Беспружинная пневмогидроарматура с уплотнительными затворами различной физической природы
На правах рукописи
Лаврусь Ольга Евгеньевна
Беспружинная пневмогидроарматура
с уплотнительными затворами
различной физической природы
01.02.06 – Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры
Автореферат диссертации на соискание ученой степени
доктора технических наук
Орёл – 2011
Работа выполнена в ГОУ ВПО «Самарский государственный университет путей сообщения» и ФГОУ ВПО «Государственный университет – учебно-научно-производственный комплекс»
| Научный консультант: Официальные оппоненты: Ведущая организация: | доктор технических наук, профессор Мулюкин Олег Петрович доктор технических наук, профессор Самсонов Владимир Николаевич доктор технических наук, профессор, Баранов Виктор Леопольдович доктор технических наук, профессор, Певзнер Александр Абрамович Государственный научно-производственный ракетно-космический центр «ЦСКБ-Прогресс», г. Самара |
Защита состоится 17 июня 2011 г. в 14 00 часов в ауд. 212 на заседании диссертационного совета Д 212.182.03 при ФГОУ ВПО «Государственный университет – учебно-научно-производственный комплекс» по адресу: 302020, г. Орел, Наугорское шоссе, 29; www.ostu.ru.
С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ФГОУ ВПО «Государственный университет – учебно-научно-производственный комплекс».
Автореферат разослан «______» _______________ 2011 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета М.И. Борзенков
Общая характеристика работы
Актуальность темы. Беспружинная автоматическая и управляемая пневмогидроарматура (ПГА) занимает должную нишу в клапанном агрегатостроении и широко применяется в различных отраслях отечественной промышленности, и прежде всего, в пневмогидросистемах управления и регулирования давления и расхода рабочих сред:
– наземных (стационарных) газогидротопливных комплексах заправки мобильной транспортной техники и индивидуальных потребителей сырьевых энергоресурсов;
– с переменными теплофизическими свойствами газожидкостных сред в стационарных установках и оборудовании по производству высокомолекулярных соединений (пропилен, фенолформальдегидные смолы, поликарбонат и пр.) в химической, нефтяной и газовых отраслях промышленности;
– установок теплоснабжения бытового потребителя, тепловых, гидравлических и атомных электростанций в качестве защитных и предохранительно-регулирующих устройств резервуаров с избыточным давлением рабочих сред, испытывающих существенные перепады внешних климатических и механических воздействий;
– сырьевого горнодобывающего и агропромышленного комплексов с регулируемыми параметрами рабочих сред, используемых в различных технологических процессах (гидравлическое дробление горных пород; компрессорное вентилирование газовзрывоопасных производственных участков; пневмогидроавтоматика механизмов предупреждения и устранения свoдообразований в бункерах хранения и выпуска сыпучих материалов и др.).
В последние годы при участии автора создан новый тип беспружинной ПГА, в которой вместо грузового задатчика нагрузки используется рычажный дифференциально-поршневой механизм. Это предопределило использование данного типа ПГА не только в стационарных объектах, но и в пневмогидросистемах мобильной транспортной техники, в робототехнических комплексах и технологическом оборудовании с незакоординированным положением центров масс подвижных звеньев ПГА относительно плоскости Земли.
Из оценки патентной службы СамГУПС, выполненной при участии автора, следует, что за последние десять лет резко (почти на 70 %) сократилось патентование конструкций беспружинных клапанных агрегатов автоматики и управления, включая рычажно-грузовую арматуру, хотя, как известно, до технического совершенства их конструкций, приемлемых экономичности и динамического качества еще далеко, тем не менее, данная арматура прочно занимает свою нишу в клапанном агрегатостроении, так как при всех очевидных достоинствах пружинной запорной ПГА ей присущ и ряд серьезных недостатков:
а) срабатывание металлической пружины на рабочем ходе уплотнительного затвора сопряжено с накоплением ею нежелательной энергии сжатия, противодействующей перекладке последнего при открытии арматуры;
б) жесткость металлических пружин существенно уменьшается или увеличивается, соответственно при росте или уменьшении температуры омывающей ее рабочей среды, что изменяет настроечные силовые характеристики пружины;
в) использование вместо пружины ее аналогов – металлических мембран или сильфонов – также сопряжено с рядом негативных последствий:
– ресурс работы таких металлических упругих элементов, как правило, на порядок-два ниже, чем у эластомерных деталей;
– крепление и центрирование металлических упругих элементов в корпусе сопряжено с усложнением конструкции устройства, увеличением его габаритов и массы, а также увеличением трудоемкости изготовления из-за потребности проведения комплекса мер по герметизации стыков оболочечного элемента с корпусом;
– значительные колебания (разброс) жесткостных характеристик мембран и сильфонов (даже одной партии изготовления) требует индивидуальной тарировки включающего такой элемент чувствительного органа с обеспечением необходимого резерва на его поджатие, что помимо увеличения допуска на величину его выходного параметра ухудшает массогабаритную характеристику конструкции.
Анализ причин, сдерживающих развитие работ по повышению технического уровня и динамического качества беспружинной ПГА с разнотипными уплотнительными затворами, показал:
1. Работы по созданию арматуры такого рода ведутся без ориентации на системный подход, учитывающий полярную взаимосвязь выходных характеристик ПГА (быстродействие, герметизирующая способность и ресурс) при изменении термодинамических параметров рабочей среды.
2. Отсутствуют обобщенные математические исследования динамики разнотипной беспружинных электопневмоклапанов (ЭПК) с уплотнительными затворами типа «металл-полимер», «металл по металлу» и др., предопределяющие допустимые области предельных значений рабочих характеристик при их компромиссном выборе в оцениваемых диапазонах варьирования конструктивных и эксплуатационных параметров системы «Резервуар сжатого газа – ЭПК – потребитель» при заданном диапазоне изменения давления в опорожняемом резервуаре сжатого газа.
3. Отсутствуют сводные классификационные схемы такой арматуры с детализированной классификацией входящих в ее состав узлов и элементов.
4. В последние годы функциональные возможности беспружинной запорной пневмогидроарматуры существенно расширились за счет применения при ее проектировании новых технических решений (пневмогидроарматура на рычажно-шарнирных механизмах с переставляемой осью вращения двуплечего рычага; уплотнительные затворы с изменяемым направлением гравитационной нагрузки; пневмогидроарматура с магнитными твердотельными и жидкостными уплотнительными затворами; технические решения на базе концепции энергетического затвора и др.). Однако к настоящему времени до автора не было издано ни одной монографии или наукоемкого пособия, содержащих обобщенные сведения по всем типам беспружинной запорной автоматической и управляемой ПГА и позволяющих проектировщику новой техники на этапе эскизного проектирования осуществить рациональный выбор конкретного типа беспружинного запорного пневмоагрегата c заданными выходными параметрами, а лишь затем обратиться к более фундаментальным научным трудам, жестко привязанным к выбранному типу запорной пневмогидроарматуры.
В связи с этим, тема работы, нацеленной на пополнение исследуемой ниши знаний в области теории и практики проектирования высокоэффективной беспружинной ПГА с уплотнительными затворами различной физической природы на базе компромиссного выбора их рациональных, полярно взаимосвязанных выходных параметров, является актуальной и важной с точки зрения обеспечения функциональной надежности и эксплуатационной безопасности пневмогидросистем и резервуаров с избыточным давлением рабочей среды.
