Андрей Смирнов
Время чтения: ~17 мин.
Просмотров: 0

Принцип работы расходомера электромагнитного

Грузовые электромагниты для перемещения длинномерных грузов

На практике электромагнитные захватные устройства с успехом используются и для транспортировки арматурных прутков, стальных рельс или балок. Ввиду особенности конфигурации груза возможно применение нескольких, последовательно размещённых на траверсе мостового крана круглых электромагнитов, но лучше применять для этих целей магниты с прямоугольной компоновкой.

Электромагниты для перемещения длинномерных грузов

Конструктивно прямоугольные магниты устроены так. Внутри массивного корпуса размещена катушка, защищённая снизу немагнитной шайбой (используется высокомарганцовистая сталь типа 110Г13). Шайба приваривается к корпусу и обеспечивает его надёжную  влагозащиту. При  помощи внутреннего и наружного полюсов катушка фиксируется в прямоугольном корпусе. Для его изготовления используется малоуглеродистая сталь, обладающая повышенной магнитной проницаемостью, что снижает нагрев катушки при её длительной работе. Обмотка (в зависимости от соотношения сторон прямоугольного корпуса) представляет собой набор из нескольких – до четырёх – секций, которые надёжно изолируются друг от друга. После установки немагнитной шайбы все пустоты в корпусе заливаются высокотемпературной полимерной массой: это исключает самопроизвольное смещение секций при загрузке электромагнита предельно допустимым по массе грузом, а также при внезапном смещении центра тяжести перевозимого длинномера. Закрепление полюсов выполняют либо электросваркой, либо более технологично, при помощи шпилек.

электромагнит для металлопроката

Закрепление прямоугольного магнита производится двумя группами захватных цепей,  которые прикрепляются к немагнитным плитам. Токоподвод к катушке производится через гибкий кабель, сматываемый /наматываемый мостовым краном.

Если магнита нет

В том случае, если электромагнитное устройство для транспортировки грузов вам «не по карману», то можно воспользоваться многочелюстным грейфером, который также часто можно увидеть на площадке сортировки металлолома.

Также можно в случае небольшого веса вручную размыкать линии магнитного поля при управлении небольшими постоянными магнитами. Такие устройства получили название «магнитных захватов». Эти приспособления можно встретить также на складах металлолома, их можно использовать для транспортировки небольших металлических изделий. Несмотря на меньшую грузоподъемность, магнитные захваты имеют целый ряд преимуществ:

они свободны от подвода мощного электрического кабеля, так как в них используются постоянные магниты;

они меньше, легче, и обладают более высокой скоростью перемещения;

эксплуатация, устройство их проще, так как не требуют наличия специальных электротехнических знаний и персонала, а также допуска на эти работы;

длительный срок службы.

Кроме всего прочего, затраты на ремонт для постоянных магнитов также существенно ниже, по сравнению с электромагнитами.

Электромагнит своими руками (инструкция). Собери электромагнит своими руками Как создать электромагнит в домашних условиях

В этом видео уроке канал «Э+М» рассказал о том, что такое электромагнит. Также показал, как сделать его руками с напряжением питания 12 вольт и поставил серию опытов с его использованием. Показал, как увеличить эффективность.

Для начала немного теории истории. В начале 19 века датский физик Эрстед обнаружил связь между электричеством и магнетизмом. Ток, проходящий через проводник, находящийся рядом с компасом, отклоняет его стрелку в сторону проводника.

Это свидетельствует о наличии магнитного поля вокруг проводника. Также выяснилось, что если в намотать проводник в катушку, его магнитные свойства усилится.

В катушке с проводом, так называемом соленоиде, образуются магнитные линии, такие же, как и в постоянном магните.

В зависимости от того, какой стороной понесем катушку к компасу, он будет отклоняться в ту или иную сторону. Так как в катушке образовались два полюса: северный и южный. Можно изменить направление электрического тока, когда поменяются полюса.

Для эксперимента автор канала намотал 2 одинаковые катушки. Первая катушка 260 витков, сопротивление 7 ом. 2 в два раза больше. 520 витков, сопротивление 15 ом. Питание будет осуществляться от источника постоянного тока. Напряжение 12 вольт.

