Збчяое отверстие, йо сечению во много раз (до ЮОО)

меньшее основного проходного канала. С помощью разгрузочного запирающего элемента используется энергия рабочей среды и осуществляется управление основным запирающим элементом арматуры [18, 23]. Исполнительный механизм в таких конструкциях двухступенчатый. Приме-

АЗМП

Па характеру движения сердечника

Тянущий

Па ка

Толкающий

Поворот ный

пичестВу позиц \ий сердачиика п ри отсутствии

Однопозиционный

Удерживающий

Двукпозиционный

По темпера тдрнону диапазону работа

Низкотенператдрныи

Па виду Зе йстВия

Редерсив-ный

тока В обмотке

Трехпозицианнт

Нормальный

Высокотемпературный

Непосредственного действия

С промежуточным усилителем

По констру ктидно у исполнению

встроенный

Блочный

По контак [тированию сердечника с рабочей средой

Изолированный

от среды

находящийся В рабочей среде

Нахадяи<ийся В промсжуточиоЗ нейтральной среЭе

По конструкции магнитаправада

Каташкц и сердечник В контакте

со средой

Изолированный

от среды

С Втягивающимся сердечникам

С внешним притягивающимся сердечником

С дней/ним поперечно движущимся сердечникам

Вид пит\ающего напряжения

Переменное

С питанием от внешнего источника

Ла pea

встроенного Выпрямителя

Постоянное

кции на направление тока В абм

Нейтральные

С днифирироВанным магнитоправодом и сменными катушками переменного и постоянного тока

Поляризованные

Нейтральныг

Рис. 2. Классификация АЭМП

ром применения АЭМП для управления двухступенчатым исполнительным механизмом арматуры являются конструкции, рассматриваемые в § 3. На рис. 2 показана классификация АЭМП, охватывающая характерные конструкции, выпускаемые отечественной промышленностью и ведущими зарубежными фирмами, и учитывающая перспективные направления развития [18, 24]. По характеру движения сердечника и связанного с ним выходного силового элемента АЭМП подразделяются на тянущие, толкающие, поворотные, удерживающие и реверсивные. В тянущих АЭМП линейное перемещение сердечника со связанным с ним выходным силовым элементом под действием магнитного поля направлено от точки приложения противодействующих сил, обусловленных функционированием исполнительного механизма. Такие АЭМП применяются для управления запирающим элементом (основным, разгрузочным или обоими в определенной последовательности) исполнительных механизмов запорных НЗ клапанов и основным запирающим элементом исполнительных механизмов распределительных клапанов.

Удерживающие АЭМП обеспечивают удержание под действием магнитного поля сердечника и выходного силового элемента с заданным усилием удержания и снятие или уменьшение этого усилия по соответствующему сигналу. Для таких АЭМП характерным параметром является гарантированное значение усилия удержания сердечника. В поворотных АЭМП при подаче напряжения на обмотку выходной силовой элемент поворачивается на определенный угол, который в зависимости от конструктивного исполнения составляет 60-90°. Угловое перемещение силового элемента достигается либо выполнением магнитопровода с поворотным сердечником, либо применением промежуточного преобразующего устройства. Такие АЭМП используются для приведения в действие исполнительных механизмов с угловым перемещением запирающего элемента, например в поворотных дисковых затворах, запорных и распределительных пробковых и шаровых кранах [23]. Применение поворотных АЭМП ограничивается их малым крутящим моментом, громоздкостью, потерями на трение в промежуточном устройстве.

Реверсивные АЭМП обеспечивают изменение направления перемещения выходного силового элемента в зависимости от характера электрического сигнала. Реверсивный АЭМП содержит два электромагнита, сердечники которых посредством выходного силового элемента механически взаимодействуют с запирающим элементом исполнитель-

Horo механизма арматуры. При подаче напряжения на обмотку одного электромагнита его сердечник движется к полюсу и перемещает запирающий элемент в этом же направлении. При подаче напряжения на обмотку второго электромагнита его сердечник перемещает запирающий элемент в противоположном направлении. В реверсивных АЭМП может быть предусмотрен упругий элемент, обеспечивающий перемещение и удержание (фиксацию) выходного силового элемента в нейтральном положении при обесточенных обмотках электромагнитов. Реверсивные АЭМП применяются преимущественно в распределительных клапанах непосредственного действия.