Работа выполнена в рамках договора №1-06 о научно-техническом и педагогическом сотрудничестве СамГУПС и ОрелГТУ на 2006-2010 гг. на базе НИЛ «Динамическая прочность и виброзащита транспортных систем» ГОУ ВПО «Самарский государственный университет путей сообщения» в соответствии с координационным планом федеральной «Программы энергосбережения на железнодорожном транспорте в 1998-2000, 2005 годах» (Постановление Правительства РФ от 04.07.98 №262 пру), а также в рамках Международной Европейской программы «Темпус» по насыщению учебной программы «Мехатроника и робототехнические комплексы» (2005-2009 годы) фундаментальными и научно-прикладными отечественными разработками.
Цель работы – развитие научных основ и создание инструментальных средств проектирования беспружинной пневмогидроарматуры с уплотнительными затворами различной физической природы и разработка практических рекомендаций по ее использованию в различных отраслях отечественной промышленности.
Задачи исследования:
1. Проведение сравнительного анализа беспружинной запорной автоматической и управляемой клапанной пневмогидроарматуры с уплотнительными затворами различной физической природы по динамическому (быстродействие) и по конструктивно-технологическому (герметизирующая способность, срок службы) качеству с выявлением приоритетных направлений создания высокоэффективных видов ПГА такого рода.
2. Исследование полярной взаимосвязи выходных параметров (быстродействие, герметизирующая способность и ресурс) исполнительных звеньев беспружинной ПГА с уплотнительными затворами различной физической природы и разработка научно-обоснованных рекомендаций по компромиссному выбору пределов изменения данных взаимосвязанных параметров для выявления инструментальных средств целенаправленного влияния на динамическое качество и стабильность выходных параметров как на этапе проектирования будущей конструкции и разработки ее технологии, так и на этапе эксплуатации при выработке арматурой назначенного ресурса.
3. Разработка обобщенной математической модели базовой конструкции беспружинного ЭПК с дифференциально-поршневым задатчиком нагрузки, включающей частные математические модели производных от него ЭПК с грузовым и рычажно-грузовым механизмами нагружения, позволяющей осуществить компромиссный выбор рациональных конструкторско-технологических и динамических параметров исследуемых устройств под различные типы и уплотнительного материала затвора.
4. Разработка научно обоснованных рекомендаций по компромиссному выбору пределов изменения выходных параметров ЭПК на этапе его эскизного проектирования под конкретно принимаемые тип и уплотнительный материал затвора с учетом заданного изменения давления в опорожняемом резервуаре с сжатым газом.
5. Разработка на базе иерархического подхода классификационных схем по конструктивному исполнению беспружинной ПГА с уплотнительными затворами различной физической природы и создание на их основе новой высокоэффективной и конкурентоспособной арматуры такого рода для перспективных пневмогидросистем нового поколения, включая транспортную технику и наземные пневмогидротопливозаправочные комплексы мобильных транспортных средств.
Объект исследования – комплекс «беспружинная пневмогидроарматура с уплотнительными затворами различной физической природы – пневмогидросистема – рабочая среда», обладающий определенной совокупностью термодинамических свойств, которая определяет динамическое качество срабатывания пневмогидроарматуры при конкретно принятом типе уплотнительного затвора.
Предмет исследования – процессы формирования и коррекции в уплотнительных затворах беспружинной пневмогидроарматуры дополнительных компенсационных воздействий, которые определяют динамические свойства арматуры в составе пневмогидросистемы и позволяют уменьшить интенсивность неблагоприятного влияния изменения термодинамических свойств рабочей среды на выходные параметры ПГА.
Методы исследования. Теоретические исследования выполнены на основе классических методов расчета динамических систем с линейными и нелинейными упругодемпфирующими элементами. Использовались методы математического моделирования и численного решения уравнений на базе разработанных алгоритмов и банка известных экспериментальных данных по материалам уплотнительных затворов ПГА исследуемого класса
Научная новизна:
1. Разработана обобщенная математическая модель базовой конструкции беспружинного ЭПК с дифференциально-поршневым задатчиком нагрузки и его частных конструктивных решений на базе грузовых и рычажно-грузовых механизмов для пневмогидросистем с опорожняемыми резервуарами с сжатым газом, учитывающая полярную взаимосвязь выходных параметров ЭПК (быстродействие, герметизирующая способность и ресурс) при различных типах и уплотнительных материалах затвора и позволяющая уже на этапе эскизного проектирования оценить пределы изменения выходных параметров в процессе эксплуатации.
2. Выявлены новые закономерности динамических процессов в исследуемом семействе ЭПК и оценены пределы изменения временных параметров срабатывания исследуемого семейства беспружинных ЭПК в пневмогидросистемах с резервуарами периодической выдачи сжатого газа в раздаточную магистраль с учетом взаимосвязи выходных параметров ПГА при:
– варьировании термодинамических параметров в опорожняемых резервуарах с сжатым газом;
– целенаправленном изменении конструктивных параметров разнотипных беспружинных задатчиков нагрузки для стабилизации в эксплуатации выходных характеристик динамической системы «резервуар сжатого газа – ЭПК – потребитель».
Математическая модель и новые закономерности динамических процессов позволяют развить научные основы и создать инструментальные средства проектирования беспружинной ПГА с уплотнительными затворами различной физической природы по повышению показателей динамического (быстродействие) и конструктивно-технологического (герметизирующая способность, ресурс уплотнительного затвора) качества для разработки ПГА такого рода с высокими требованиями к выходным параметрам.
3. Разработаны научно обоснованные рекомендации по компромиссному выбору пределов изменения выходных параметров ЭПК на этапе его эскизного проектирования под конкретно принимаемые тип и уплотнительный материал затвора с учетом пределов изменения давления в опорожняемом резервуаре с сжатым газом, что позволяет прогнозировать пределы изменения выходных параметров ЭПК в процессе выработки эксплуатационного ресурса.
4. Разработана сводная классификация беспружинной ПГА с уплотнительными затворами различной физической природы, построенная на базе иерархического подхода и включающая детализированные классификационные разветвления по конструктивному исполнению их составных звеньев, позволяющая сконцентрировать информацию и целенаправленно использовать ее при создании патентозащищенных конструкций ПГА с высокими выходными данными.
На защиту выносятся:
1. Результаты анализа текущего состояния и выявленные на его основе тенденции создания высокоэффективных конструкций беспружинной ПГА с уплотнительными затворами различной физической природы в виде мембранных устройств, грузовых и рычажно-грузовых клапанных механизмов, упругодеформируемых эластомерных клапанов, уплотнительных соединений на базе упругопористых нетканых металлических материалов и магнитных твердотельных и жидкостных уплотнений.
2. Результаты исследования взаимосвязи функциональных свойств (быстродействие, герметизирующая способность и срок службы) беспружинных электропневмоклапанов с грузовым, рычажно-грузовым и дифференциально-поршневым задатчиками нагрузки при варьировании термодинамических параметров рабочей среды в опорожняемых резервуарах сжатого газа и компромиссном выборе конструктивных параметров динамической системы «резервуар сжатого газа – ЭПК – потребитель».