В данном случае это компьютерный блок питания. Также подойдет свинцовый аккумулятор.

Катушка не может справиться с этой нагрузкой. Попробуем провести тот же опыт со второй катушкой. Ток здесь составляет 0,7 ампера. Это в 2 раза меньше, чем у 1. При том же напряжении 12 вольт. Она также не может притянуть рубль.

Что можно сделать, чтобы увеличить магнитные свойства нашей катушки? Попробуем ставить железный сердечник. Для этого используем болт. Теперь он выступит в качестве магнитопровода. Последний способствует прохождению магнитного потока через себя, увеличивает соответствующие свойства соленоида.

Теперь наша конструкция превратилась в электромагнит. Он уже с легкостью справляется с рублем. Ток остался таким же, 1,4 ампера.

Поэкспериментируем дальше и посмотрим, сколько таких предметов может притянуть магнитная катушка.Электромагнит нагрелся, значит его сопротивление увеличилось. Чем больше сопротивление, тем меньше ток. Тем меньше магнитное поле катушка создаёт.

Дадим а полностью остыть электромагниту и повторим экспериментов. В этот раз нагрузкой станут 12 монет. Как видим, нижние монеты при снижении тока начали сами отпадает.

Сколько не пытался ведущий экспериментировать, удалось поднять не более такой нагрузки.

Проведем тот же опыт со второй катушкой. У него два раза больше витков. Посмотрим, сильнее ли она, чем предыдущая.Смотрите продолжение о электромагните на 12 вольт на видео с 6 минуты.

izobreteniya.net

Как сделать самодельный электромагнит

В этом видеоролике канала Креосан показано, как сделать самостоятельно электрический магнит. Нужно взять трансформатор от микроволновки, распилить его и достать обмотки. Также подойдут и другие трансформаторы. Но мощные и доступные только в микроволновках.

Нам понадобится первичная обмотка. Мы его только включили в сеть, а он уже начинает вибрировать. Что же будет, когда он будет притягивать железо? Настало время испытать electromagnet. На него можно подавать 12, 24, 36, 48, 110, 220 вольт. При этом может быть постоянный и переменный ток.

Включаем аккумулятор от ноутбука и посмотрим, на что способен самодельный электромагнит при напряжении 12 вольт. Берем орешек и при участии электромагнита плющим его дверью. Как видите, с орешком он легко расправился. Попробуем поднять что-то потяжелее.

Например крышку от канализационного люка.

Есть идея простого измерителя пульсаций.

Простейший электромагнит за 5 минут

Далее. Еще один канал (HM Show) выпустил ролик по той же теме.Он показал, как сделать простой электромагнит за 5 минут. Для изготовления устройства своими руками понадобится стальной стержень, медная проволока и любой изолирующий материал.

Для начала изолируем стальной стержень строительным скотчем, излишки материала отрезаем. Необходимо намотать медную проволоку на изолирующий материал так, чтобы было как можно меньше воздушных зазоров.

От этого зависит сила магнита, также от толщины медной проволоки, количества витков и силы ток. Данные показатели нужно подбирать экспериментально.

После того, как намотали проволоку, обмотать её изолирующим материалом.

Электромагниты для перемещения рулонной стали и широкой ленты

Особенностью таких узлов является преимущественно их вертикальная компоновка, при которой транспортируемый рулон/ленту можно зафиксировать за торцевую зону. При этом высокая плотность витков рулона обеспечивает устойчивость действия электромагнита, а компактность материала позволяет его безопасную транспортировку, даже в стеснённых производственных условиях.

Электромагниты для перемещения рулонной стали и широкой ленты

В плане такие электромагниты имеют форму круга. Это не только увеличивает компактность устройства, но и позволяет более равномерно распределить силовые линии магнитного поля. Равномерность достигается компьютерным моделированием процесса укладки витков, в результате минимизируются зазоры и снижаются потери на непроизводительный нагрев катушки при длительной её работе.

