Підвищення ефективності переміщення вантажів трубопровідним транспортом засобами струминної арматури

Система автоматичного регулювання температури каталітичного реактора. Патент України на винахід 25184А, МПК F02 M27/02/ Сьомiн Д.O., Звонов В.О., Черних В.I., Баранов В.Ю. - №96041437. Заявлено 11.04.96; Опубл. 30.10.98. Бюл. № 6. - 3 с. (Розробка схеми системи і наукове обґрунтування застосування вихрового регулюючого органу).

Система живлення двигуна при роботі на сумішевому паливі. Патент України на винахід 28277А, МПК F02B75/12/ Сьомiн Д.O., Баранов В.Ю. - № 96031153. Заявлено 26.03.96; Опубл. 16.10.2000. Бюл. № 5-11. - 4 с. (Розробка схеми системи і наукове обґрунтування застосування вихрового регулюючого органу).

Термостат. Патент України на винахід 32693А, МПК F 01F 7/12, F 01F 7/18 Сьомiн Д.O., Баранов В.Ю. - № 98020565. Заявлено 03.02.98; Опубл. 15.02.2001.Бюл. №1. - 2 с. (Розробка схеми термостату на основі вихрового регулюючого органу і наукове обґрунтування застосування).

Пульсатор відсаджувальної машини. Патент України на винахід 38715 А, МПК В03В5/24 / Сьомін Д.О., Мальцев Я.І. - №2000095120. Заявлено 01.09.2000; Опубл. 15.05.2001, Бюл. №4.- 4 с. (Розробка схеми пульсатора на основі вихрового регулюючого органу).

Гідро- (Пневмо-) розподільник. Патент України на винахід 38110А, МПК F01L5/04, F15B13/02 / Сьомін Д.О., Мальцев Я.І., Баранов В.Ю., Величко В.М. - №2000053072. Заявлено 30.05.2000; Опубл. 15.05.2001, Бюл. №4.- 4 с. . (Розробка схеми розподільника на основі вихрового регулюючого органу).

Пристрій управління сипкими середовищами: Патент України на винахід 41017 А, МПК B65G53/00, F15C1/14 / Сьомін Д.О., Павлюченко В.О., Мальцев Я.І., Роговий А.С. - №2001010092. Заявлено 3.01.2001; Опубл. 15.08.2001, Бюл. №7.- 3 с.. (Розробка схеми і наукове обґрунтування принципу дії).

Система гальмування поршня гідро- та пневмоциліндра: Патент України на винахід 44408 А, МПК F15В15/22 / Сьомін Д.О., Величко В.М., Баранов В.Ю., Мальцев Я.І. - №2000053039. Заявлено 29.05.2000; Опубл. 15.02.2002, Бюл. №2.- 2 с. .. (Розробка схеми і наукове обґрунтування принципу дії).

Спосіб конверсії метанолу у теплообмінному апараті та система його реалізації. Патент України на винахід 45054А, МПК F01K25/00, C10G35/00/ Баранов В.Ю., Сьомін Д.О., Величко О.В. - №2001042488. Заявлено 13.04.2001: Опубл. 15.03.2002. Бюл.№3. - 4 с. (Розробка схеми системи і наукове обґрунтування застосування вихрового регулюючого органу).

Вихровий клапан. Патент України на винахід 47714А, МПК F15 В13/02/ Сьомiн Д.O., Павлюченко В.О., Мальцев Я.І., Роговий А.С., Дмітрієнко Д.В. - №2001085611. Заявлено 07.08.2001; Опубл. 15.07.2002. Бюл.№ 7. - 3 с. (Розробка схеми проточної частини і наукове обґрунтування принципу дії).

Електропневматичний перетворювач. Патент України на винахід 53839А, МПК F16 K31/02/ Сьомiн Д.O., Павлюченко В.О., Мальцев Я.І. - №2001075468. Заявлено 31.07.2001; Опубл. 17.02.2003. Бюл.№2. - 3 с. (Розробка схеми і наукове обґрунтування принципу дії).

