АЭМП предназначен для приведения в движение и удержания в определенном положении запирающего элемента исполнительного механизма трубопроводной арматуры. В результате осуществляется открывание или закрывание прохода для потока рабочей среды из входного патрубка в выходной, изменение направления потока или изменение расхода рабочей среды, протекающей через арматуру. Об.мотка АЭМП одновременно с основным назначением может использоваться для сигнализации положения его сердечника и связанного с ним запирающего элемента исполнительного механизма. АЭМП применяются в запорной, распределительной, смесительной и регулирующей трубопроводной арматуре с условным диаметром прохода Dy от 0,8 до 300 мм. Потоки жидких и газообразных сред могут находиться под давлением до 70 МПа, иметь вязкость до 38-Ю * м/с и температуру от -200 до -1-500 °С. Вакуумная арматура с электромагнитным приводом применяется для работы на трубопроводах с давлением до Ю МПа. Характерная конструкция исполнительного механизма арматуры (см. рис. 4,а) содержит запорный орган, состоящий из запирающего элемента 1 и седла

2, и переходный узел 4, связывающий запирающий элемент / с выходным силовым элементом или непосредственно с сердечником 5 электро.магнитного привода. В ряде конструкций трубопроводной арматуры исполнительный механизм содержит усилитель (рис. 5,6), представляющий собой встроенный объемный мембранный или поршневой привод.

В зависимости от требований, предъявляемых к арматуре, электромагнитные приводы могут отличаться друг от друга конструктивно и по принципу действия. Однако все они имеют общие элементы - электромагнитные механизмы, которые, воздействуя с помощью электромагнитного поля на ферромагнитный подвижный сердечник, сцепленный с запирающим элементом, осуществляют его

Перемещение в рабочей полости арматуры или удержание в заданном положении

Конструкция АЭМП содержит катушку, подвижный сердечник, полюс, наружный магнитопровод, разделительную трубку, возвратную пружину, выходной силовой элемент с узлом регулировки его перемещения и контакты или гибкий шнур для подключения питания к катушке. В ряде конструкций сердечник арматуры выполняет функцию выходного силового элемента. С помощью катушки создается магнитодвижущая сила (МДС), необходимая для проведения магнитного потока по магнитопроводу. С помощью подвижного сердечника энергия магнитного поля катушки преобразуется в механическую и передается запирающему элементу исполнительного механизма арматуры. Между поверхностями сердечника, полюса н наружного магннтопровода имеются немагнитные зазоры, количество, размеры и форма которых определяются конструктивным исполнением АЭМП. Зазоры, в которых возникают магнитные усилия в направлении перемещения сердечника, являются рабочими, остальные паразитными. К паразитным относятся зазоры, необходимые для уменьшения остаточной индукции в деталях магннтопровода и вызываемого ею залипания сердечника. Размеры паразитных зазоров обусловлены конструктивными и технологическими факторами. К конструктивным факторам относится наличие разделительной трубки, а также немагнитных втулок и шайб, служащих для уменьшения трения между подвижными и неподвижными деталями магннтопровода. Технологическими факторами определяются зазоры, образованные за счет допусков на изготовление сопрягаемых деталей магни-топровода. В некоторых АЭМП с разделительной трубкой размер паразитных зазоров соизмерим с рабочим ходом сердечника и даже превосходит его. Это характерно для АЭМП с рабочим ходом сердечника 0,8-2,5 мм при толстостенной разделительной трубке и прн изготовлении деталей магинтоировода из коррозиониостойких сталей с большим значением коэрцитивной силы, что вызывает необходимость применения толстых немагнитных прокладок между торцами полюса и сердечника. Следует отметить, что существуют АЭМП, в которых используются только потоки рассеяния и полюс отсутствует. Такие АЭМП рассчитаны на небольшое тяговое усилие, которое при питании переменным напряжением составляет примерно 0,5 И при рабочем зазоре 6- 7 мм. Они отличаются простотой конструкции и отсутстви-

ем зависимости теплового режима обмотки от положения сердечника.

Перемещение сердечника, при котором происходит движение запирающего элемента исполнительного механизма, называется рабочим ходом бо- Номинальным ходом бном называется наибольшее перемещение сердечника, при котором обеспечивается номинальное тяговое усилие /эм.ном- Номинальное тяговое усилие АЭМП должно обеспечиваться на всем перемещении сердечника в пределах номинального хода при рабочем (нагретом) состоянии обмотки, допустимых колебаниях напряжения и частоты питающей сети, максимальной температуре рабочей и окружающей сред, а также прн наличии заданных климатических и механических воздействий. Ток в обмотке АЭМП, при котором начинается движение сердечника, называется током срабатывания /ср. Ток, при котором происходит отпускание сердечника, называется тоКом отпускания (отпадания) /отп. АЭМП подразделяются на длинно-ходовые и короткоходовые. К короткоходовым относятся АЭМП с диаметром сердечника более Зй ом. К длинноходо-вым относятся конструкции с диаметром сердечника 36 ом.