Такие электромагниты состоят из следующих деталей и узлов:

  1. Внутреннего и наружного полюсов.
  2. Электромагнитной катушки.
  3. Шайбы из немагнитного материала.
  4. Узла контактных зажимов.
  5. Блока выводных контактов.
  6. Теплоизоляционной набивки.
  7. Корпуса с охлаждающими рёбрами.
  8. Подъёмной цепи.

Катушка магнита с целью снижения удельного энергопотребления рассчитывается на режим повторно-кратковременной работы с ПВ 50%, и при длительности цикла около  10…12 мин. При значительной длине трассы транспортирования стального рулона цикл удлиняется, и в этом случае последовательно к цепи подключают дополнительное сопротивление. Это уменьшает подъёмную силу, но исключает перегрев катушки. Так, при постоянной работе электромагнита (ПВ = 100%) напряжение на обмотках уменьшается до 150…160 В.

Магнит для рулонной стали

Питание электромагнита чаще всего осуществляется от электродвигателя мостового крана. Поскольку для самого магнита необходимо постоянное магнитное поле, то в конструкцию дополнительно вводится генераторная установка. Она представляет собой генератор постоянного тока, с которым соединяется (через муфту) обычный асинхронный двигатель. Пуск его производится при помощи  магнитного пускателя. Для особо мощных электромагнитов, работающих в режиме длительного пуска возможно применение селеновых или кремниевых выпрямителей.

Данные электромагниты выпускаются диаметром до 650 мм, при максимальном усилии захвата 5000 кг. Мощность привода составляет 0,5…0,6 кВт, при напряжении питания 36…110 В. При проверочных испытаниях отрывная сила электромагнита должна не менее чем в 2 раза превышать его паспортную грузоподъёмность.

Разновидности трехпозиционных переключателей

Трехпозиционный пакетный переключатель

Электрические переключатели на 3 положения выпускаются в различных вариантах исполнения. Некоторые модели снабжены опцией фиксации положения переключения. Они оборудованы механизмом запора на ключ, исключающим самопроизвольный переход в другое положение. Другие, этой функции не имеющие, самостоятельно возвращаются в исходную позицию. Конструкция некоторых устройств предусматривает наличие нулевого положения – оно предполагает разъединение всех контактов.

Обычно изделия выпускаются с расчетом на эксплуатацию в электросетях с номинальным показателем силы тока 25, 16 или 10 А. Что касается напряжения, для постоянного тока его показатель может достигать значения 220 В, для переменного – до 500. Аппараты снабжены маркировкой, показывающей уровень мощности и категорию защиты.

Наиболее распространенный вариант исполнения – пакетный механический переключатель на 3 положения. Элементом управления у них является не кнопка, а рукоять. Современные модели оборудованы эргономичными ручками, конструкция которых предотвращает скольжение пальцев. Изделия бывают двух видов – галетные и кулачковые.

Устройство галетного переключателя включает в себя пластиковые пластины (пакеты) с жестко фиксированными на них выводами контактов. Между последними находятся фибровые шайбочки для гашения искр, которые вместе с двойным разрывом электродуги позволяют коммутировать высокие токи. Есть и двигающийся контакт, соединенный с механизмом переключения. Его позиция устанавливается посредством поворота вала, который обеспечивают ручка и специальная пружина, позволяющая моментально размыкать и замыкать контакты. У вала есть 3 установленных положения, каждому из которых соответствует некоторая конфигурация зажатых или открытых пар контактов. Такой прибор можно использовать, в том числе, для подсоединения трехфазного электрического двигателя с опцией реверса – вращения ротора в направлении, отличном от нормального.

Работа автоматического трехфазного переключателя

Кулачковое устройство тоже включает в себя серию пакетов, но устроенных по-другому. На внешних сторонах пластинок, соединяющихся с корпусом, располагаются двигающиеся контакты, а на внутренних – статичные. Первые из них имеют вид мостов с пружинами. Их позиция регулируется штоковым механизмом, меняющим положение под действием кулачка. У последнего, в свою очередь, позиция меняется посредством рукоятки и вала. Как в случае галетных моделей, так и в устройствах с кулачками у вала может быть разное число позиций (до восьми). В трехпозиционных приборах их число равно трем.