Електропневматичний клапан. Заявка на винахід МПК F16 K31/02/ Сьомiн Д.O., Мальцева М.О., Роговий А.С., Дмітрієнко Д.В. - №2003109587. Заявлено 24.10.2003. (Розробка схеми і наукове обґрунтування принципу дії).

Вихровий клапан. Заявка на винахід МПК F15B13/02/ Cьомін Д.О., Мальцев Я.І. - №2003087539. Заявлено 11.08.2003. (Розробка схеми і наукове обґрунтування принципу дії).

Разработка струйно-вихревых клапанов и распределителей для пневматических систем и приводов: Отчет о НИР /Восточноукраинский гос. ун-т. - Д.А. Сёмин, Инв. № 0297У006117. - Луганск, 1997. - 61 с.

Павлюченко В.А., Семин Д.А., Зевелев Э.М. Пневмоэлектронный комплекс автоматического дозирования и транспортировки жидкостей // Проектирование, производство и эксплуатация систем гидропневмопривода, гидропневмоавтоматики и гидромашин и их компонентов. II науч.-техн. конф. Ассоциации специалистов промышленной гидравлики и пневматики. - Киев: РДНТП. - 1992. - С. 28-29. (Розробка схеми системи з вихровою арматурою і її наукове обґрунтування).

Сёмин Д.А. Проектирование вихревых клапанов для гидропневмосистем.//Гидроаппаратура и гидроприводы сельскохозяйственных машин. Тез. докл. - Винница: -1993. - С.36.

Сёмин Д.А. Оптимизация и сравнительный анализ характеристик вихревых клапанов различных типов.//Тез. докл. - К.:. - 1993. - С.

Сёмин Д.А., Павлюченко B.A., Войцеховский С.В. Вихревые клапаны с электропневматическим управлением.// Тез. докл.- К.:. - 1994. - С.(Наукова ідея, доповідь)

Syomin D.A., Koval V.J., Pavlutchenko V.A., Voytsehovsky S.V.Design and analysis of dynamics of 1-membraine tie-in devices off "nozzle-flapper" type for power fluidics. Proc. of conf. "Hyromechanics, hydraulic machines, actuators and hydropneumoautomatics". - Moscow, MSTU (Russia). - 1994. - P.72. (Наукова ідея, доповідь).

Сёмин Д.А. Система элементов струйной макротехники - СЭСМТ.//Тез.доп. 2-i Украiнськоi конференцii з автоматичного управління "АВТОМАТИКА-95". - Львiв:. - С.138.

Сёмин Д.А., Войцеховский С.В., Павлюченко B.A., Бугаенко В.В. Оптимизация динамических характеристик одномембранных пневматических усилителей.//Тез.доп. 2-i Украiнськоi конференцii з автоматичного управління "АВТОМАТИКА-95", - Львiв:. - С.138. (Наукова ідея, доповідь).

Сёмин Д.А., Войцеховский С.В. Совершенствование методов расчета вихревых макроклапанов.//Автоматизация проектирования и производства изделий в машиностроении. Междунар. научно-практич. конф. Тез. докл. Ч.2 - Луганск: - 1996. - С.249. (Наукова ідея).

Сёмин Д.А., Войцеховский С.В. К расчету потерь на трение о стенки в коротких вихревых камерах.//Гидроаэромеханика в инженерной практике. Научно-техн. конф. Тез. докл. - К:ВІПОЛ - 1997. - С.49-50. (Наукова ідея, доповідь).

Сёмин Д.А. Управление потоками сплошных сред средствами струйной макротехники .//Гидроаэромеханика в инженерной практике. Научно-техн. конф. Тез. докл. - К.: - 1998. - С.11-12.

Павлюченко В.А., Мальцев Я.И., Сёмин Д.А. Математическое моделирование и минимизация погрешности дозирования жидкости с помощью монжуса // VI Міжнародна науково-практична конференція “Університет і регіон”. - Луганськ. - 2000. - С.97. (Наукова ідея, співдоповідь).

Сёмин Д.А., Мальцев Я.И. Математическое моделирование трехмерных турбулентных течений в вихревых усилителях с диффузорным выходом. / Збірник праць Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. Тез. доп. VIII міжнар. науково-практичної конф. “Університет і регіон”. - Луганськ. - 2002. - С.197. (Наукова ідея, співдоповідь).