3. Обобщенная математическая модель семейства беспружинных ЭПК, позволяющая на этапе эскизного проектирования осуществить компромиссный выбор рациональных конструктивных и термодинамических параметров системы «резервуар сжатого газа – ЭПК – потребитель» с учетом их влияния на выходные характеристики ЭПК при изменении условий эксплуатации с учетом физико-механических свойств принятых типа и уплотнительного материала затвора.
4. Научно обоснованные рекомендации по компромиссному выбору пределов изменения взаимосвязанных выходных параметров ЭПК при принятии на этапе эскизного проектирования конкретного типа и уплотнительного материала затвора в заданном диапазоне изменения давления в опорожняемом резервуаре с сжатым газом.
5. Разработанная сводная классификационная схема беспружинной ПГА с уплотнительными затворами различной физической природы, построенная на базе иерархического подхода, позволяющая проведение целенаправленного создания перспективных, высокоэффективных и патентозащищенных конструкций с высокими требованиями к их выходным параметрам
6. Новые технические решения и конструкции беспружинной ПГА с уплотнительными затворами различной физической природы, позволяющие целенаправленно регулировать пределы допускаемого варьирования изменения выходных параметров ПГА в соответствие с изменением давления в резервуаре с сжатым газом.
Достоверность результатов обеспечивается корректностью постановки задач исследования, обоснованностью используемых теоретических построений, допущений и ограничений, применением апробированных аналитических и численных методов анализа, современной вычислительной техники и программного обеспечения, а также подтверждается сходимостью полученных результатов с результатами других авторов.
Практическую значимость работы представляют результаты систематизации беспружинной ПГА с уплотнительными затворами различной физической природы и их конструктивные решения; методы расчета рациональных параметров арматуры подобного рода и их составных звеньев, включая силовые и уплотнительные сопряжения с учетом принятого уплотнительного материала затвора.
Результаты исследований могут быть использованы на этапе эскизного проектирования и при проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по повышению функциональной надежности различных типов беспружинной ПГА модернизируемых и разрабатываемых объектов техники с минимизацией финансовых затрат, сроков их проектирования и доводки выходных параметров агрегатов.
Реализация результатов работы:
1. Результаты работы приняты к использованию в учебном процессе СамГУПС и специализированном железнодорожном предприятии ОАО «Самараэкотранс».
2. Основополагающие материалы диссертации легли в основу изданных при участии автора пяти монографий для специалистов клапанного агрегатостроения, связанных с проектированием и доводкой выходных параметров беспружинной ПГА.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на: Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы динамики и прочности материалов и конструкций: модели, методы, решения», г. Самара, ОрелГТУ – СамГУПС, 2007 г.; IV Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития транспортного комплекса», г. Самара, СамГУПС, 2008 г.; Международной научно-технической конференции «Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика: Современное состояние и перспективы развития», г. С.-Петербург, СППИ, 2008 г., Всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти проф. Л.И. Кошкина, г. Самара, СГПУ, 2008 г.; 12-ой Международной научно-технической конференции «Гервикон-2008», г. Перемышль (Польша), 2008 г.; IV Международной научно-технической конференции «Проблемы исследования и проектирования машин», г. Пенза: ПДЗ, 2008 г.; Международной научно-технической конференции «Современные проблемы математики, механики, информатики», г. Тула, ТулГУ, 2008 г.; V Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития транспортного комплекса» г. Самара, СамГУПС, 2009 г.; рассмотрены и одобрены кафедрой «Основы конструирования машин», СГАУ, 2010 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 64 научные работы общим объемом 40,5 п.л., из них пять монографий (четыре в соавторстве), 46 статей в научных изданиях, 4 патента Российской Федерации на изобретения и полезные модели, тезисы 14 докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов и выводов, списка используемой литературы из 157 наименований. Основной текст изложен на 280 страницах и содержит 128 рисунков и 13 таблиц.
Основное содержание работы
Во введении обоснована актуальность темы исследования, дается краткая характеристика диссертационной работы, отмечена научная новизна и отражены основные положения, выносимые на защиту.
В первой главе представлен обзор работ по исследованию функциональных свойств беспружинной запорной ПГА с разнотипными уплотнительными затворами.
Должное внимание уделено оценке вклада отечественных ученых
(Э.И. Эдельман, Г.Г. Стратиневский, Д.Ф. Гуревич, В.Ф. Бугаенко,
Б.Т. Ситников, Н.М. Беляев, К.В. Фролов, Н.Д. Кузнецов, В.М. Квасов,
С.Ф. Яцун, В.П. Шорин, Д.Е. Чегодаев, Е.В. Шахматов, В.Н. Самсонов,
В.Л. Баранов, А.М. Долотов, О.П. Мулюкин, П.М. Огар, С.В. Фалалеев и др.) в теорию и практику проектирования различных типов ПГА с управляемым качеством переходных процессов.
На основе проведенных обзора и анализа сформулированы цели и задачи исследования.
Во второй главе показано, что и из всех видов беспружинной ПГА наиболее сложным конструктивным исполнением обладают ЭПК, что предопределяет ряд трудностей при математическом описании их динамики с учетом компромиссного выбора их выходных параметров (быстродействие, герметизирующая способность и ресурс) при выбранном материале уплотнительного затвора.
В качестве примера на рисунке 1 проиллюстрирован предложенный автором подход к оценке компромиссной взаимозависимости выходных параметров исследуемого беспружинного ЭПК с клапанной парой «металл по металлу» с учетом сформированного к настоящему времени обширного банка экспериментальных данных по каждому отдельно взятому выходному параметру всех известных типов уплотнительных затворов.
 | Рисунок 1 – К оценке взаимосвязи выходных параметров ЭПК с тарельчатой клапанно-седельной парой «металл – по металлу» в заданных пределах изменения давления p0 Rуд – удельное контактное давление, определяющее герметизирующую способность уплотнительного затвора, N – число циклов срабатываний (гарантированный ресурс), – быстродействие ЭПК; Rуд, N и – разность максимального и минимального значений параметров Rуд, N и в заданном диапазоне изменения параметра p0 |
В третьей главе представлены разработанные автором математические модели различных типов электропневмоклапанов (рисунки 2, 3, 4), позволяющих теоретически определять основной показатель их динамического качества – время срабатывания клапана.
 | Рисунок 2 – Конструктивно-расчетная схема безмембранного ЭПК с рычажным дифференциально-поршневым задатчиком нагрузки в составе газовой системы «Резервуар сжатого газа – ЭПК – потребитель газа» |
 |  |
| Рисунок 3 – Конструктивно-расчетная схема мембранно-грузового ЭПК в составе газовой системы «Резервуар сжатого газа – ЭПК – потребитель газа» | Рисунок 4 – Конструктивно-расчетная схема рычажного мембранно-грузового ЭПК в составе газовой системы «Резервуар сжатого газа – ЭПК – потребитель газа» |
В исходном состоянии ЭПК (рисунок 2) электромагнит 17 обесточен и управляющий запорный орган 14 поджат к седлу 15 давлением сжатого газа на входе ЭПК. При этом поршневая полость 6 сообщается через соединительный канал 19 с входной полостью. Вследствие этого давление в полости 6 равно давлению в основной рабочей полости (p2 = p1). Давление в выходной магистрали считается равным атмосферному (p3 = pатм).