По количеству позиций выходного силового элемента АЭМП подразделяются на одно-, двух- и трехпозицион-ные. У однопозиционных АЭМП при включении обмотки выходной силовой элемент занимает определенное положение. У двухпозиционных АЭМП выходной силовой элемент занимает одно из двух положений в зависимости от того, на обмотку какого электромагнита поступает напряжение. После обесточивания обмотки выходной силовой элемент сохраняет занятое им положение до подачи напряжения на обмотку другого электромагнита. При этом выходной силовой элемент занимает другое крайнее положение, в котором остается после выключения тока в обмотке. Двухпозиционной является и конструкция АЭМП, магнитопровод которой содержит постоянный магнит. В зависимости от полярности и амплитуды сигнала сердечник и выходной силовой элемент занимают одно из двух устойчивых крайних положений. Различные типы клапанов с АЭМП такой конструкции выпускаются отечественной промышленностью и рядом зарубежных фирм. Выходной силовой элемент трехпозиционных АЭМП при отсутствии тока в обмотках находится в нейтральном положении.

В зависимости от рабочей температуры АЭМП подразделяются на низкотемпературные (от -100 и ниже до -1-50°С); нормальные (от -60 до -1-100°С) и высокотемпературные (от -60 до +200°С и выше).

АЭМП могут быть непосредственного действия или со встроенным пневмо- или гидроусилителем. В АЭМП непосредственного действия усилие выходного силового элемента создается только за счет энергии магнитного поля. Выходным силовым элементом в таких конструкциях является непосредственно сердечник или связанный с ним шток. В отдельных конструкциях АЭМП с целью повышения выходного усилия на силовом элементе и сокращения габаритов катушки и потребляемой электроэнергии ис-

пользуется дополнительно энергия находящейся под давлением жидкой или газообразной среды. Конструкция таких приводов содержит встроенный пневмо- или гидропривод, поршень или мембрана которого связаны с выходным силовым элементом.

АЭМП могут быть блочными или встроенными. Встроенный АЭМП является составной частью исполнительного механизма и содержит запирающий элемент, возвратную пружину, крышку корпуса и другие детали, необходимые для работы исполнительного механизма. Блочные (агрегатные) АЭМП представляют собой самостоятельное электромагнитное устройство, устанавливаемое на корпусе исполнительного механизма. Связь сердечника блочного АЭМП с запирающим элементом исполнительного механизма осуществляется с помощью штока, тяги и т. п. Клапаны со встроенным герметичным АЭМП имеют уменьшенные габариты и массу по сравнению с блочными. Однако воздействие рабочей среды на детали и узлы АЭМП и сложность отвода тепла из зоны его размещения требуют применения ферромагнитных коррозионностойких сталей, а также обмоточных проводов, конструкционных и изоляционных материалов повышенной нагревостойкости.

АЭМП выполняются с втягивающимся сердечником (втяжные АЭМП), с внешним притягивающимся сердечником и с внешним поперечно движущимся сердечником. При отсутствии тока в обмотке АЭМП с втягивающимся сердечником последний целиком или частично располагается внутри катушки. Тяговое усилие создается как за счет рабочего магнитного потока, проходящего через торцевую поверхность сердечника, так и за счет магнитного потока рассеяния, проходящего через его боковую поверхность. Конструктивно втяжные АЭМП довольно просты, их детали в большинстве случаев имеют цилиндрическую форму, а магнитопровод одновременно выполняет функцию кожуха (оболочки). АЭМП такого типа легко сочетаются с подавляющим большинством конструкций исполнительных механизмов запорных и распределительных клапанов и допускают установку разделительной трубки, обеспечивающей герметизацию рабочей полости исполнительного механизма. В связи с этим они применяются й герметичной арматуре, управляющей горючими, ядовитыми, взрывоопасными и дорогостоящими рабочими средами.