Семин Д.А., Роговой А.С. Моделирование и расчет траектории движения твердой частицы в зоне потенциального течения вихревой камеры в газовой несущей среде.//Проблеми та перспективи розвитку транспортних систем: техніка, технологія, економіка і управління. Тез. Доп. Першої наук.-практ. конф. - К.: КУЕТТ. - 2003. - С. 207. (Наукова ідея, співдоповідь).

АННОТАЦИЯ

Сёмин Д.А. Повышение эффективности перемещения грузов трубопроводным транспортом средствами струйной арматуры. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.22.12 - промышленный транспорт. - Восточноукраинский национальный университет имени Владимира Даля, Луганск, 2004.

В диссертационной работе приведены результаты теоретического обобщения и решена научная проблема повышения технико-экономической эффективности систем промышленного транспорта за счет разработки принципиально нового класса трубопроводной арматуры - струйного типа. Её регулирующие органы не содержат подвижных механических частей, благодаря чему имеют высокие показатели надежности и долговечности. Использование струйной арматуры позволяет увеличить объём перемещаемых грузов, сократить их потери при транспортировании, повысить производительность труда и качество продукции, снизить ее себестоимость, улучшить условия работы. Разработаны основы теории и расчета созданной трубопроводной струйной арматуры. Теоретические исследования закономерностей течения в арматуре и её характеристик проведены с использованием основных гидродинамических и гидравлических подходов на математических моделях разных уровней, от одномерных моделей течения идеальной жидкости - до пространственных моделей течений вязкой жидкости. Экспериментальным путем исследованы параметры гидравлического трения в вихревых регулирующих органах, их пропускные способности и рабочие характеристики, установлены динамические свойства мембранных исполнительных механизмов и устройств струйной арматуры в целом. Разработаны принципы построения и методы расчета струйной арматуры и систем управления на его основе. Декомпозиция проточной части вихревых регулирующих органов с дальнейшим их синтезом, позволили создать ряд устройств, которые вместе с исполнительными механизмами составили основу системы струйной трубопроводной арматуры промышленного транспорта “СТАРТТ”. Система “СТАРТТ” значительно расширяет возможности существующих средств управления потоками сплошных сред, при этом решаются задачи повышения надежности и долговечности систем промышленного транспорта, и создается основа для создания новых технологий управления и обработки материальных потоков.

Струйная арматура системы “СТАРТТ” стала основой ряда промышленных разработок: пневматических струйных приводов отсадочных машин для обогащения углей и руд; системы автоматического дозирования и транспортировки агрессивных жидких компонентов красителей для тканей; системы транспортирования угольной пыли и золы на ТЭС; прибора контроля содержания твердых частиц в выхлопных газах дизельных двигателей средств промышленного транспорта - “Минитуннель МТ-1”; пульсатора потока воды для крутонаклонного сепаратора типа КНС для вермикулитовой руды; дозирующих систем, используемых в сельском хозяйстве для высева семян и при внесении жидких удобрений и химикатов.

Опыт промышленной эксплуатации подтвердил высокую технико-экономическую эффективность систем трубопроводного промышленного транспорта построенных на основе струйной арматуры. Результаты проведенных исследований могут быть использованы не только в трубопроводном промышленном транспорте, но и в других его видах, где решаются задачи повышения надежности и долговечности средств и систем управления потоками сплошных сред. При этом должны учитываться особенности условий функционирования и свойства рабочих сред.

Ключевые слова: промышленный трубопроводный транспорт, надежность, трубопроводная арматура, текучая среда, управление, струйная макротехника, вихревой регулирующий орган, исполнительный механизм, струйная арматура, математическая модель, уравнение Рейнольдса, турбулентность, трение, промышленные образцы.

АНОТАЦІЯ

Сьомін Д.О. Підвищення ефективності переміщення вантажів трубопровідним транспортом засобами струминної арматури.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за фахом 05.22.12 - промисловий транспорт. - Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля, Луганськ, 2004.