Крепиться выключатель может на дин-рейку, на стену, в шкаф, в зависимости от модели. Выпускаются изделия с защитой от взрывов, используемые на производствах, представляющих опасность для здоровья человека. Большинство трехпозиционных выключателей, тем не менее, восприимчивы к взрывам, температурным перепадам, не терпят попадания влаги. Степень чувствительности прибора к условиям окружающей среды можно определить по внешнему виду: если изделие открытое, лишено защищающего корпуса, оно отличается высокой чувствительностью, устанавливать его надлежит только внутри щита в помещении с сухим воздухом. Переключатели с корпусом из пластика или металла и защищенными от прикосновений зажимами можно ставить и вне щита.

К плюсам устройств стоит отнести надежность функционирования, стойкость к износам и достаточно низкую цену. Они очень быстро подавляют электрические дуги, но выдерживают ограниченное число коммутаций перегрузок. Слабой стороной этих изделий по сравнению с выключателями-автоматами являются также ограниченные возможности в качестве защитного устройства: они не предохраняют от инцидентов короткого замыкания. Также механические переключатели не подлежат ремонту: если изделие пришло в негодность, его демонтируют с последующей утилизацией, а на его место устанавливают новое. Выходят из строя они относительно быстро, хотя некоторые производители заявляют, что устройство способно выдержать до полумиллиона переключений.

Об этой статье

Соавтор(ы):
Штатный редактор wikiHow

В создании этой статьи участвовала наша опытная команда редакторов и исследователей, которые проверили ее на точность и полноту. wikiHow тщательно следит за работой редакторов, чтобы гарантировать соответствие каждой статьи нашим высоким стандартам качества. Количество просмотров этой статьи: 71 129.

Категории: Физика

English:Make an Electromagnet

Español:hacer un electroimán

Deutsch:Elektromagneten bauen

Italiano:Costruire un Elettromagnete

Português:Fazer um Eletroímã

Français:fabriquer un électroaimant

Bahasa Indonesia:Membuat Elektromagnet

Nederlands:Een elektromagneet maken

العربية:صنع مغناطيس كهربائي

中文:制作电磁铁

हिन्दी:इलेक्ट्रोमैगनेट बनाएँ

Tiếng Việt:Tạo nam châm điện

Türkçe:Elektromıknatıs Nasıl Yapılır

Печать

Устройство расходомеров

Промышленный электромагнитный счетчик состоит из первичного преобразователя расхода (ППР), который создает магнитное поле. За счет этого в жидкости наводится ЭДС, воспринимаемая электродами. С преобразователя сигнал поступает в измерительный блок, где он усиливается и унифицируется. Последний фактор дает возможность использовать разные вторичные контрольные приборы. Также в расходомере присутствует контур, снижающий влияние трансформаторной ЭДС.

Зона измерения счетчика, то есть, длина «его» трубы, равна 2,5 диаметра. Она должна быть из немагнитного, не проводящего ток материала. На практике данный элемент делают из нержавейки, с футеровкой (внутренней вставкой) из полиэтилена или фторопласта (PTFE, PFA). Чтобы на участке измерения турбулентность потока была минимальной, рекомендуется выбирать для монтажа расходомера прямолинейную магистральную трубу с постоянным сечением, длиной от 5 до 10 диаметров, как до прибора, так и после.

Величина напряжения тока, возникающего в рабочей среде под влиянием силового поля, очень мала, порядка микро- или милливольт. Поэтому главной задачей является решение вопроса о выделении поступающего с электродов полезного сигнала и его обработке. Последняя выполняется в вычислительном узле. В него входят такие элементы, как усилитель входящего тока, компенсационные схемы и система формирования стандартных сигналов на выходе. Если, из-за отрицательного воздействия внешней среды или высокой температуры жидкости, вычислительный узел и ППР нельзя скомпоновать в одном блоке, то узел монтируют отдельно. Для связи берется специальным образом экранированный кабель, с ограничением по длине.

