИ, 1985, N36, патент РФ.

180. A.c. 1222962(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А.,-заявл.09.10.84 N3799993/25-08. Опубл. БИ, 1986 N13.

181. А.с.1203303(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Иванов Ю.С.-заявл. 11.10.83 N3651511/25-08. Опубл.БИ, 1986 N1, патент РФ.

182. А.с.1350434(СССР).Электромагнитный клапан/Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Иванов Ю.С.-заявл. 14.02.86 N4058840/40-08. Опубл. БИ, 1987 N41, патент РФ.

183. A.c. 1283481(СССР).Электромагнитный клапан / Щучинский С.Х. -заявл. 11.06.85 N3908439/23-08. Опубл. БИ, 1987 N13.

184. А.с.1314174(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А.,Иванов Ю.С.-заявл. 13.01.86 Ж007803/40-08.0публ. БИ, 1987, N20.

185. A.c. 1372141 (СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Мельникова A.A., Лагранский З.А. -заявл.Ю.11.85 N4005795/40-29. Опубл. БИ, 1988 N5.

186. А.с.1492142(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Васильева Н.М.-заявл.12.05.87 N4264145/40-29. Опубл. БИ, 1989 N25.

187. A.c. 1341434(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. -заявл.08.10.85 N3964994/. Опубл. БИ, 1987 N36.

188. A.c. 1486694(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. -заявл.06.07.87 N4316797/40-29. Опубл. БИ, 1989 N22.

189. A.c. 1343160(СССР).Электромагнитный клапан/Щучинский С.Х. Бабушкин В.А.,-заявл.23.04.86 N4059194/40-08. Опубл. БИ, 1987 N37.

190. А.с.1499042(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. -заявл.26.10.87 N4364844/40-29. Опубл. БИ, 1989 N29, патент РФ.

191. A.c. 1390465(СССР).Клапан с электромагнитным приводом/ Щучинский С.Х. Иванов Ю.С., Калинин В.С.-заявл.13.10.86 N412950/40-08. Опубл. БИ, 1988 N15.

192. А.с.1446405(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Витлин З.В.-заявл.29.12.86 N4170504/40-29. Опубл. БИ, 1988, N47.

193. А.с.1504456(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Иванов Ю.С.-заявл.26.10.87 N4320550/40-29. Опубл. БИ, 1989, N32.

194. А.с.1537944(СССР).Клапан с электромагнитным приводом/ Щучинский С.Х. Бабушкин В.А., Иванов Ю.С.-заявл.19.04.88 N4413530/40-29. Опубл. БИ, 1990 N3, патент РФ.

195. A.c. 1679113(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х., Федоров 0.и.-заявл.27.09.89 N4741353/29. Опубл. БИ, 1991 N35, патент РФ.

196. A.c. 1679114(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х., Бабушкин В.А.-заявл.27.09.89 N4741781/29. Опубл. БИ, 1991 N35, патент РФ.

197. A.c.l 569497(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучин-ский С.Х., Иванов Ю.С.-заявл. 29.07.88. N4468476/40-29. Опубл. БИ, 1990 N21.

198. A.c. 1721367(СССР).Клапан электромагнитный распределительный / Щучинский С.Х.-заявл. 20.02.90 N4806582/29. Опубл. БИ, 1992 N11, патент РФ.

199. A.c. 1576764(СССР).Элекгромагнитный клапан/ Щучинский С.Х., Бабушкин В.А.-заявл.12.05.88. N4424312/40-29. Опубл. БИ, 1990 N25.

200. A.c. 1760225(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х., Бабушкин В.А.-заявл.12.04.90 N4813946/29. Опубл. БИ, 1992 N33, патент РФ.

201. A.c. 1605072(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. -заявл.15.12.88 N4620463/40-29. Опубл. БИ, 1990 N14.

202. А.с.1642176(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х., Витлин З.В.-заявл. 18.04.89 N46803183/29. Опубл. БИ, 1991 N14.

203. А.с.1652723(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х. -заявл. 10.10.89 N4603183/29. Опубл. БИ, 1991. N20, патент РФ.

204. A.c. 1681 ЮЗ(СССР). Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х., Иванов Ю.С., Каменев Г.И.- заявл. 18.04.89 N4680417/29. Опубл. БИ, 1991. N36.

205. A.c. 1724718(СССР).Коррозионностойкая магнигомягкая сталь/ Щучинский С.Х., Соболев Ю.Н., Повышев И.А., и др. -заявл.03.01.90. N4791104/02. Опубл. БИ,1992 N13, патент РФ.