Положение трехступенчатого дифференциального поршня 20 определяется результирующей Р20 сил, действующих на противоположные стороны поршня:
Р20 = р1·F1 + р2·F2 – р1·F3.
где р1 – давление газа во входной полости; р2 – давление газа в поршневой полости; F1, F2, F3 – площадь сечения дифференциального поршня 20 по диаметру d1, d2, d3, соответственно.
При конструктивном обеспечении d0 < d1 < d3 < d2 и с учетом того, что в исходном состоянии ЭПК p2 = p1, дифференциальный поршень в исходном состоянии гарантированно будет находиться в крайнем правом положении (см. рисунок 2).
В этом состоянии ось вращения рычага 23 длиной L конструктивно смещена на расстояние L относительно его центра. При отношении плеч рычага L0 = L2/L1 > 1 и конструктивном обеспечении равенства диаметров седла 8 и уплотнительного поршня 4 основной запорный орган 9 будет поджат к седлу 8 за счет разности моментов сил, действующих на плечи рычага 23:
Отношение плеч L0 выбирается из условия обеспечения требуемого усилия поджатия основного запорного органа 9.
При срабатывании электромагнита 17 управляющий двухсторонний запорный орган 14 перекладывается с седла 15 на седло 12, отсекая полость 13 от входной полости ЭПК и сообщая полость 6 с атмосферой через «Дренаж 1». При этом давление p2 в полости 6 начинает снижаться и в момент времени t = ндп наступает статическое равновесие сил, действующих на поршень 20. Начиная с этого момента (за счет изменения результирующей силы Р20) дифференциальный поршень 20 начнет перемещаться влево.
Момент начала движения поршня находится с учетом того, что процесс истечения газа из поршневой полости можно считать адиабатическим, так как за малый промежуток времени ндп (ндп < 1 с) теплообмен со стенками дренажной магистрали практически не происходит.
 | (1) |
где 
– соотношение площадей сечения дифференциального поршня;
– коэффициент снижения давления в поршневой полости для надкритического режима истечения газа из поршневой полости в атмосферу (с учетом того, что в момент t = 0 давление в поршневой полости равно давлению р0 во входной магистрали ЭПК и значительно превосходит атмосферное давление на выходе дренажной магистрали)
 , | (2) |
где 2 – коэффициент расхода; f2 – площадь сечения выходной магистрали поршневой полости; R – газовая постоянная; T2 – абсолютная температура газа; V2 – объем поршневой полости; k – показатель адиабатического процесса.
При перемещении поршня начинает меняться положение центра вращения рычага 23 и через время t = рпр перемещение поршня 20 влево составит L (соотношение плеч рычага при этом станет равным единице L0 = 1).
С учетом того, что давление в полости над основным запорным органом по прежнему остается постоянным и равным давлению в резервуаре газа (р1 = р0), а режим истечения газа из поршневой полости по прежнему остается надкритическим, дифференциальное уравнение движения поршня, в котором все давления выражены через р0, будет иметь вид:
 + р0·F1 + р0·e–t – р0·F3 = 0, | (3) |
где mп – масса дифференциального поршня 20.
В уравнении (3) не учитываются силы трения в направляющих поверхностях поршня и кинематических сочленениях рычажно-шарнирного механизма вследствие малости коэффициентов трения в высокоточных (высококачественных по изготовлению) сопряжениях пар трения таких устройств.
При решении уравнения (3) необходимо учитывать, что коэффициент снижения давления в поршневой полости (2) функционально зависит от перемещения поршня х через уменьшение объема поршневой полости:
V2 = F2·(2L – x).
Решая уравнение (3) можно найти время рпр, за которое поршень переместится на расстояние L и отношение плеч станет равным единице (L0 = 1). Начиная с момента t = 0 основной запорный орган начинает открываться. Момент времени t = 0 = ндп + рпр является моментом начала открытия основного запорного органа 9, так как в этот момент наступает статическое равновесие сил, действующих на плечи рычага.
Начиная с момента t = 0, основной запорный орган 9 начинает открываться и будет продолжать отходить от седла 8 в течение периода времени 1, когда его ход достигнет величины h1 = D1/4 и будет ограничен упором 18. Момент времени t = 1 является моментом полного открытия основного запорного органа.
Дифференциальное уравнение перемещения основного запорного органа от момента t = 0 до t = кр (момента, когда надкритический режим истечения газа из основной рабочей полости в основную выходную магистраль сменяется подкритическим) имеет вид
 , | (4) |
где 
; 
; 
; 
.
Дифференциальное уравнение перемещения запорного органа от момента t = кр до t = 1 (момента окончания открывающего хода)
 + | |
 , | (5) |
где 
, 
.
В формулах (4) и (5) приняты обозначения: 0, 1, 3 – коэффициенты расхода; m1, m2 – массы уплотнительного поршня 4 и основного запорного органа 9, соответственно; f = f3 = fуп – площадь сечений выходной магистрали ЭПК и уплотнительного поршня; y* – приведенное перемещение уплотнительного поршня 4; L1*, L2*– текущие значения длины первого и второго плеча, соответственно, зависящие от перемещения поршня x.
При решении уравнений (4) и (5) следует учитывать, что до тех пор, пока дифференциальный поршень 20 не достигнет крайнего левого положения, отношение плеч рычага 23 является величиной переменной, зависящей от перемещения поршня, то есть уравнения (4) и (5) нужно решать совместно с уравнением (3).
Таким образом, полное время срабатывания клапана, определяющее его быстродействие, состоит из трех составляющих – ндп (период, предшествующий началу движения поршня), рпр (период, за который будет достигнуто равенство плеч рычага) и 1 (период полного открытия основного запорного органа). В рамках разработанной модели были получены соотношения для нахождения каждой составляющей времени полного срабатывания клапана.
Для сопоставления динамического качества различных конструкций исследуемых ЭПК автором проведена расчет и сравнительная оценка динамических характеристик беспружинных ЭПК (рисунок 5) и даны практические рекомендации по их совершенствованию. Расчет проводился в программе Excel MS Office.
а б в
Рисунок 5 – Динамические характеристики = f(p0) беспружинных ЭПК при конструктивных параметрах ЭПК: D1 = 30 мм; D2 = 3 мм; L0 = 1,1
– полное время срабатывания ЭПК; 0 – время, предшествующее началу открытия запорного органа; 1 – время открытия запорного органа
а – с рычажным дифференциально-поршневым задатчиком нагрузки; б – с мембранно-грузовым задатчиком нагрузки; в – с рычажным мембранно-грузовым задатчиком нагрузки
Предложенные практические рекомендации учитывают полученные автором зависимости быстродействия = f(D2, d1, d2, d3, M, L, 
, p0, Т2) от конструктивных и термодинамических параметров исследуемых ЭПК.
В четвертой главе на базе результатов, полученных в главах 2 и 3, на примере ЭПК с рычажным дифференциально-поршневым задатчиком нагрузки и клапанным уплотнением с контактом по плоскости (рисунок 2) оценено влияние его конструктивных параметров на быстродействие и рассмотрены особенности компромиссного выбора рабочих характеристик ЭПК с учетом изменения условий эксплуатации. Показано, что в общем случае изменение величины рабочего давления p0, полярно влияет на значения параметров, Rуд и N (см. рисунок 1). Это предопределяет уже на стадии эскизного проектирования компромиссный выбор предельных максимальных и минимальных значений указанных трех параметров на соответствие предъявляемым эксплуатационным требованиям.