Электроды могут быть контактные и бесконтактные. Первые в стандартном исполнении делаются из платины, титана, тантала, хастелоя. В некоторых случаях, их надо периодически чистить специальными устройствами. На больших ДУ, электроды можно снимать для профилактики без разбора ППР. Есть модели, в которых для этого применяют ультразвук или высокое напряжение. Чтобы на электродах не появлялись осадочные отложения, рекомендуется монтировать их на вертикальных трубах с восходящим потоком жидкости. Особенно это актуально при малых скоростях рабочей среды и наличии в ней взвешенных или растворенных частиц, способных выпасть в осадок. (Здесь необходимо заметить, что в инструкции к электромагнитному расходомеру РМ-5-П, как и ко многим другим, прописано требование монтажа счетчиков только на горизонтальных трубах).

Бесконтактные электроды (емкостные) делаются в виде пластин, которые ставятся снаружи на футеровочную вставку (последняя в этом случае часто выполняется из керамики). Благодаря такому расположению, они образуют конденсатор. Заряды в жидкости, разделенные силовым полем, индуцируют в данном конденсаторе ЭДС. Пластины и идущие от них провода экранируются в несколько слоев, чтобы исключить влияние на них сторонних силовых полей. Такие счетчики могут работать с жидкостями с электропроводностью до 0,05 мкСм / м.

Принцип работы и особенности электромагнитных счетчиков — расходомеров молока

Индукционные электромагнитные расходомеры применяются с 40-х годов прошлого века. Многочисленные достоинства этих приборов стали причиной того, что, на сегодняшний день, они распространены в разных отраслях, в том числе, в пищевой промышленности. На трубопроводах с ДУ менее 300 мм это самые популярные устройства. Их используют как счетчики молока, воды, пива, кислот, щелочей, солевых растворов и других жидкостей. Такие приборы хороши тем, что, по сравнению с аппаратами других типов, они малоинерционны. Они незаменимы при учете быстроменяющихся расходов жидкости, а также на тех участках автоматического регулирования процессов, где запаздывание команд нежелательно.

Сфера использования магнита для металлолома

Сила такого электромагнита – до нескольких десятков тонн – и определяет сферу использования: погрузка и разгрузка черного металлолома, металлопроката, пачек с трубами, арматурой на металлобазах, в портах, производственных цехах, складах готовой продукции металлургических заводов. Краны могут использоваться всюду, где имеется возможность сухих условий эксплуатации, а также возможность подведения мощного силового кабеля в 5-6 киловатт, в пересчете на трехфазный переменный ток напряжением 380 В.

Электромагнит, зацепленный на грейфер манипулятора

Такие электромагниты можно использовать в специальном водозащитном исполнении для подачи крупных металлических конструкций для подводного строительства, например, для возведения опор мостов, для поднятия затонувших на мелководье речных и морских судов, которые преимущественно залегают на каменистом грунте. Если судно погружается в донные отложения, то возникшая «присасывающая» сила может быть настолько большой, что магнит может оторваться даже от плоской поверхности.

К сожалению, с помощью электромагнита невозможно найти колотые и серебряные монеты, которые в изобилии лежат на морском дне.

Видео – Круглый электромагнит со встроенным генератором для металлолома

Отечественные образцы электромагнитов

В России одним из лидеров в производстве электромагнитного подъемного оборудования является Липецкий завод магнитных плит, а также отечественная корпорация «Dr Vernikov Magnetics Group». Например, популярностью пользуется специальный электромагнит глубокого поля MW – 230S. При размере круглого магнита 2,3 м в диаметре (максимальный размер для погружения в вагон) он обеспечивает подъем до 2 тонн. По заявлению производителя, в этом электромагните присутствует особая схема экономии электроэнергии, а так же контрольное страхование поднятого груза с помощью резервных батарей.

Электромагнит для металлолома

Остальные электромагниты, установленные на мощные козловые краны с различными разновидностями в настоящее время в основном, производятся в Китае.

История

Электромагнит Осетра, 1824 г.

Один из электромагнитов Генри, который мог поднять сотни фунтов, 1830-е годы.

