В этой книге систематизированы сведения о возникновении и развитии конструкций трубопроводной арматуры. Приведены исторические данные о периодах развития науки и техники на разных этапах истории человеческого общества. Показана роль арматуры в жизни людей, необходимость организации производства разных типов арматуры в качестве ответа на возникающую потребность в удовлетворении новых требований общества. Приведены исторические периоды начала промышленного производства основных типов арматуры в зависимости от востребованности и технологических возможностей.
Книга может быть полезна инженерно-техническим работникам проектных, конструкторских, производственных, ремонтных и других организаций, а также студентам технических и исторических учебных заведений.
1. Возраст трубопроводной арматуры более 4500 лет! Первой арматурой была запорная арматура в виде пробки. Такая пробка была найдена в Древнем Египте, известном своими достижениями в ирригационном земледелии. Находку относят к периоду около 2500 лет до н. э.
2. Арматура была полноценным участником промышленной революции, характеризующейся применением паровых машин и появлением первых мануфактур. Однако на паре плохо функционировали краны: они прикипали и заедали. Появление токарно-винторезных станков позволило применить в арматуре резьбовую пару — шпиндель и ходовую гайку — для преобразования вращательного движения маховика или рукоятки в поступательное движение запирающего или регулирующего элемента, благодаря чему арматуростроители предложили более подходящую для использования на паре арматуру небольших размеров и с достаточным быстродействием — клапаны. Производством клапанов занимались специализированные арматурные компании.
3. Ни для кого не секрет, что в начале и середине 1990-х годов — это был один из самых тяжелых периодов для отечественного производства — зарплату на многих предприятиях выдавали продукцией. И если в пищевой промышленности положение работников в такой ситуации было еще более-менее сносным, то представьте себе сотрудников завода, получивших зарплату… изделиями трубопроводной арматуры.
4. Если говорить о порядке производства, то первым типом арматуры, производившимся промышленным способом, были конусные и цилиндрические краны со стандартными размерами проходов, изготавливаемые в Древнем Риме из бронзы со стандартизованным химическим составом. Вторым порядком арматуростроители древнего мира освоили регулирующие клапаны. Появление водопроводов с трубами большого диаметра и давления (до начала XX века высоким давлением считалось 13 атмосфер) вызвало к жизни следующий тип арматуры — задвижки. С дальнейшим ростом диаметров водоводов у задвижек появляется конкурент, четвертый тип арматуры — дисковые поворотные затворы. С получением нового материала с уникальными показателями химической стойкости и уплотнительными характеристиками — фторопласта — появилась возможность широкого распространения шаровых кранов с плавающим шаром и шаром в опорах.
5. Его Величество Случай сыграл важную роль и в развитии арматуростроения: в то время как одни инженеры искали решение для шарового крана, имеющего уплотнение в затворе «металл по металлу» и не обеспечивающего приемлемую герметичность, другие инженеры случайно изобрели тефлон. В 1938 г. химики компании Kinetic Chemicals Inc. — совместного предприятия фирм DuPont и General Motors, в погоне за созданием новых хладагентов получили твердое воскообразное вещество. Новый материал был чрезвычайно скользким и гладким, к нему ничего не прилипало. Открытие тефлона и позволило создать конструкцию шарового крана с плавающей пробкой. Этот относительно новый вид арматуры впервые был применен на топливных системах самолётов в период Второй мировой войны.
6. Строительство водоводов из труб с большими диаметрами для перекачки воды в гидросооружениях и охлаждения мощных агрегатов вызвало организацию производства дисковых затворов, выгодно отличавшихся от задвижек массогабаритными характеристиками. Происхождение англоязычного названия дисковых затворов butterfly valve («бабочка») не нуждается в разъяснении: в открытом положении данный вид трубопроводной арматуры напоминает изображение бабочки.
7. Впервые синхронизировал механизм работы двух конструкций арматуры… маленький мальчик. Дело было так: английский кузнец Томас Ньюкомен в 1705 г. построил пароатмосферную машину, которая использовалась для откачки воды в шахтах. Мальчик Хэмфри Поттер в 1760 г. устроился на шахту учеником оператора такого насоса. Для осуществления рабочего цикла машины он должен был открывать клапан подачи пара в нижнем положении поршня, а водяной — при его полном поднятии. Чтобы избавить себя от монотонной работы, он связал ручки кранов и шток с помощью веревочки и палочки, в итоге получился кулисный механизм. Теперь кранами управлял сам поршень.
8. Несмотря на универсальность и надежность задвижки, в XX веке у нее появился и бурно развивался конкурент — дисковый поворотный затвор. Именно его использовал в своём паровом двигателе Джеймс Уатт в первом автомобиле «Мерседес», собранном в 1901 году, с приводом от педали акселератора в топливной системе. Затвор был назван дроссельной заслонкой и чуть позже пущен в промышленное производство для автомобильных моторов.
9. Англоязычное название задвижки — gate valve («ворота»), т. к. прообразом кинематической схемы задвижки, по-видимому, стали подъёмные ворота, открываемые движением сплошного щита перпендикулярно вверх. Такие ворота мы можем наблюдать и сейчас, например, в старинных замках, городских стенах и т. д.
ОБ АВТОРЕ
Олег Николаевич Шпаков
Окончил в 1957 году инженерный факультет Ленинградского высшего Военно-морского училища по специальности «инженер-механик по корабельным двигателям внутреннего сгорания». Сразу после окончания училища был назначен командиром электромеханической боевой части пограничного корабля. Три года службы позволили ему изучить всё оборудование в совершенстве. После службы в морских пограничных частях и двухгодичной конструкторской работы в отделе автоматизации вагоностроительного завода Шпаков совершил кругосветное плавание в должности механика китобойного судна Калининградской антарктической китобойной флотилии «Юрий Долгорукий», где расширил и приобрёл новые знания и опыт в эксплуатации судовых двигателей и систем и принятии технических решений в сложных ситуациях. В 1962 году Олег Шпаков поступает на работу в научно-исследовательский и конструкторский отдел приводных устройств Центрального конструкторского бюро арматуростроения, где создаёт новые конструкции электроприводов для трубопроводной арматуры. В 1965 году был назначен начальником этого отдела.
В 1977 году Олег Николаевич Шпаков защитил диссертацию на соискание степени кандидата технических наук по теме «Исследование динамических нагрузок в электроприводах с червячным редуктором». Он автор четырёх монографий, написанных в соавторстве с классиком арматуростроения Д. Ф. Гуревичем. С 1973 по 1990 годы О. Н. Шпаков работал главным инженером и заместителем директора по научной работе ЦКБА. В 1990 году генеральный директор НПОА «Знамя Труда» С. И. Косых совместно с О. Н. Шпаковым организовали Всесоюзную ассоциацию арматуростроителей, преобразованную позже в Научно-промышленную ассоциацию арматуростроителей (НППА). С 1991 по 2004 годы Шпаков занимал должность исполнительного директора НППА.
С 2004 года по настоящее время работает техническим экспертом НПАА. Автор книг «Азбука трубопроводной арматуры. Справочное пособие», «Трубопроводная арматура. Справочник специалиста», «Арматуростроение от А до Я. Терминологический словарь», а также многочисленных научно-технических статей; им получены многие авторские свидетельства СССР и патенты России.
По вопросам приобретения издания обращаться:
armtorg@yandex.ru, o.schpackov@yandex.ru; или по телефонам: +7 913 245 13 09, +7 (3852) 226 927, +7 (3852) 567 734.