Усилие, необходимое для перемещения запирающего элемента исполнительного механизма, называется перестановочным (внешним) усилием Fbh. Зависимость перестановочного усилия от перемещения связанного с запирающим элементом сердечника называется силовой характеристикой исполнительного механизма Fh{x). Тяговой характеристикой АЭМП называется зависимость Гэм{х) тягового усилия от перемещения сердечника при неизменном токе обмотки.

Исполнительные механизмы трубопроводной арматуры с АЭМП могут содержать вспомогательные узлы: ручной дублер для управления исполнительным механизмом при исчезновении напряжения питания или при выходе из строя обмотки, устройство сигнализации положения запирающего элемента или сердечника, фиксатор положенпя запирающего элемента или сердечника. Конструктивно эти узлы могут входить как в АЭМП, так и в исполнительный механизм. В зависимости от положения запирающего элемента исполнительного механизма при обесточенной обмотке АЭМП, арматура подразделяется на нормально закрытую (НЗ) и нормально открытую (НО). В НЗ арматуре при отсутствии тока в обмотке проход рабочей среде через проходной канал исполнительного механизма закрыт. В НО арматуре при отсутствии тока в обмотке проход рабочей среде открыт. Преимущественное распрост-

ранение получили конструкции арматуры, запирающий элемент которых перемещается с помощью АЭМП возвратно-поступательно, параллельно направлению потока рабочей среды в проходном канале седла запорного органа. Такие конструкции арматуры называются клапана-

ми с электромагнит-

ным приводом.

На рис. 1 изображена конструкция НЗ клапана с электромагнитным приводом. Корпус У исполнительного механизма имеет седло а проходного канала Dn и входной (Л) и выходной (Б) патрубки. Электромагнитный привод содержит катушку 4, подвижный сердечник 3, размещенный внутри герметизирующей разделительной трубки 5, верхний торец которой с помощью развальцовки и сварки соединен с полюсом 5, возвратную пружину 7 и магнитопровод, стянутый винтом 12. Магнитопровод состоит из кожуха УУ, верхней и нижней шайб 10, втулок 9 и 15, регулировочных колец 6 из ферромагнитного материала и разделительной втулки 14 из немагнитного материала. Для снижения акустического шума при работе полюс 8 снабжен медным короткозамкнутым витком УЗ. Запирающий элемент выполнен в виде резиновой шайбы 2, закрепленной на нижнем торце сердечника 3. Герметизация рабочей полости корпуса У исполнительного механизма относительно окружающей среды обеспечивается разделительной трубкой 5, фланец которой выполняет функцию крышки корпуса У и крепится к нему винтами У7. Герметичность корпуса обеспечивается резиновым уплотнением 18. Катушка защищена от проникновения окружающей среды с помощью резинового кольца 16. Ко-

Рис. 1. Запорный клапан со встроенным герметичным АЭМП

Жух il И детали 5, 10,14 и 15, не контактирующие с рабочей средой, выполнены из стали марки 10. Сердечник 3 и полюс 8, находящиеся в непосредственном контакте с рабочей средой, изготовлены из прецизионного сплава марки 16Х. Разделительная трубка выполнена из маломагнитной коррозионностойкой стали 08Х18Н10Т.

Клапан работает следующим образом. Рабочая среда под давлением рр подается по трубопроводу в патрубок А. Запирающий элемент 2 под действием массы сердечника 3, установочного усилия пружины 7 и перепада давления рабочей среды Ap = pi-рг прижимается к поверхности седла а и проход рабочей среды из патрубка А в патрубок Б перекрывается. При подаче напряжения на обмотку 4 в цепи магнитопровода возникает магнитный поток, под воздействием которого сердечник 3 перемещается к полюсу 8, сжимая пружину 7. При этом запирающий элемент 2 поднимается над уплотнительной поверхностью седла а. Высота подъема запирающего элемента над седлом равна 0,25 Dy. Рабочая среда из полости А через проходной канал D поступает в выходной патрубок Б. После снятия напряжения с обмотки 4 сердечник 3 под действием собственной массы и усилия Fn.pae пружины 7 движется вниз. Запирающий элемент 2 перекрывает проход рабочей среде через канал Dn в патрубок Б и клапан закрывается.

Описанный клапан характеризуется тем, что перемещение запирающего элемента и преодоление воздействия на него рабочей среды во время рабочего цикла осуществляются только за счет тягового усилия АЭМП. Такие клапаны называются клапанами непосредственного действия. В зависимости от степени разгрузки запирающего элемента от воздействия рабочей среды клапаны непосредственного действия могут выполняться с неуравновешенным (рис. 1) или с уравновешенным (см. рис. 5,а) запирающим элементом. В последних запирающий элемент с помощью манжет, сильфона, мембран, выполнения запорного органа с двумя седлами и уплотнениями в определенной степени разгружен от одностороннего давления рабочей среды.

Тяговое усилие большинства типов АЭМП резко уменьшается с увеличением рабочего зазора, т. е. хода сердечника. Увеличение хода сердечника вызывает резкое возрастание габаритов и потребляемой мощности АЭМП. Это ограничивает применение АЭМП непосредственного действия для клапанов с большим значением Dy и большим перепадом давления рабочей среды. Поэтому в арма-туростроении широко применяются разгрузочные (управляющие) запирающие элементы, перекрывающие разгру-