206. А.с.1798577(СССР).Бессальниковый клапан/ Щучинский С.Х., Васильева Н.М. - заявл. 28.11.90. N4885940/29. Опубл. БИ, 1993 N8, патент РФ.

207. А.с.2005248(СССР).Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х., Васильева Н.М. - заявл. 09.12.91 N5026327/29. Опубл. БИ , 1993. N47-48, патент РФ.

Зарубежные патенты:

208. Патент 543026 (Швейцария). Вентиль/Щучинский С.Х., Мельникова А.А, Бабушкин В.А.-15.10.73.

209. Патент 73.446.48 (Франция). Электромагнитный привод исполнительного механизма/ Щучинский С.Х., Мельникова A.A., Бабушкин В.А.-05.11.73.

210. Патент 547457 (Швейцария). Мембранный вентиль с электромагнитным приводом / Щучинский С.Х., Мельникова A.A., Бабушкин В.А.- 15.02.74.

211. Патент 72.305.40 (Франция). Вентиль / Щучинский С.Х., Мельникова А. А., Бабушкин В.А., Смирнов В.А.- 22.03.74.

212. Патент 556490 (Швейцария). Электромагнитный клапан/ Щучинский С.Х., Мельникова А. А., Бабушкин В.А.- 29.11.74.

213. Патент 561380 (Швейцария). Магнитоуправляемый клапан/ Щучинский С.Х., Мельникова A.A. Бабушкин В.А.. Пек-керИ.И. -30. 04.1975.

214. Патент 562979 (Швейцария). Электромагнитный привод постоянного тока/ Щучинский С.Х., Бабушкин В.А.- 13.06.75.

215. Патент 2.239.973(ФРГ). Вентиль/ Щучинский С.Х., Мельникова A.A., Бабушкин В.А., Смирнов В.А.- 02.08.76.

216. Патент 73.455.33 (Франция). Электромагнитный привод постоянного тока/ Щучинский С.Х., Бабушкин В.А.- 08.10.1976.

217. Патент 23.59. 998 (ФРГ). Магнитоуправляемый клапан/ Щучинский С.Х., Мельникова А. А. Бабушкин В.А.- 08.06.1978.

218. Патент 2.359.999 (ФРГ). Электромагнитный привод постоянного тока/Щучинский С.Х., Бабушкин В.А.- 25.10.79.

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ЗНАМЯ ТРУДА" им. И.И.ЛЕПСЕ

На правах рукописи

ЩУЧИНСКИЙ Самуил Хононович

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРИВОДЫ БЕССАЛЬНИКОВОЙ ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ

(элементы теории, разработка, внедрение)

Специальность 05.02.03. - Системы приводов

^ка^йрГучеири рт^пенч доктора технических наук

— 5 /0 6 У

V А;

Санкт-Петербург 1997

£

Официальные оппоненты:

С)

о

3 4

доктор технических наук, профессор С.А. Ковчин, доктор технических наук, профессор Л.Н. Рассудов, доктор технических наук, профессор А.Е. Бор-Раменский.

Ведущее предприятие:

научно-производственная фирма "Центральное конструкторское бюро арматуростроения".

Защита состоится "18" ноября 1997г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 063.38.20 при Санкт-Петербургском государственном техническом университете по адресу:

195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29, корп.1, ауд. 41.

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в библиотеке университета.

Диссертация в виде науч /от -!" - р ^ слана октября 1997 г.

Ученый секретарь диссертационной Д 063.38.20 кандидат технических нavк. доцент Смирнов В.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Диссертация представляет собой обобщение тридцатипятилетнего опыта работы автора в создании и организации серийного производства трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом.

Трубопроводная арматура с электромагнитным приводом или его комбинациями с гидравлическими и пневматическими приводами является одним из основных элементов автоматизированных систем управления технологическими процессами, связанными с потоками жидких и газообразных сред. С ее помощью осуществляется дистанционное и местное управление потоками рабочей среды, а также регулирование их параметров.

По сравнению с электрическим двигателем вращательного движения [28] электромагнитный привод выгодно отличается отсутствием механических передач и преобразователей движения, высокими циклическим ресурсом работы, достигающим 15 млн. циклов, быстродействием и точностью останова выходного силового звена, а также простотой и технологичностью изготовления и обслуживания.