Часть из полученных в работе зависимостей = f(p0) при варьировании некоторых конструктивных и выходных параметров ЭПК иллюстрируется графиками, представленными на рисунках 6 и 7.
а б
в
Рисунок 6. Зависимости = f(p0) при изменении конструктивных параметрав ЭПК при конструктивных параметрах ЭПК: D1 = 30 мм; D2 = 3 мм; d2 = 55 мм; L0(к) = 0,9
а – при изменении диаметра дренажного канала D2; б – при изменении соотношения плеч рычага L0(к; в – при изменении диаметра дифференциального поршня d2
Рисунок 7. Зависимость = f(p0) для различных значений Rуд при конструктивных параметрах ЭПК: D1 = 30 мм; D2 = 3 мм; d2 = 55 мм; L0(к) = 0,9
Полученные зависимости позволяют уже на этапе эскизного проектирования:
а) подобрать материал уплотнительного соединения, который обеспечил бы заданную герметичность и ресурс уплотнителя в заданных диапазонах изменения рабочего давления и быстродействия ЭПК;
б) определить соответствие уплотнительного материала затвора эксплуатационным требованиям к предельно допустимым значениям выходных параметров с учетом физико-механических свойств элементов уплотнительного затвора типа «металл-полимер», «металл по металлу» и др. и выбрать конкретный тип уплотнителя затвора.
В пятой главе на базе результатов предшествующих глав, включая оригинальные авторские разработки разнотипных конструкций беспружинной ПГА, предложена сводная классификационная схема беспружинной ПГА с уплотнительными затворами различной физической природы (рисунок 8) и дополненных классификационных схем входящих в нее отдельных типов и их составных звеньев.
Рисунок 8 – Сводная классификационная схема беспружинной пневмогидроарматуры с уплотнительными затворами различной физической природы
Представлены оригинальные технические решения ПГА, разработка которых осуществлялась при участии автора на базе уплотнительных затворов различной физической природы:
а) мембранные клапаны и предохранительные устройства на базе срезных мембран и разрывных стержней (рисунки 9-14).
Рисунок 9 – Срезная мембрана с рычажно-шарнирным усилителем усилия, создаваемого воздействующим на мембрану давлением рабочей среды в момент ее срабатывания
 |  | ||
| Рисунок 10 – Предохранительное устройство с разрывным стержнем | Рисунок 11 – Сильфонное предохранительное устройство с разрывным стержнем | ||
 |  |  | |
| Рисунок 12 – Мембранный клапан с вращательным механизмом замены сработавшего участка мембраны на новый участок | Рисунок 13 – Структурная схема мембранного клапана с поступательно перемеща-ющимся механизмом замены сработавшей мембраны на новую | Рисунок 14 – Структурная схема двухмембранного клапана с приводным механизмом замены сработавшей мембраны на новую | |
б) грузовая и рычажно-грузовая клапанная ПГА (рисунки 15-18)
 |  | ||
| Рисунок 15 – Рычажно-грузовой предохранительный клапан с механической перестановкой оси вращения двуплечего рычажно-шарнирного механизма | Рисунок 16 – Рычажно-грузовой ПК с автоматическим шатунно-кулисным механизмом перестановки оси вращения двуплечего рычага | ||
 |  | ||
| Рисунок 17 – РГРД с переставляемой осью вращения двуплечего рычага | Рисунок 18 – Рычажно-грузовой редуцирующий клапан с переставляемой осью вращения двуплечего рычага | ||
в) беспружинные упругодеформируемые эластомерные клапаны (БУДЭК)
 |  |  |
| Рисунок 19 – Пережимной предохранительный клапан в составе защищаемого сосуда с избыточным давлением рабочей среды | Рисунок 20 – Пережимной клапан аварийной отсечки давления газа от источника сжатого газа, стыкуемые по резьбовому соединению с уплотнением | Рисунок 21 – Беспружинный упруго-деформируемый эласто-мерный ПК с УС в виде конусного сопряжения элемента из пористой резины с высокими упругими свойствами |
г) клапанная пневмогидроарматура с элементами из упругопористого нетканого металлического материала (рисунок 22-27)
 |  |  |
| Рисунок 22 – Предохранительный клапан с пневмоустройством поджатия запорного органа из УНММ фиксированной величиной усилия | Рисунок 23 – Предохранительный клапан с поджатием запорного органа из УНММ усилием тарированного по массе груза | Рисунок 24 – Редуцирующий клапан «после себя» |
 |  |  |
| Рисунок 25 – Редуцирующий клапан «до себя» | Рисунок 26 – Регулирующий клапан «после себя» | Рисунок 27 – Смесительно-фильтрующий клапан |
д) беспружинная предохранительно-регулирующая пневмогидроарматура с магнитными твердотельными и жидкостными уплотнительными затворами (рисунки 28-31)
 |  | ||
| Рисунок 28 – Магнитный предохранительный клапан ЛВМ-08 | Рисунок 29 – Магнитный регулятор давления «до себя» | ||
 |  | ||
| Рисунок 30 – Регулятор давления на базе электромагнита с регулируемой мощностью магнитного поля | Рисунок 31 – Ферромагнитная заглушка для временного перекрытия трубопровода | ||
Основные результаты и выводы
В результате проведенного исследования решена крупная научная проблема, имеющая важное хозяйственное значение для развития научных основ и создания инструментальных средств проектирования высокоэффективных по функциональной надежности конструкций беспружинной пневмогидроарматуры с уплотнительными затворами различной физической природы.
В ходе выполнения диссертационного исследования получены следующие основные результаты и сделаны выводы:
1. На базе систематизации результатов углубленного анализа текущего состояния, областей применения, специфики выбора конкретной конструкции беспружинной ПГА с уплотнительными затворами различной физической природы выявлен и предложен ряд приоритетных направлений создания перспективных, высокоэффективных видов пневмогидроарматуры такого рода (затворы с изменяемым направлением гравитационной нагрузки, на базе двуплечих рычажно-шарнирных механизмов с переставляемой осью вращения рычага, с магнитными твердотельными и жидкостными уплотнителями, конструкции на базе энергетического затвора).
2. Исследована полярная взаимосвязь выходных параметров (быстродействие, герметизирующая способность и ресурс) исполнительных звеньев беспружинной ПГА с уплотнительными затворами различной физической природы и разработаны научно-обоснованные рекомендации по выбору пределов изменения данных взаимосвязанных параметров.
3. Разработана обобщенная математическая модель базовой конструкции беспружинного ЭПК с дифференциально-поршневым задатчиком нагрузки и семейства производных от него ЭПК с грузовыми и рычажно-грузовыми механизмами, позволяющая осуществить компромиссный выбор рациональных конструктивно-технологических и динамических параметров исследуемых устройств с уплотнительным соединением «металл-полимер» и «металл по металлу» под заданный диапазон изменения эксплуатационных нагрузок и выявить ряд новых закономерностей.