Крупный план большого электромагнита Генри

Датский ученый Ганс Кристиан Орстед в 1820 году обнаружил, что электрические токи создают магнитные поля. Британский ученый Уильям Стерджен изобрел электромагнит в 1824 году. Его первым электромагнитом был кусок железа в форме подковы, на который было намотано около 18 витков голого медного провода ( изолированного провода еще не существовало). Утюг был покрыт лаком, чтобы изолировать его от обмоток. Когда через катушку пропускали ток, железо намагничивалось и притягивало другие куски железа; когда ток был остановлен, он терял намагниченность. Sturgeon продемонстрировал свою мощь, показав, что, хотя он весил всего семь унций (примерно 200 грамм), он мог поднять девять фунтов (примерно 4 кг) при подаче тока от одноэлементного источника питания. Однако магниты у Стерджена были слабыми, потому что неизолированный провод, который он использовал, можно было намотать только одним разнесенным слоем вокруг сердечника, ограничивая количество витков.

Начиная с 1830 года американский ученый Джозеф Генри систематически улучшал и популяризировал электромагнит. Используя провод, изолированный шелковой нитью, и вдохновленный тем, как Швайггер использовал несколько витков провода для изготовления гальванометра , он смог намотать несколько слоев провода на сердечники, создав мощные магниты с тысячами витков провода, в том числе один мог выдерживать 2063 фунта (936 кг). Первое широкое применение электромагнитов было в телеграфных эхолотах .

Теория магнитных доменов того, как работают ферромагнитные сердечники, была впервые предложена в 1906 году французским физиком Пьером-Эрнестом Вайсом , а подробная современная квантово-механическая теория ферромагнетизма была разработана в 1920-х годах Вернером Гейзенбергом , Львом Ландау , Феликсом Блохом и другими.

Выбор и схема подключения магнитного пускателя

Электромагнит в виде катушки с большим числом витков рассчитан на напряжение 24 — В. Также контакторы предназначены для стационарного подключения и отключения однофазного и трехфазного оборудования.

На схеме пускатель и контактор обозначаются таким схематичным знаком: где A1-A2 катушка электромагнита пускателя; L1-T1 L2-T2 L3-T3 силовые контакты, к которым подключается силовое трехфазное напряжение L1-L2-L3 и нагрузка T1-T2-T3 , в нашем случае электродвигатель; контакты, блокирующие пусковую кнопку управления двигателем. Контакторы оснащаются камерой для гашения дуги. Ввод в схему теплового реле В промежутке между магнитным пускателем и асинхронным электродвигателем последовательно подсоединяют тепловое реле.

Двигатель остановился.

В случае перегрузки тепловой датчик Р сработает и разорвет контакт Р, машина остановится. Вывод из рабочего состояния происходит только после срабатывания пускателя. После выполнения вышеуказанных действий электродвигатель будет отключён и готов к последующего пуска с кнопочного поста. Включаем пускатель и аккуратно отсоединяем любой проводок от контактов реле.

Включаем пускатель и аккуратно отсоединяем любой проводок от контактов реле. На контакторы с контактами нормально разомкнутыми подается питание исключительно во время работы пускателя.

Чаще всего она зеленого цвета, хотя может быть и черного. В случае с управлением от В это — нулевая шинка, с В — фаза на пускателе.

Пускатель магнитный

Последняя предназначена для быстрого рассоединения контактов, от скорости которого зависит величина электрической дуги. Подвижные детали должны перемещаться от руки. При этой схеме блокирующие контакты защищают от одновременного срабатывания магнитных пускателей, что может вывести из строя двигатель. Ток проходит по греющим элементам, если его величина превысит заданную — отгибается биметаллическая пластинка и переключает контактики. Источником его является нажатая пусковая кнопка, открывающая путь для подачи напряжения к управляющей катушке.

Также сюда относится пускатель с катушкой В. Встречаются пускатели, имеющие нормально замкнутые дополнительные контакты, они не годятся для рассматриваемой схемы управления. Тепловые реле имеют специальную регулировку тока срабатывания. В каждой из пар есть как мобильные, так и неподвижные контакты, соединенные с клеммами, находящимися на корпусе, посредством металлических пластин.
Как подключить магнитный пускатель. Схема подключения.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации