Электромагнитный привод в пищевой промышленности

Электромагнитный привод эффективнее электродвигательного в тех случаях, когда от него не требуется значительных усилий и подвижная часть рабочей машины имеет небольшой ход или малый угол поворота, так как в противном случае габаритные размеры и масса электромагнита превышают аналогичные величины двигательного привода. Конструкцию электромагнитного привода разрабатывают применительно к определённой рабочей машине и этим избегают применения передаточного устройства, благодаря чему установка получается простой и надёжной. Существующие конструкции таких производственных агрегатов представляют собой органическое объединение рабочей машины и электромагнитного двигателя.

В технологическом оборудовании пищевых предприятий электромагнитные устройства применяют в виде электромагнитов кратковременного действия в установках для периодического встряхивания и уплотнения пищевых продуктов, а также в качестве специфических электромагнитных двигателей, сообщающих возвратно-поступательное движение отдельным звеньям рабочих машин.

Несмотря на простоту конструкции, достаточную надёжность и долговечность электромагнитных устройств, не требующих особого ухода, им свойственны такие недостатки, как значительный шум при работе и большая масса электромагнитных вибраторов, устанавливаемых непосредственно на рабочих машинах. Производительность таких устройств регулируют изменением амплитуды колебаний, зависящей от напряжения питания обмотки электромагнита, а в некоторых случаях – изменением параметров самих производственных агрегатов.

Основной частью каждого электромагнитного устройства является электромагнит постоянного или переменного тока втяжного или поворотного типа (рис. 1.31, а, б), у которого возбуждение тока в обмотке вызывает перемещение или поворот подвижной части, называемой якорем, до установления номинального положения, если этому не препятствуют какие-либо внешние причины. Тяговое усилие F втяжного электромагнита и вращающего момента М поворотного электромагнита определяются соответственно графиками и которые являются тяговыми характеристиками электромагнитов. Форму этих кривых при необходимости можно заметно изменить, если придать концам якоря и стопа иную форму.

Рис. 1.31. Схемы и тяговые характеристики электромагнитов:

а – втяжного; б – поворотного.

 

При выборе электромагнита для рабочей машины необходимо стремиться к тому, чтобы его тяговая характеристика 1 примерно соответствовала аналогичной характеристике 2 этой машины и располагалась выше её (рис. 1.32).

Рис. 1.32. Расположение тяговых характеристик:

1 – электромагнита; 2 – рабочей машины.

 

Кроме того, нужно чтобы был обеспечен необходимый ход или поворот якоря в течение заданного времени, которые исчисляют с момента подачи напряжения на обмотку электромагнита до установления подвижной части в конечное положение. Это время, измеренное в секундах, сравнимо со временем установления тока в обмотке электромагнита

где - индуктивность обмотки электромагнита, Гн;

- сопротивление обмотки постоянному току, Ом.

При включении обмотки достигается однофазного электромагнита на постоянное напряжение сила тяги изменяется от нуля до номинальной, а при синусоидальном напряжении она изменяется периодически, что вызывает сильную вибрацию якоря, сопровождаемую неприятным шумом. Ослабление этих явлений достигается размещением на торце якоря короткозамкнутого витка, который охватывает часть магнитопровода (рис. 1.28, а, в). В этом витке переменный магнитный поток наводит ЭДС, под действием которой в нём возникает ток, возбуждающий свой магнитный поток. Поскольку последний не совпадает по фазе с основным магнитным потоком, результирующий магнитный поток не принимает нулевого значения, а это приводит к ослаблению вибрации якоря и снижению и снижению звукового эффекта.

Работа электромагнитных устройств в значительной степени зависит от напряжения, подводимого к обмотке электромагнита. При понижении напряжения уменьшается ток, а, следовательно, и сила тяги или вращающий момент. С повышением напряжения выше номинального ток возрастает, обмотка сильно нагревается, а срок службы изоляции сокращается.

Нагрев обмоток электромагнитов переменного тока, определяемый током, может превысить допустимую норму даже при номинальном напряжении. Это наблюдается при неплотном прилегании торцовой поверхности якоря к стопу либо при повышенном воздушном зазоре по отношению к расчётному, что приводит к снижению индуктивного сопротивления обмотки электромагнита, а следовательно, к увеличению тока (рис. 1.32, б).

На пищевых предприятиях электромагниты применяют для привода задвижек, клапанов, замков и т.п. Так, управление дроссельной задвижкой газопровода, удерживаемой в закрытом положении контргрузом (рис. 1.33, а), осуществляется включением и отключением обмотки электромагнита от источника электрической энергии. Аналогично действует запорный клапан (рис. 1.33, б), который при включённой обмотке электромагнита открыт, а при отключённой – под влиянием силы тяжести – закрыт. Установка регулирующего клапана в определённом положении (рис. 1.33, в) достигается регулированием тока в обмотке электромагнита.

 

Рис. 1.33. Однофазный электромагнит:

а – устройство; б – характеристики; в – короткозамкнутый виток.