В частности установлено, что при эксплуатационном снижении давления в опорожняемом резервуаре сжатого газа с 15 до 1 МПа:
– в ЭПК с рычажно-грузовым задатчиком нагрузки быстродействие изменяется в пределах 28-55 мс, в то время как в аналогичном ЭПК с рычажным дифференциально-поршневым задатчиком нагрузки данное время составляет 8,7-24,2 мс при идентичных конструктивных и термодинамических параметрах ЭПК;
– определены предельные значения быстродействия (250…50 мс) при различных герметизирующих усилиях Rуд (20…80 МПа) для ЭПК с рычажным дифференциально-поршневым задатчиком нагрузки в оцениваемом диапазоне изменения давления p0 (15…10 МПа) в опорожняемом резервуаре сжатого газа при различных сочетаниях конструктивных параметров ЭПК (D1 = 30 мм; d2 = 55…60 мм; D2 = 2,5…3,0 мм; L0(к) = 0,85…0,95), ограничивающих область компромиссного выбора выходных параметров ЭПК под удовлетворяющий эксплуатационным требованиям конкретный тип уплотнительного материала затвора.
4. Представлены научно обоснованные рекомендации по компромиссному выбору пределов изменения взаимосвязанных выходных параметров ЭПК при принятии на этапе эскизного проектирования конкретных типов и уплотнительных материалов затворов в заданном диапазоне изменения давления в опорожняемом резервуаре с сжатым газом.
5. На базе иерархического подхода с учетом авторских разработок конструкций беспружинной автоматической и управляемой ПГА с уплотнительными затворами различной физической природы разработана сводная классификационная схема пневмогидроарматуры такого рода, базирующаяся на уточненных и дополненных классификационных схемах входящих в нее отдельных типов арматуры и их составных звеньев, соориентированная на повышение качества и сокращение сроков проектирования высокоэффективных и конкурентоспособных (патентозащищенных) конструкций беспружинной пневмогидроарматуры для перспективных многофункциональных пневмогидросистем с высокими требованиями к выходным параметрам.
6. Предложены новые технические решения и разработаны конструкции беспружинной ПГА с уплотнительными затворами различной физической природы, расширяющие области их применения в динамически нагруженных пневмогидросистемах с прогнозируемым пределом изменения их выходных параметров в процессе эксплуатации.
Основные публикации по теме диссертации
В изданиях, рекомендуемых перечнем ВАК РФ:
- Лаврусь, О.Е. Регулирующие устройства наддува внутренних полостей роторов: текущее состояние и перспективы развития [Текст] / О.Е. Лаврусь, О.П. Мулюкин, М.В. Бусыгин и др. // Вестник СамГАПС. – Выпуск №8 (12). – Самара: СамГАПС, 2007. – С. 80-82.
- Лаврусь, О.Е. Математическая модель рычажно-шарнирного электропневмоклапана с дифференциально-поршневым задатчиком нагрузки [Текст] / О.Е. Лаврусь // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения. – Вып. 2 (14). – Самара: Самарский гос. ун-т путей сообщения, 2009. – С. 107-113.
- Лаврусь, О.Е. Математическая модель рычажного мембранно-пружинного электропневмоклапана [Текст] / О.Е. Лаврусь, С.А. Финогенов // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения. – Вып. 2 (14). – Самара: Самарский гос. ун-т путей сообщения, 2009. – С. 113-117.
- Лаврусь, О.Е. Пневмогидроарматура транспортной техники с рычажно-шарнирными кинематическими связями [Текст] / А.В. Ковтунов, О.П. Мулюкин, О.Е. Лаврусь, С.А. Финогенов // Известия Самарского научного центра РАН. – Т. 11 (31) №5. – Самара: Самарский научный центр РАН, 2009. – С. 118-121.
- Лаврусь, О.Е. Текущее состояние разработки и классифицирования предохранительной и редуцирующей пневмогидроарматуры с исполнительными органами из упругопористого материала МР [Текст] / О.П. Мулюкин, О.Е. Лаврусь, С.А. Финогенов и др. // Известия ОрелГТУ. Серия «Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии». – №1/273 (559). – Орел: ОрелГТУ, 2009. – С. 7-15.
- Лаврусь, О.Е. Новые конструкции рычажно-грузовых предохранительных клапанов с переставляемой осью вращения двуплечего рычага [Текст] / О.П. Мулюкин, О.Е. Лаврусь, С.А. Финогенов и др. // Известия ОрелГТУ. Серия «Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии». – №1/273 (559). – Орел: ОрелГТУ, 2009. – С. 16-20.
- Лаврусь, О.Е. Обеспечение экологической безопасности транспортировки рабочих сред под давлением в железнодорожных цистернах с предохранительными мембранами [Текст] / А.В. Ковтунов, А.С. Левченко, О.Е. Лаврусь и др. // Безопасность жизнедеятельности. – №5, 2009. – С. 18-22.
- Лаврусь, О.Е. Особенности выбора и области применения пружинной и беспружинной пневмогидроарматуры в транспортной технике: текущее состояние и тенденции развития [Текст] / Ковтунов А.В., О.Е. Лаврусь, О.П. Мулюкин, С.А. Финогенов // Вестник СамГУПС. – Выпуск №3. – Самара: СамГУПС, 2009. – С. 124-130.
- Лаврусь, О.Е. Математическая модель рычажного мембранно-грузового электропневмоклапана [Текст] / О.Е. Лаврусь // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения. – Вып. 2 (20). – Самара: Самарский гос. ун-т путей сообщения, 2010. – С. 117-121.
- Лаврусь, О.Е. Особенности компромиссного выбора предельных значений выходных параметров беспружинных электропневмоклапанов мобильной транспортной техники [Текст] / О.Е. Лаврусь, М.П. Дудин, А.М. Долотов // Вестник СамГУПС. – Выпуск №1 (11). – Самара: СамГУПС, 2011. – С. 145-149.
- Лаврусь, О.Е. Влияние компромиссного выбора конструктивных параметров беспружинных электропневмоклапанов на их рабочие характеристики при изменении условий эксплуатации [Текст] / О.Е. Лаврусь // Вестник СамГУПС. – Выпуск №1 (11). – Самара: СамГУПС, 2011. – С. 149-153.
- Лаврусь, О.Е. Исследование вынужденных установившихся колебаний виброзащитных систем с помощью гармонической и квазигармонической линеаризации упругогистерезисных характеристик виброизоляторов [Текст] / Г.В. Лазуткин, О.Е. Лаврусь, С.Н. Злобин, А.В. Кошелев // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. – №2(286) 2011. – Орел: Госуниверситет – УНПК, 2011. – С. 73-79.
- Лаврусь, О.Е. Моделирование упругофрикционных характеристик многоконтактных систем с сухим трением и учетом предыстории их нагружения [Текст] / О.Е. Лаврусь, Г.В. Лазуткин // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. – №2-2(286) 2011. – Орел: Госуниверситет – УНПК, 2011. – С. 24-31.
- Лаврусь, О.Е. Снижение ударных нагрузок клапанных устройств пневмогидроарматуры с активным регулированием внешней нагрузки [Текст] / О.Е. Лаврусь // Вестник транспорта Поволжья. – Выпуск №2 (26). – Самара: СамГУПС, 2011. – С. 80-85.
- Лаврусь, О.Е. Назначение, области применения и совершенствование беспружинной рычажно-грузовой предохранительно-регулирующей пневмогидроарматуры транспортной техники [Текст] / О.Е. Лаврусь, М.П. Дудин, О.П. Мулюкин // Вестник транспорта Поволжья. – Выпуск №2 (26). – Самара: СамГУПС, 2011. – С. 85-93.
Другие издания:
- Лаврусь, О.Е. Конструкция, динамика и прочность беспружинной пневмогидроарматуры с уплотнительными затворами различной физической природы: Монография [Текст] / О.Е. Лаврусь. – Самара: СамГУПС, 2010. – 444 с.: ил. – ISBN 978-5-98941-132-0.
- Лаврусь, О.Е. Беспружинная предохранительно-регулирующая пневмогидроарматура с магнитными твердотельными и жидкостными исполнительными органами (принципы построения, конструкции): Монография [Текст] / О.Е. Лаврусь, А.В. Варламов, О.П. Мулюкин. – Самара: СамГУПС, 2008. – 92 с.: ил. – ISBN 978-5-98941-078-1.
- Лаврусь, О.Е. Типовые и нетрадиционные конструкции пневмогидравлических мембранно-предохранительных устройств: Монография [Текст] / О.Е. Лаврусь, А.С. Левченко, А.В. Ковтунов, О.П. Мулюкин // Самара: СамГУПС, 2009. – 80 с.: ил. – ISBN 978-5-98941-090-3.
- Лаврусь, О.Е. Элементы пневмогидроарматуры из упругопористого нетканого металлического материала: Монография [Текст] / А.И. Белоусов, Е.В. Шахматов, А.Н. Кирилин, О.Е. Лаврусь и др. – Самара: СамГУПС, 2009. – 119 с.: ил. – ISBN 978-5-98941-104-7.
- Лаврусь, О.Е. Моделирование переходных процессов в электропневмоклапанах пневмогидросистем транспортной техники: Монография [Текст] / А.Н. Кирилин, О.Е. Лаврусь, О.П. Мулюкин, В.М. Вершигоров – Самара: СамГУПС, 2010. – 73 с.: ил. – ISBN 978-5-98941-118-4.
- Лаврусь, О.Е. Упругодеформируемые клапаны с элементами клапанно-седельной пары из герметичных упругих элементов [Текст] / О.П. Мулюкин, В.В. Климова, О.Е. Лаврусь // Актуальные проблемы динамики и прочности материалов и конструкций: модели, методы, решения: Материалы Международной научно-технической конференции (1-3 июня, г.Самара). – Орел: ОрелГТУ, 2007. – С. 275-277.
- Лаврусь, О.Е. Математическое описание демпфирующего устройства пневмовиброизолятора, выполненного по «закрытой схеме» [Текст] / Б.Г. Иванов, О.Е. Лаврусь, В.М. Гречишников, и др. // Актуальные проблемы динамики и прочности материалов и конструкций: Модели, методы, решения: Материалы Международной научно-практической конференции (1-3 июня 2007 г., г. Самара). – Орел: ОрелГТУ, 2007. – С. 261-263.
- Лаврусь, О.Е. От энергетического барьера к энергетическому затвору перспективных конструкций запорно-предохранительной арматуры [Текст] / О.П. Мулюкин, В.И. Варгунин, М.В. Бусыгин, О.Е. Лаврусь // Материалы Международной научной конференции «Современные проблемы математики, механики, информатики» (Россия, Тула, 19-23 ноября 2007 г.). – Тула: Изд-во ТулГУ, 2007. – С. 177-181.
- Лаврусь, О.Е. Снижение энергии соударения элементов клапанно-седельной пары предохранительного клапана при закрытии [Текст] / О.П. Мулюкин, С.В. Кшуманев, О.Е. Лаврусь // Актуальные проблемы динамики и прочности материалов и конструкций: модели, методы, решения: Материалы Международной научно-практической конференции (1-3 июня 2007 г., г. Самара). – Орел: ОрелГТУ, 2007. – С. 281-283.
- Лаврусь, О.Е. Расчет методом опорных функций деформированного состояния клапанного дискового уплотнителя, выполненного из анизотропного материала [Текст] / Г.Ю. Ермоленко, О.Е. Лаврусь, Т.И. Ермоленко // Актуальные проблемы развития транспортного комплекса: Материалы IV Международной научно-практической конференции (4-5 марта 2008 г., г. Самара) – Самара: СамГУПС, 2008. – С. 283-285.
- Лаврусь, О.Е. Способ регулирования мощности магнитного поля электромагнитного привода регулятора давления [Текст] / О.Е. Лаврусь // Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика. Современное состояние и перспективы развития: Труды Международной научно-технической конференции.– СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2008. – С. 208-212.
- Лаврусь, О.Е. Конструкторско-технологическое совершенствование предохранительных мембран пневмогидросистем транспортной техники [Текст] / О.Е. Лаврусь, В.Н. Новикова, Ю.Ф. Стрыгин // Актуальные проблемы развития транспортного комплекса: Материалы IV Международной научно-практической конференции (4-5 марта 2008 г., г. Самара) – Самара: СамГУПС, 2008. – С. 269-271.
- Лаврусь, О.Е. Выбор типа и конструкции рычажно-грузовой и регулирующей пневмогидроарматуры наземных газозаправочных комплексов мобильной транспортной техники [Текст] / О.Е. Лаврусь, С.А. Финогенов // Актуальные проблемы развития транспортного комплекса: Материалы IV Международной научно-практической конференции (4-5 марта 2008 г., г. Самара) – Самара: СамГУПС, 2008. – С. 288-290.
- Лаврусь, О.Е. Беспружинная пневмогидроарматура с магнитожидкостными исполнительными органами [Текст] / О.Е. Лаврусь, О.П. Мулюкин, А.В. Варламов, В.Н. Новикова // Проблемы исследования и проектирования машин: Сборник статей IV Международной научно-технической конференции. – Пенза: Приволжский Дом знаний, 2008. – С. 29-32.
- Лаврусь, О.Е. Беспружинный предохранительный магнитный клапан [Текст] / О.Е. Лаврусь, О.П. Мулюкин, С.А. Финогенов // Современные проблемы математики, механики, информатики: Материалы Международной научной конференции – Тула: «Гриф и К», 2008. – С. 261-264.
- Лаврусь, О.Е. Магнитный предохранительный клапан с серводействием [Текст] / О.Е. Лаврусь, А.В. Варламов, О.П. Мулюкин // Перспективные инновации в науке и образовании: Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти проф. Л.И. Кошкина. Самара 16-18 сентября 2008 г. – Самара: Изд-во СГПУ, 2008. – С. 147-150.
- Лаврусь, О.Е. Новое конструктивное решение рычажно-редуцирующего клапана наземного газозаправочного комплекса мобильной транспортной техники [Текст] / О.Е. Лаврусь, О.П. Мулюкин, С.А. Финогенов, В.М. Гречишников //Вестник транспорта Поволжья. – №1 (13). – Самара: СамГУПС, 2008. – С 23-25.