В зависимости от требуемой тяговой характеристики применяются втяжные АЭМП с неподвижным полюсом (с замкнутой магнитной цепью) и без неподвижного полюса или с разомкнутой цепью. Последние могут вообще не

иметь магнитопровода. Тяговая характеристика втяжных АЭМП определяется также и геометрической формой взаимодействующих участков сердечника и магнитопровода. Преимущественное применение получили втяжные АЭМП с плоской или конической формой взаимодействующих торцов сердечника и полюса. Конструктивно втяжные АЭМП выполняются с одним или несколькими рабочими зазорами. Конструктивно многозазорные АЭМП содержат несколько сердечников и полюс. Так, двухзазорный АЭМП (см. рис \9,а) имеет два сердечника 2 и 6. При этом на промежуточный сердечник 2 воздействуют две противоположно направленные силы электромагнитного притяжения: к сердечнику б и к полюсу 1. Сила притяжения к сердечнику 6 будет преобладать, так как зазор 6i меньше зазора бг. Поэтому движение сердечника 2 вниз должно быть ограничено упором 4. При подаче напряжения на обмотку 7 сердечник 6, связанный с запирающим элементом, притягивается к сердечнику 2, который вследствие наличия упора 4 остается в это время неподвижным. Далее связанные электромагнитным усилием сердечники 2 к 6 под действием силы притяжения сердечника 2 к полюсу 1 совместно перемещаются на длину пути, равную рабочему зазору бг- Суммарное перемещение сердечника 6 под действием силы электромагнитного притяжения равно 61+62.

Аналогичен рассмотренному и принцип работы трехза-зорного АЭМП. Конструкция его магнитопровода содержит три рабочих зазора, возрастающих по размеру в направлении неподвижного полюса, и три подвижных сердечника. Герметизирующая разделительная трубка содержит два кольцевых упора, ограничивающих перемещение промежуточных сердечников в направлении торца крайнего сердечника. Такое конструктивное решение позволяет изменять в широких пределах форму тяговой характеристики посредством изменения количества, значений, формы и места расположения рабочих зазоров.

Рис. 3. АЭМП с притягивающим- Особенностью АЭМП с ся поворотным сердечником внешним притягивающимся

рдечником является наружное расположение последнего по отношению к катушке. Под действием рабочего магнитного потока сердечник или перемещается поступательно сравнительно мало, или поворачивается в пределах небольшого угла. Конструкция однопозиционного АЭМП с притягивающимся поворотным сердечником для управления исполнительным механизмом распределительного клапана непосредственного действия изображена на рис. 3. АЭМП состоит из магнитопровода У, выполненного в виде скобы, катушки 2, притягивающегося поворотного сердечника 3, установленного на оси 4, возвратной пружины 15 и ручного дублера 13. Сердечник 3 с выходным силовым элементом 6 размещен в замкнутой полости 11, заполненной антикоррозионной жидкостью, и изолирован мембраной 5 от среды, заполняющей рабочую полость корпуса 10 исполнительного механизма. Катушка 2 вместе с магнитопроводом / опрессована платмассой 12 в единый блок. АЭМП соединен с корпусом 10 исполнительного механизма с помощью винтов 14. При подаче напряжения на обмотку 2 сердечник 3 под действием магнитного поля перемещается к полюсу магнитопровода. При этом выходной силовой элемент 6 перемещает запирающий элемент к седлу 8 исполнительного механизма. Поток рабочей среды из входного патрубка Б поступает в патрубок А. После отключения тока в обмотке сердечник под действием усилия возвратной пружины 15 возвращается в исходное положение. Выходной силовой элемент 6 перемещает запирающий элемент 7 к седлу 9. Поступление потока рабочей среды в патрубок Л прекращается. Рабочая среда начинает поступать в патрубок В.

В АЭМП с внешним поперечно движущимся сердечником последний перемещается перпендикулярно направлению рабочего магнитного потока. Такие АЭМП обладают, как правило, худшими технико-экономическими показателями, чем втяжные и с внешним притягивающимся сердечником. Их применение ограничено из-за малого значения развиваемого крутящего момента. Однако возможность непосредственного получения углового перемещения сердечника без промежуточных устройств представляет большой интерес с точки зрения создания наиболее простых и надежных конструкций арматуры.

По реакции на направление тока в обмотке АЭМП делятся на нейтральные и поляризованные. Действие нейтральных АЭМП зависит только от магнитного потока и не зависит от его направления, а следовательно, от направления тока в обмотке. При отсутствии тока магнитный по-