 

На пищевых предприятиях электромагниты применяют для привода задвижек, клапанов, замков и т.п. Так, управление дроссельной задвижкой газопровода, удерживаемой в закрытом положении контргрузом (рис. 1.34, а), осуществляется включением и отключением обмотки электромагнита от источника электрической энергии. Аналогично действует запорный клапан (рис. 1.34, б), который при включённой обмотке электромагнита открыт, а при отключённой – под влиянием силы тяжести – закрыт. Установка регулирующего клапана в определённом положении (рис. 1.34, в) достигается регулированием тока в обмотке электромагнита.

 

Рис. 1.34. Электромагнитные устройства:

а – дроссельная задвижка; б – запорный клапан; в – регулирующий клапан.

 

Электромагнитные вибрационные устройства для разделения сыпучих смесей по размерам на фракции могут с успехом заменить просеивающие устройства с приводом от двигателя (рис. 1.35, а, б).

Рис. 1.35. Схемы просеивающих устройств с приводом от:

а – двигателя; б – электромагнитного вибратора: 1 – ситовый корпус; 2 – рама; 3 – подвесные пружины; 4 – тяга; 5 – приводной шкив; 6 – двигатель; 7 – электромагнитный вибратор.

 

Переход к вибропроводу устраняет быстро изнашиваемые детали и обеспечивает возможность конструирования простых в эксплуатации рабочих машин, требующих для изготовления меньшего количества материалов и занимающих меньше места.

Рис. 1.36. Электромагнитный вибратор:

1 – основание; 2 – электромагнит;

3 – болты; 4 – винтовые пружины;

5 – якорь; 6 – дополнительный груз.

 

Основной частью в них является электромагнитный вибратор с пружинной упругой системой (рис. 1.36), который основанием 1 крепится к корпусу просеивающей машины. На основании укреплены: электромагнит 2, обмотка которого питается переменным током, и два болта 3 с четырьмя винтовыми пружинами 4, между которыми зажат якорь 5. Последний находится на расстоянии 1…2 мм от магнитопровода электромагнита. Для увеличения массы якоря предусмотрен дополнительный груз 6, который устанавливают при использовании одного и того же вибратора для рабочих машин с различными характеристиками.

При питании обмотки электромагнита переменным током частоты 50 Гц якорь вибрирует, совершая 6000 колебаний в минуту, и передаёт их корпусу просеивающей машины. Если нужно уменьшить число колебаний якоря вдвое, обмотку электромагнита питают от сети переменного напряжения, через полупроводниковый диод, который пропускает только одну полуволну тока.

Поскольку в просеивающих машинах с приводом от двигателей, применяемых на мукомольных и комбикормовых заводах и других пищевых предприятиях, частота колебаний в минуту значительно ниже, то при переходе к электромагнитному виброприводу характер движения просеиваемых частиц изменяется, и они за один и тот же промежуток времени перемещаются в 6…7 раз быстрее (рис. 1.37).

При этом улучшаются условия просеивания, значительно повышается производительность сит, уменьшаются их размеры, отпадает надобность в устройствах для очистки просеивающих поверхностей, а это позволяет

создавать лёгкие малогабаритные просеивающие машины.

Рис. 1.37. Характер движения просеиваемых частиц по поверхности сита при: а – приводе от двигателя; б – наличии электромагнитного вибратора.

Электромагнитные вибраторы применяют для периодического встряхивания металлических стенок бункеров (рис. 1.38, а) с целью устранения зависаний пищевых продуктов, а также в агрегатах для витаминизации муки, где их устанавливают на носке смесителя растирателя (рис. 1.38, б), обеспечивая этим полную выгрузку витаминного концентрата.

Рис. 1.38. Расположение электромагнитного вибратора на:

а – стенке металлического бункера; б – носке смесителя-растирателя.

 

На предприятиях молочной промышленности используют электромагнитные установки с виброприводом при производстве российского, угличского и других сыров для отделения сыворотки, транспортировки сырного зерна, а также для равномерного распределения соли из бункера по ширине ленты при посоле зёрен сыра.

Электромагнитные устройства можно использовать для перекачки различных жидкостей, например, при помощи диафрагменного насоса с электромагнитным резонансным приводом, у которого обмотка электромагнита присоединена к переменному напряжению через конденсатор С (рис. 1.39).

Рис. 1.39. Диафрагменный насос с электромагнитным резонансным приводом: 1 – всасывающий трубопровод; 2 – всасывающий клапан; 3 – насос; 4 – якорь; 5 – электромагнит; 6 – упругая диафрагма; 7 – нагнетательный клапан; 8 – напорный трубопровод.

 

При увеличении тока в обмотке электромагнита 5 упругая диафрагма 6 с укреплённым на ней якорем 4 втягивается, всасывающий клапан 2 открывается, и перекачиваемая жидкость поступает из всасывающего трубопровода 1 в полость насоса 3. При уменьшении тока до нулевого значения диафрагма 6 выпрямляется и выталкивает жидкость через нагнетательный клапан 7 в напорный трубопровод 8.

Подбором параметров электрической цепи можно получить необходимое число колебаний в минуту диафрагмы насоса, определяющее его производительность. Такие насосы работают с КПД при коэффициенте мощности

Электромагнитный привод используют на пищевых предприятиях для виброконвейеров, транспортирующих сыпучие тела, лотковых питателей к дозаторам и весовым устройствам, а также в различных вспомогательных