Электромагнитный привод практически безальтернативен при создании бессальниковой арматуры с высокими требованиями к герметичности и вакуумной плотности рабочей полости относительно внешней среды, обязательными при работе с агрессивными, радиоактивными, токсичными и взрывоопасными жидкостями и газами. Особенно жесткие требования предъявляются к арматуре, используемой в ядерных энергетических установках, ^химическом производстве, криогенной технике, нефтегазовой, Микробиологической и ряде других отраслей промышленности. _ |\рматура с электромагнитным приводом также широко распространена в тех производствах, где технологический процесс про-кодит в среде дорогостоящих инертных газов или газовых смесей 5 ¡газовые лазеры, производство полупроводниковых приборов и 5 ^л.) [1,2, 3,5].

С развитием техники и усложнением условий эксплуатации Чобое значение приобрели требования повышения надежности и долговечности, уменьшения массы, габаритов и потребляемой

энергии. С другой стороны, их массовое производство отечественными предприятиями, исчисляемое сотнями тысяч штук в год, требует снижения затрат дорогостоящих материалов, стоимости их изготовления и эксплуатации.

В достаточной мере полно методы расчета, проектирования и производства разработаны для трубопроводной арматуры с блочным электромагнитным приводом, в которой электромагнитный привод конструктивно отделен от рабочей полости, и движение рабочему органу от электромагнита передается через шток. В этом виде арматуры в зависимости от технических требований используется один из весьма обширной номенклатуры выпускаемых промышленностью электромагнитов общетехнического назначения. В случае необходимости или целесообразности не вызывает серьезных затруднений и их индивидуальные разработка и изготовление, благодаря хорошо отработанным методам проектирования и технологиям производства.

Существенным отличием электромагнитных приводов бессальниковой арматуры, получившей преимущественное распространение при работе с агрессивными, токсичными, пожаро- и взрывоопасными жидкостями и газами, является наличие разделительной трубки, образующей совместно с корпусными деталями клапана герметизированную относительно внешней среды полость, заполненную рабочей средой. Элементы магнитной системы таких приводов непосредственно находятся в агрессивной рабочей среде под воздействием ее температуры и давления, что оказывает существенное влияние на их тепловой режим. Герметизирующая разделительная трубка выполняется, как правило, из немагнитного металла, что обусловливает увеличение зазора для рабочего магнитного потока и соответствующее ему значительное уменьшение тягового усилия. При использовании электромагнитов переменного тока в материале разделительной трубки наводятся вихревые токи, оказывающие, с одной стороны, экранирующее действие на рабочий магнитный поток, что влечет за собой уменьшение тягового усилия, а с другой - увеличение потерь энергии и дополнительный нагрев электромагнита.

Относительная простота устройства электромагнита не гарантирует использования столь же простого математического ап-

парата для описания его работы. Взаимное влияние электромагнитных, тепловых, гидродинамических и механических процессов требует применения сложных и, по возможности, строгих методов их расчета и исследования.

Перечисленные особенности предопределяют ряд принципиальных отличий электромагнитных приводов бессальниковой трубопроводной арматуры от электромагнитов общетехнического назначения и выделяют их в отдельную группу арматурных электромагнитных приводов (АЭМП). Они же обусловливают необходимость разработки новых подходов к расчету и конструированию АЭМП, включая расчет электромагнитного и теплового полей, создания адекватных моделей и строгих математических методов.

Вследствие сложности математического описания процессов, их расчет и исследования требуют большого объема вычислительной работы, что приводит к необходимости автоматизации проектно-расчетных работ, создания пакетов прикладных программ, систем автоматизированного проектирования.

Комплекс перечисленных выше проблем отражает актуальность темы диссертации, которая подтверждается также тем, что работа выполнялась в соответствии с Постановлениями Совета Министров СССР от: 18.07.77 г., N 334; 01.06.78 г., N 498; 24.03.83 г., N 236; 25.12.84 г., N336; 22.11.87 г., N 1311 и ряда целевых комплексных программ развития энергетики, судостроения, химических производств, машиностроения, сельского хозяйства и др. Научным руководителем и ответственным исполнителем этих работ был автор диссертации.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ заключается в разработке теоретических и методологических основ проектирования и создании концепции производства электромагнитных приводов трубопроводной арматуры, обеспечивающих повышение их технического уровня и надежности, а также снижение затрат на изготовление и эксплуатацию.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие основные задачи:

- развитие теории электромагнитных приводов с учетом специфики трубо-проводной арматуры, проявляющейся во взаимосвязи

конструкции электромагнита с оптимальным по минимуму мас-согабаритных показателей соотношением формы и размеров магнитной системы и рационального, с точки зрения возможных режимов работы, вида тяговой характеристики;

- разработке на основе математических моделей магнитного и температурного полей методов расчета электромагнитных приводов переменного и постоянного тока с целью получения достоверной информации о пространственном распределении индукции и температуры позволяющей существенно повысить точность расчетов характеристик и параметров АЭМП;

- создание системы автоматизированного проектирования электромагнитных приводов трубопроводной арматуры;

- выбор, обоснование и разработка конструкторских и технологических решений для повышения качества и надежности выпускаемой арматуры;

- организация расширенного производства трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом, включающая весь комплекс конструкторских и технологических решений, нормативное и информационное обеспечение.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА состоит в разработанной научно обоснованной концепции создания бессальниковой трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом, включающей вопросы теории, автоматизированного проектирования и комплекса мер технического и производственного характера, обеспечивающих повышение технического уровня и надежности арматуры, снижение затрат на ее изготовление и эксплуатацию.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ основные положения этой концепции и новые результаты теоретических исследований:

1. Классификации трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом по общим требованиям, условиям эксплуатации, конструкторским и технологическим решениям, позволяющие сделать целенаправленными и обоснованными как выбор, так и проектирование арматурных электромагнитных приводов.

2. Математические модели магнитного и температурного полей электромагнитов постоянного и переменного тока с разделительной герметизирующей трубкой, адекватно отражающие физические процессы в рабочих режимах, а также алгоритмы и

программы расчетов, базирующиеся на методе конечных элементов.

3. Предложенные критерии оптимизации и методики проектного расчета параметров электромагнитов постоянного и переменного тока.

4. Обоснование предпочтительности использования в электромагнитных приводах постоянного тока магнитных систем с ненасыщенным ферромагнитным шунтом или конической формой полюсов сердечника и якоря.

5. Система автоматизированного проектирования арматурных электромагнитных приводов постоянного и переменного тока, позволяющая выполнять полный объем проектных работ.

6. Совокупность конструкторских и технологических решений, защищенных авторскими свидетельствами, отечественными и зарубежными патентами, обеспечивающая высокий технический уровень и эксплуатационную надежность трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом.

7. Разработка широкой номенклатуры клапанов с электромагнитным приводом и организация их серийного производства.

ДОСТОВЕРНОСТЬ НАУЧНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ и выводы по работе базируются на: накопленном опыте теоретических исследований, проектирования и крупномасштабного серийного производства различных конструкций клапанов с электромагнитными приводами постоянного и переменного тока, их всесторонних испытаний; использовании апробированных методов теорий электромагнитного поля, электропривода, электрических аппаратов, теплотехники; практике проектирования, производства и эксплуатации клапанов различного принципа действия и функционального назначения. Раскрытые в работе особенности физических процессов, свойственные электромагнитным приводам постоянного и переменного тока бессальниковых клапанов с металлической герметизирующей разделительной трубкой и учитываемые в предложенных методиках их расчета и проектирования, подтверждены результатами обширных экспериментальных исследований, а также эффективностью и надежностью функционирования разработанных и освоенных промышленностью рядов

клапанов с электромагнитным приводом, успешно применяемых в различных отраслях промышленности и в сельском хозяйстве.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ работы состоит в разработке: - научно обоснованных классификаций арматуры с электромагнитным приводом и самих приводов, позволяющая в зависимости от технических требований и условий работы выбрать наиболее рациональные конструкции арматуры и привода;

- комплекса математических моделей и соответствующих им пакетов прикладных программ для проведения проектного и поверочного расчетов электромагнитных приводов постоянного и переменного тока, получивших широкое применение в подотрасли арматуростроения;

- методов проектирования и рекомендаций по практической реализации электромагнитных приводов постоянного и переменного тока бессальниковых клапанов с металлической герметизирующей трубкой на основе опыта их внедрения и эксплуатации в различных отраслях промышленности;

- нормативных, руководящих и информационных материалов, в том числе ГОСТ 22413-77, ГОСТ 22413-89, РТМА-72-89, СТП 0781-171-74, СТП 07-81-492-92, СТП 07-81-9300-92 и др., в значительной мере определивших техническую политику и уровень разработок трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом на отечественных предприятиях;

- технологий производства и сборки, методов и средств испытаний, составивших базу для организации серийного производства [2,4,27,36,44,58,74,77].

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ осуществлена в процессе разработки и освоения серийного производства, выполненных под руководством автора:

- в научно- производственном объединении арматуростроения "Знамя Труда" им. И.И. Лепсе (г. Санкт-Петербург):

- 64 типоразмеров клапанов двухходовых запорных типа 2/2 с диаметром условного прохода = 3... 150 мм на номинальное рабочее давление Рр = 6,65 10"3 ...6,5 МПа, температуру рабочей среды от -40 до +175°С;

- 16 типоразмеров клапанов распределительных типа 3/2, 4/2, 5/2 Dy = 3...32 мм на Рр =15 МПа, температуру рабочей среды от-50 до +70°С;

-81 типоразмера, 185 исполнений встроенных электромагнитных приводов с катушками постоянного и переменного тока с массивным магнитопроводом с тяговым усилием до 1200 H и рабочим ходом якоря до 40 мм на различные режимы работы, предназначенные для управления трубопроводной арматурой; - 3 типоразмеров клапанов с электромагнитным приводом Dy = 15, 100, 150 мм и Рр = 0,15...3,6 МПа с электромагнитным приводом повышенной надежности и высоким циклическим ресурсом, документация на которые продана по лицензии Болгарии. Основные узлы электромагнитных приводов, схемы управления ими и кинематика взаимодействия с затвором защищены 89 авторскими свидетельствами, 8 патентами ФРГ, Франции и Швейцарии, 12 патентами РФ. - на Пензенском арматурном заводе - 27 типоразмеров клапанов запорных Dy=3...40 мм и Рр = 0,15...2,5 МПа с малогабаритными высокоэкономичными электромагнитными приводами постоянного и переменного тока с герметизирующей разделительной трубкой и унифицированным массивным магнитопроводом, предназначенных для автоматизации технологических процессов и систем диагностики атомных станций, холодильных установок, различных типов судов, переработки продукции сельского хозяйства [107, 108, 111-113, 120, 123, 124, 133, 135, 147,150, 208-212,216,218].

- на Семеновском арматурном заводе - 32 типоразмеров клапанов запорных и распределительных Dy = 6, 25, 50 и 65 мм, Рр = 0,001...2,5 МПа с электромагнитными приводами постоянного и переменного тока, предназначенные для автоматизации котельных и крупных холодильных установок, пропарочных камер и автоклавов на комбинатах стройиндустрии [111, 120, 138, 151, 157, 165,171,216,218];

на Псковском электромашиностроительном заводе электромагнитных приводов типа ЭВ-1, ЭВ-2, ЭМП со сменными катушками постоянного и переменного тока (19 авторских свидетельств и патентов), предназначенных для управления клапанами запорными и распределительными;

- на машиностроительном предприятии "Корвет" (г.Курган) -клапанов запорных =10 и 15 мм, Рр = 2,5 МПа с одно- и двух-зазорными электромагнитными приводами постоянного и переменного тока для холодильного машиностроения, электротехнической промышленности, линий гальванических покрытий [132, 148, 163];

- на ПО "Прикарпатпромарматура" (г.Львов) - клапанов запорных Оу =10 и 15 мм, Рр = 2,5МПа с малогабаритным приводом для комплектации газовых горелок судовых установок, холодильных машин и гальванических линий.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы представлялись на различных этапах ее выполнения на многих конференциях, советах, совещаниях, в том числе за последние пять лет на: Всесоюзной конференции "Пути совершенствования работы по созданию трубопроводной арматуры высокого технического уровня для ведущих отраслей народного хозяйства" (г.Пенза, 1992г.); IV Всесоюзной конференции "Промышленная трубопроводная арматура, направления развития" (г.Ленинград, 1993г.); Совете ведущих специалистов арматуростроительных фирм ФРГ (ФРГ, г. Бад-Ойнхаузен, 1993г.); Совете главных специалистов Всесоюзной ассоциации арматуростроителей (г. Санкт-Петербург, 1995г.); международном семинаре "Автономные системы отопления и водоснабжения" (Израиль, г.Тель-Авив, 1995г .); семинарах научно-промышленной ассоциации арматуростроителей (г. Санкт-Петербург, 1995-96 тт.), а также ряде других конференций, семинаров и технических совещаний.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА. Начиная с 1961 г., автор не