МЕХАНИЗМЫ СВЕРТЫВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕСУРСОВ
Свертывание означает выполнение системой своих функций меньшим числом элементов, чем это обычно принято. Как можно увеличить степень свертывания? Это, как уже говорилось, можно сделать либо увеличением количества новых функций, которые выполняет система, либо уменьшением количества подсистем, которыми пользуется арматура для выполнения своих функций.
Для выполнения функций при снижении количества искусственно вводимых элементов можно использовать элементы, которые уже имеются в системе. Ими могут являться различные элементы и способы воздействия из внешней среды или собственные ресурсы арматуры. Пример: большой вес литья часто служит положительным элементом для трубопроводов, испытывающих пульсацию, поскольку большая инертная масса способна определенным образом снизить вибрации.
Можно находить ресурсы в самой системе арматуры. Пример: изготовление штока арматуры из сплавов с высоким электрическим сопротивлением, при использовании их для горячих сред, где один из концов со стороны штока является горячим, а со стороны привода – холодным, позволяет снимать термоЭДС, достаточное для управляющего питания позиционера.
Использование некоторых вредных явлений, образующихся в процессе обработки потока, также могло бы помочь свертыванию арматуры. Пример: в настоящее время образующуюся кавитацию пока не используют для одновременного снижения газонасыщенности потока при дросселировании через регулирующие клапаны.
Использование внешних воздействий, которые традиционно считаются вредными, могут сэкономить достаточно много ресурсов. Пример: создание «искусственной» снежной шубы на открытой газовой арматуре ГРП ГРЭС позволило бы устранить излишний теплоотвод, появляющийся при больших ветровых нагрузках и приводящих к нестабильной температуре и, следовательно, к нестабильному расходу газа.
Резервы могут быть найдены при использовании ресурсов от ближайших подсистем арматуры. Пример: волокна истирающегося сальника в поворотной арматуре, в которой используется узел «нагружения на весь срок эксплуатации», позволяют лучше уплотнять круговые бороздки износа, характерные при износе поворотной арматуры.
Можно искать ресурсы, которые сами формируются в арматуре. Пример: при перекачке известкового молочка с большим количеством извести используют сегментные дисковые затворы даже с классом герметичности менее V по ANSI (ниже класса А). Формирующийся в обратной полусфере сегментного затвора обратный ток предотвращает его от прямого удара известковых частиц, а при закрытии затвора известковые частицы налипают одна на другую, тут же достаточно герметично забутовывая щель.
Использование различных эффектов, связанных с изменением собственно обрабатываемого потока, например, изменение направления потока внутри арматуры, как мы видели в примере с известковым молочком, может считаться также одним из ресурсов. При этом активизируется и изменяется в основном поток, а не арматура. Основным способом, как правило, выступает разделение потока на две или несколько частей, взаимодействующих друг с другом. Пример: способ снижения износа наружной газовой арматуры в зимнее время, заключающийся в том, что на внутренних проточных частях арматуры может быть наморожен защитный слой с пылью, присутствующей в газе и защищающий арматуру от износа.
Деление внутренней проточной части на участки в зависимости от условий протекания среды во многом позволяет избежать неприятных сюрпризов. Пример: повышение температуры потока или выход в рабочее состояние вызывает термическое расширение уплотнения и способствует лучшей герметизации затвора.
Для увеличения числа выполняемых функций – второго пути свертывания арматуры могут быть применены следующие механизмы:
— Увеличение выполнения функций, как в процессе работы, так и при простоях. Пример: методика диагностики «неполным ходом», реализованная в интеллектуальных позиционерах безопасности позволяет резко снизить число остановов технологической линии на ППР и обслуживание.
— Использование дешевых внутренних или внешних ресурсов позволяет также увеличивать число функций арматуры. Пример: введение простой возвратной пружины в воздушник, пробоотборник и другую ручную арматуру увеличивает скорость работы оператора многих технологических линий, с большим количеством арматуры, перекрываемой или открываемой по требованиям технологического процесса в достаточно короткое время.
Ресурсы лежат также и в возможности использования уже имеющихся подсистем для реализации дополнительных функций. Пример: уплотнение по седлу в шаровом клапане с плавающим затвором проводят за счет давления среды.
Эффективен поиск ресурсов в используемых материалах или использование «микро» эффектов. Пример: седло X-treme шаровых клапанов и поворотных заслонок компании Jamesbury имеет весьма малое тепловое расширение во всем диапазоне эксплуатационных температур от -273оС до +260оС. Это позволяет резко уменьшить мощность привода и предлагать заказчикам приводы меньшей мощности и, соответственно, более дешевые.
Один и тот же элемент позволяет заменить собой несколько и обеспечивать внутреннее свертывание. Пример: в диафрагмовом приводе серии Quadra Power компании Jamesbury гибкая диафрагма, соединенная со штоком заменила собой собственно поршень и поверхность скольжения, как это было в поршневых пневмоприводах.
Наше исследование показывает, что арматура как система обладает достаточно большим количеством доступных ресурсов, позволяющих применить эффективные механизмы свертывания. Отталкиваясь от них легко найти способы поиска наиболее эффективных линий развития арматуры.