Электромагнитные приводы исполнительных механизмов

«Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1981—1985 годы и на период до 1990 года» поставлена задача «Повысить технический уровень и качество продукции машиностроения, средств автоматизации и приборов, значительно поднять экономичность и производительность выпускаемой техники, ее надежность и долговечность».

Одним из основных элементов автоматизированных систем управления технологическими процессами, связанными с потоками жидких и газообразных сред, является трубопроводная арматура с электромагнитным приводом или его комбинациями с гидравлическими и пневматическими приводами.

Арматура с электромагнитным приводом представляет собой устройство, устанавливаемое на трубопроводах, агрегатах, емкостях и прочем технологическом оборудовании, предназначенное для дистанционного и местного управления потоками жидких и газообразных сред посредством электрического сигнала. Электромагнитный привод трубопроводной арматуры отличается высоким быстродействием, малым потреблением электроэнергии, простотой, технологичностью изготовления, герметичностью и вакуумной плотностью рабочей полости относительно внешней среды. Долговечность конструкций арматурного электромагнитного привода обеспечивает 10 млн. циклов срабатывания и более. Электромагнитный привод обладает рядом преимуществ в сравнении с электродвигательным: отсутствием механических передач и преобразователей движения; возможностью ремонта электрических узлов без разгерметизации привода; высокой точностью останова запорного органа арматуры в заданном положении вследствие отсутствия выбега; возможностью использования ЭВМ для управления.

Благодаря указанным достоинствам арматура с электромагнитным приводом широко применяется для автоматизации производственных процессов во всех отраслях народного хозяйства. По ряду важнейших технико-экономических показателей с ней не могут конкурировать другие типы автоматизированной трубопроводной арматуры.

Основными элементами арматуры с электромагнитным приводом являются исполнительный механизм, непосредственно воздействующий на поток рабочей среды, и управляющий нм электромагнитный привод.

В конструкции электромагнитных приводов бессальниковой арматуры, нашедшей преимущественное распространение, предусмотрена разделительная трубка, образующая совместно с конструктивными деталями исполнительного механизма 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. Герметизирующая разделительная трубка выполняется, как правило, из маломагнитного металла, что обусловливает большой немагнитный зазор для рабочего магнитного потока. При питании обмотки электромагнитного привода переменным напряжением и материале разделительной трубки наводятся мощные вихревые токи, оказывающие экранирующее действие на рабочий магнитный поток. Элементы магнитной системы не всегда могут быть изготовлены шихтованными и часто выполняются сплошными, что также увеличивает потери на вихревые токи и перемагничивание материалов. При всем этом обмотки приводов находятся в условиях интенсивного теплового воздействия рабочей среды. Перечисленные особенности предопределяют ряд принципиальных отличий электромагнитных приводов трубопроводной арматуры от электромагнитов общетехнического назначения и выделяют их в отдельную группу арматурных электромагнитных приводов (АЭМП).

С развитием техники и усложнением условий эксплуатации особое значение приобрели требования надежности и долговечности, уменьшения массы, габаритов, потребляемой мощности, снижения стоимости изготовления и эксплуатации арматурных электромагнитных приводов. Решение этих вопросов осложняется тем, что в известной технической литературе методы расчета и проектирования электромагнитных приводов трубопроводной арматуры отражены крайне недостаточно. Настоящая книга имеет цель восполнить этот пробел и систематизировать опыт проектирования электромагнитных приводов трубопроводной арматуры.