- Лаврусь, О.Е. Беспружинная пневмогидроарматура с магнитожидкостными исполнительными органами [Текст] / О.Е. Лаврусь, О.П. Мулюкин, А.В. Варламов, В.Н. Новикова // Проблемы исследования и проектирования машин: Сборник статей IV Международной научно-технической конференции. – Пенза: Приволжский Дом знаний, 2008. – С. 29-32.
- Лаврусь, О.Е. Регулятор давления с регулируемой мощностью магнитного поля электромагнита [Текст] / О.Е. Лаврусь, С.А. Финогенов, О.П. Мулюкин //Перспективные инновации в науке и образовании: Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти проф. Л.И. Кошкина. Самара 16-18 сентября 2008 г. – Самара: Изд-во СГПУ, 2008. – С. 163-167.
- Лаврусь, О.Е. Магнитожидкостные механизмы предотвращения и разрушения сводообразований в бункерах хранения и выпуска сыпучих материалов в мобильные транспортные средства [Текст] / А.В. Варламов, О.Е. Лаврусь, О.П. Мулюкин // Актуальные проблемы развития транспортного комплекса: Материалы IV Международной научно-практической конференции 4-5 марта 2008 г. – Самара: СамГУПС, 2008. – С. 291-292.
- Лаврусь, О.Е. Магнитожидкостный механизм предотвращения и разрушения сводообразований в бункерах хранения и выпуска трудносыпучих материалов [Текст] / А.В. Варламов, О.Е. Лаврусь, О.П. Мулюкин // Перспективные инновации в науке и образовании: Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти проф. Л.И. Кошкина. Самара 16-18 сентября 2008 г. – Самара: Изд-во СГПУ, 2008. – С. 19-23.
- Лаврусь, О.Е. Управление жесткостью пустотелого ротора на критических режимах регулированием давления его наддува [Текст] / А.В. Ковтунов, О.Е. Лаврусь, Л.А. Савин, О.П. Мулюкин // Герметичность, вибронадежность и экологическая безопасность насосного и компрессорного оборудования: Труды 12-ой Международной научно-технической конференции «Гервикон-2008» (9-12 сентября 2008 г., г. Перемышль, Польша). – Перемышль, 2008. – С. 63-67.
- Лаврусь, О.Е. Новые конструкции пережимных запорно-предохранительных и регулирующих устройств систем кондиционирования и водоснабжения железнодорожного подвижного состава [Текст] / А.В. Ковтунов, О.Е. Лаврусь, В.Г. Малинин и др. Актуальные проблемы развития транспортного комплекса: Материалы IV Международной научно-практической конференции 4-5 марта 2008 г. – Самара: СамГУПС, 2008. – С. 274-278.
- Лаврусь, О.Е. Динамический расчет мембранно-пружинного электропневмоклапана резервуара со сжатым газом [Текст] / А.В. Ковтунов, О.Е. Лаврусь, О.П. Мулюкин, С.А. Финогенов // Вестник транспорта Поволжья. – №4 (16). – Самара: СамГУПС, 2008. – С. 5-10.
- Лаврусь, О.Е. Перспективная конструкция редуцирующего клапана наземного газозаправочного комплекса мобильной транспортной техники [Текст] / В.Н. Новикова, О.Е. Лаврусь, Т.Ю. Зиновьева, О.П. Мулюкин // Современные проблемы математики, механики, информатики: материалы международной научной конференции. – Тула: «Гриф и К», 2008. – С. 270-274.
- Лаврусь, О.Е. Упругодемпферные опоры с центробежным регулятором давления подстройки зазора в сопряжении «ротор-корпус» [Текст] / С.А. Финогенов, О.Е. Лаврусь, О.П. Мулюкин // Герметичность, вибронадежность и экологическая безопасность насосного и компрессорного оборудования: Труды 12-ой Международной научно-технической конференции «Гервикон-2008», (9-12 сентября 2008 г., г. Перемышль, Польша). – Перемышль, 2008. – С. 43-45.
- Лаврусь, О.Е. Рычажно-шарнирный электропневмоклапан с дифференциально- поршневым задатчиком нагрузки [Текст] / О.Е. Лаврусь, А.В. Ковтунов, О.П. Мулюкин, // Актуальные проблемы развития транспортного комплекса: Материалы V Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития транспортного комплекса». – Самара: СамГУПС, 2009. – С. 375-377.
- Лаврусь, О.Е. Повышение функциональной надежности мембранно-предохранительных устройств железнодорожных цистерн с избыточным давлением транспортируемого продукта [Текст] / О.Е. Лаврусь, О.П. Мулюкин, С.А. Финогенов //Инжениринг-2009: Сборник трудов региональной научно-практической конференции. – Орел: «Издательский дом «Орловская литература и книгоиздательство» и К», 2009. – С. 25-28.
- Лаврусь, О.Е. Текущее состояние разработки и производства беспружинной рычажно-грузовой предохранительно-регулирующей пневмогидроарматуры [Текст] / А.С Левченко, О.Е. Лаврусь, А.В. Ковтунов и др. // Вестник транспорта Поволжья. – №1 (17). – Самара: СамГУПС, 2009. С. 40-49.
- Лаврусь, О.Е. Конструкция и прочность уплотнительного затвора предохранительного клапана со съемным эластомерным уплотнением [Текст] / А.В. Ковтунов, Г.Ю. Ермоленко, О.Е. Лаврусь, В.Г. Малинин // Наука и образование транспорту: Материалы III Всероссийской научно-практической конференции (11-12 ноября 2010 г.; Самара-Пенза). – Самара: СамГУПС, 2010. – С. 195-196.
- Лаврусь, О.Е. Деформированное состояние сферического окончания рычага, выполненного из анизотропного материала [Текст] / А.В. Ковтунов, Г.Ю. Ермоленко, О.Е. Лаврусь, А.Г. Ермоленко // Наука и образование транспорту: Материалы III Всероссийской научно-практической конференции (11-12 ноября 2010 г.; Самара-Пенза). – Самара: СамГУПС, 2010. – С. 200-201.
- Патент №73438 на полезную модель РФ МКИ7 F16K 13/02. Магнитный предохранительный клапан / В.Н. НовиковаА., О.Е. Лаврусь, О.П. Мулюкин, С.А. Финогенов // БИ. – №14. – 2008.
- Патент №82882 на полезную модель РФ МКИ7 F16K 13/02. Регулятор давления / А.В. Ковтунов, О.Е. Лаврусь, О.П. Мулюкин, С.А. Финогенов // БИ. – №13. – 2009.
- Патент №2397463 на изобретение РФ МКИ7 G01L 27/00. Регулятор давления / А.В. Ковтунов, О.Е. Лаврусь, О.П. Мулюкин, С.А. Финогенов. // Б.И. – №23 – 2010.
- Патент №99094 на полезную модель РФ МКИ11 F16K 31/02. Электроневмоклапан / О.П. Мулюкин, А.В. Ковтунов, О.Е. Лаврусь и др. // БИ. – №31. – 2010.
Подписано к печати 2011 г. Формат 60х84 1/16.
Объем 2,0 усл. п.л. Тираж 100 экз. Заказ №
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Отпечатано с готового оригинал-макета на полиграфической базе
ФГОУ ВПО «Государственный университет – учебно-научно-производственный комплекс»
302020, г. Орел, Наугорское шоссе, 29.