У дисертаційній роботі визначена, науково обґрунтована і вирішена проблема підвищення техніко-економічної ефективності систем промислового трубопровідного транспорту, за рахунок розробки принципово нової - струминної арматури, робочі органи якої не мають рухливих механічних частин, завдяки чому їй властиві високі показники надійності і довговічності.

Розроблено основи теорії і розрахунку трубопровідної струминної арматури промислового транспорту. Теоретичні дослідження щодо закономірностей течії у арматурі та її характеристик проведені із застосуванням гідродинамічних і гідравлічних підходів на математичних моделях різних рівнів - від одновимірних до просторових моделей течії в'язкої рідини.

Експериментальним шляхом досліджено параметри гідравлічного тертя у вихрових регулюючих органах, їхні пропускні спроможності та робочі характеристики, встановлено динамічні властивості мембранних виконавчих механізмів та пристроїв арматури у цілому.

Розроблено принципи побудови і методи розрахунку струминної арматури і систем управління на її основі. Декомпозиція проточної частини вихрових регулюючих органів із подальшим їхнім синтезом, дозволили створити низку пристроїв, які разом із виконавчими механізмами склали основу системи струминної трубопровідної арматури промислового транспорту “СТАРТТ”.

На базі струминної арматури “СТАРТТ”. розроблено системи трубопровідного транспорту у вуглепереробній, теплоенергетичній, хімічній промисловостях, сільському господарстві. Накопичено досвід їх промислової експлуатації та доведена техніко-економічна ефективність.

Результати проведених досліджень можуть бути використані не тільки в промисловому трубопровідному транспорті, а й в інших його видах із урахуванням умов функціонування та властивостей робочих середовищ.

Ключові слова: промисловий трубопровідний транспорт, надійність, трубопровідна арматура, текуче середовище, управління, струминна макротехніка, вихровий регулюючий орган, виконавчий механізм, струминна арматура, математична модель, рівняння Рейнольдса, турбулентність, тертя, промислові зразки.

THE SUMMARY

Syomin D.A. Increasing of Cargoes Moving Efficiency of Pipeline Transport With Means of Fluidic Fittings.

Thesis on deriving of a scientific extent of the doctor of engineering science on a speciality 05.22.12 - industrial carrier. - East Ukrainian National University named after Vladimir Dal, Lugansk, 2004.

In dissertation work the problem of increase of technical and economic efficiency of industrial pipeline transport systems is determined, justified in scientific way and resolved, by the composition of brand new fluidic fittings, the end-effectors of which have no moving mechanical parts, due to what it high parameters of reliability and durability.

The fundamentals of the theory and calculation of the created pipeline fluidic fittings “STARTT”, which end-effectors have no moving mechanical pairs, are designed.

The principles of construction and computational methods of control systems are designed on the basis of units of fluidic fittings.

The fundamentals of the theory and calculation of the pipeline fluidic fittings of an industrial carrier are developed. The analytical investigations concerning regularities of flow in the fittings and its characteristics are conducted with applying of the hydrodynamic and hydraulic approaches on mathematical models of miscellaneous levels - from one-dimensional to space models of viscous flow.

In experimental way parameters of hydraulic friction in vortex adjusting organs are investigated, their throughput capacity and performance curves, the dynamic properties of membrane actuators and devices of the whole fittings are established.

The principles of both construction and computational methods of fluidic fittings and control systems on its basis are composed. Decomposition of a flow section of vortex adjusting organs with their further synthesizing, have allowed to create a series of devices, which one together with actuators have compounded the basis of a system of an fluidic pipeline control valves of an industrial carrier “STARTT”.

On the basis of the fluidic fittings “STARTT” the systems of a pipeline transport in coal-refining, heat power, chemical industry and agriculture are designed. The experience of their operation and maintenance phase is accumulated and the technical and economic efficiency is demonstrated.

The outcomes of the conducted researches can be utilised not only in an industrial carrier, but also in other kinds of it, in view of operation conditions and properties of actuating mediums.

Keywords: an industrial pipeline transport, reliability, pipeline fittings, fluid medium, control, fluidic macrotechnics, vortex adjusting organ, actuator, fluidic fittings, mathematical model, Reynolds equations, turbulence, friction, industrial samples.

Размещено на Allbest.ru