Electroimán para desplazar elementos tubulares.

Electroimán (1), que comprende por lo menos dos solenoides (4),

estando devanado cada uno de ellos sobre elnúcleo (3) correspondiente de una armadura polar, paneles laterales (10) y deflectores inferiores (5) para laprotección de dichos solenoides (4), así como unas primeras zapatas polares (6) en dichos núcleos (3) y unassegundas zapatas polares (7) en los polos (8), caracterizado porque dicha armadura polar tiene una forma que secorresponde, por lo menos, con la de dos armaduras alineadas en forma de E, por lo menos, con dos núcleos (3) ytres polos (8), y porque dichos paneles laterales (10) están fabricados de material ferromagnético y conectanmagnéticamente los polos (8) que están magnéticamente aislados de los núcleos (3), estando dimensionado elgrosor de los paneles laterales (10) de tal modo que son adecuados para cortocircuitar la totalidad del flujo lateral delcampo magnético y conducirlo hacia dichas segundas zapatas polares (7) de los polos (8).

Electroimán para desplazar elementos tubulares La presente invención se refiere a electroimanes utilizados en aparatos para desplazar elementos tubulares y paquetes de tubos y, en particular, a un electroimán dotado de una estructura que elimina sustancialmente el campo magnético dispersado lateralmente.

Es conocido que los electroimanes utilizados normalmente en el caso de estos aparatos, tienen una armadura polar conformada como una U invertida con 1 o 2 solenoides devanados en los núcleos, y polaridades norte/sur (tal como se muestra en la figura 1a) , o bien una armadura polar conformada como una E girada de 90º en el sentido de las agujas del reloj con un único solenoide devanado sobre el núcleo central y con polaridades norte/sur (tal como se muestra en la figura 1c) . Estos electroimanes se utilizan por parejas, para desplazar elementos tubulares o paquetes de tubos de 5 a 8 metros de longitud, o en dobles parejas (es decir, 4) en el caso de longitudes entre 6 y 18 metros.

Para desplazar este tipo de cargas, los electroimanes están montados en grúas puente elevadas desplazables, guiadas manualmente por operadores que encuentran dificultades significativas para desplazar la carga con precisión, siendo dichas dificultades debidas principalmente al fuerte campo magnético dispersado en sentido lateral que genera este tipo de electroimanes (tal como se muestra en la figura 1b y en la figura 1d) . En realidad, los lados de los electroimanes convencionales, debido a la forma de las armaduras polares, están fabricados de acero inoxidable o de acero al manganeso, o de otro material que forzosamente es no magnético y, por consiguiente, permeable ortogonalmente a las líneas de flujo dispersadas que pasan a través del mismo.

Este campo dispersado lateralmente hace difícil el centrado de la carga en la proximidad de elementos ferromagnéticos tales como otras cargas, o estructuras, o planchas metálicas laterales de los medios de transporte, debido a que durante la fase de transferencia de la carga los electroimanes son desviados lateralmente por efecto de la atracción hacia dichos elementos, debido a dicho campo dispersado (ver figura 1e) .

Esto ocurre incluso si los electroimanes son alimentados mediante sistemas de regulación adecuados para generar la fuerza magnetomotriz correspondiente al límite operativo mínimo. Como consecuencia, el desplazamiento es lento y difícil, las cargas no pueden ser apiladas correctamente y es sustancialmente imposible utilizar sistemas automáticos de desplazamiento debido a que las desviaciones laterales hacen siempre necesario que un operador realice una intervención correctiva.

Otro inconveniente de los electroimanes convencionales, que se produce cuando se desplazan paquetes de tubos que se mantienen unidos por medio de flejes de retención, son las fuerzas de repulsión que se generan entre dos tubos adyacentes (tal como se muestra en la figura 1f) y que se descargan sobre los flejes que tienden a quedar deformados. De hecho, dado que los electroimanes están dispuestos longitudinalmente sobre el paquete de tubos a desplazar, las zonas magnéticamente activas (indicadas mediante las áreas sombreadas en las figuras 1b, 1d) están dispuestas en sentido transversal con respecto a los tubos, con lo que las superficies de los tubos situados debajo quedan todas ellas magnetizadas con el mismo signo, tendiendo de este modo a repelerse entre sí debido al efecto de repulsión y, en consecuencia, a hacer girar los dos tubos exteriores en direcciones opuestas con posibles daños a las superficies de los tubos.

Estas deformaciones de los flejes hacen todavía más difícil la utilización de sistemas automáticos, dado que se modifica el tamaño del paquete de tubos y se suman los cambios en la serie de tubos apilados, con el resultado de que las coordenadas teóricas calculadas por el sistema automático no corresponden a la posición real del paquete a desplazar.

Otro inconveniente adicional de los electroimanes conocidos, es la proporción particularmente elevada entre la fuerza total ejercida y la superficie activa limitada que está en contacto con la carga, siendo esta última no mayor del 50% del área superficial plana del electroimán (ver las zonas sombreadas en las figuras 1b, 1d) . Por consiguiente, la combinación del elevado peso de los electroimanes con la fuerza magnética de atracción distribuida sobre una superficie limitada tiene el resultado de una presión específica elevada sobre la carga, que puede dañar la superficie de la misma, especialmente en el caso de elementos de paredes de poco grosor.

El documento U.S.A. 4.847.582 da a conocer un aparato magnético de sujeción que comprende una armadura ferromagnética exterior que tiene una placa base y paredes laterales; cuatro unidades polares que comprenden cada una de ellas una pieza polar principal que tiene una cara exterior que define una superficie de sujeción; tres elementos polares intermedios dispuestos cada uno de ellos entre dos unidades polares adyacentes, extendiéndose dichos elementos polares intermedios desde la placa base hasta dicha superficie de sujeción; imanes permanentes dispuestos entre las piezas polares principales y la placa base y un devanado eléctrico que envuelve los imanes entre las piezas polares principales y la placa base, proporcionando dichos imanes permanentes en las condiciones de activación del aparato, una distribución polar de la superficie de sujeción en la que dos unidades polares adyacentes o, respectivamente, una de las unidades polares y uno de los elementos polares adyacentes intermedios, presentan polos de polaridad opuesta en sus caras exteriores.

De este modo, un elemento polar intermedio, que habitualmente no está alimentado por ninguna fuente magnética y que simplemente constituye un elemento de cortocircuito entre unidades polares adyacentes cuando se sujetan piezas de gran tamaño, es activado automáticamente para conducir el flujo magnético generado por una determinada de las unidades polares hacia la superficie de sujeción, de tal manera que se genera un polo o un “falso polo” que tiene una polaridad opuesta a la de dicha unidad polar determinada, cualesquiera que sean las dimensiones y/o la disposición de las piezas a sujetar, que es tal que impide el cortocircuito o el contacto con dos unidades polares adyacentes de polaridad opuesta. Por lo demás, dicho elemento polar intermedio actúa como un elemento totalmente neutral, que es magnéticamente inactivo hacia la superficie de sujeción de la pieza y contribuye simplemente a soportar las piezas a sujetar. Esta doble función del elemento polar intermedio, que de hecho causa una variación de la separación polar, se produce automáticamente en relación con las diferentes longitudes o dimensiones de las piezas metálicas a sujetar.

Este documento se refiere, por consiguiente, a un aparato de imán permanente que es desactivado mediante una desmagnetización completa, comprendiendo dicho aparato una placa base y paredes periféricas que definen conjuntamente una armadura ferromagnética en el interior de la cual están dispuestas cuatro unidades polares con polaridades norte/sur/norte/sur alternadas. Cada unidad polar está compuesta sustancialmente de un elemento ferromagnético o pieza polar principal, una cara de la cual termina coincidiendo con la superficie de sujeción, y un núcleo de material magnético rodeado por una bobina eléctrica, los cuales están dispuestos coaxialmente con respecto al núcleo magnético que está en contacto entre el elemento ferromagnético superior y la placa base.

Dicho aparato ya conocido tiene todavía los inconvenientes mencionados anteriormente, dado que no impide de manera efectiva la dispersión lateral del campo magnético que produce el efecto de repulsión en los tubos polarizados, dado que las paredes periféricas forman una armadura única con la placa base y no están aisladas magnéticamente de los núcleos magnéticos, de tal modo que todos los tubos están polarizados con el mismo signo y tiene una superficie activa pequeña correspondiente a la superficie exterior de las piezas polares principales o de algunas de las piezas polares y un elemento polar intermedio cuando la carga es más corta que el aparato de sujeción.

Por consiguiente, el objetivo de la presente invención es dar a conocer un electroimán que supera los inconvenientes antes mencionados. Este objetivo se alcanza por medio de un electroimán formado, por lo menos, por dos electroimanes en forma de E alineados y dotados de paneles laterales aislados magnéticamente de los núcleos y conectados magnéticamente a las zapatas polares de los polos, siendo estos paneles suficientemente gruesos para cortocircuitar el flujo lateral del campo magnético impidiendo... [Seguir leyendo]

1. Electroimán (1) , que comprende por lo menos dos solenoides (4) , estando devanado cada uno de ellos sobre el núcleo (3) correspondiente de una armadura polar, paneles laterales (10) y deflectores inferiores (5) para la 5 protección de dichos solenoides (4) , así como unas primeras zapatas polares (6) en dichos núcleos (3) y unas segundas zapatas polares (7) en los polos (8) , caracterizado porque dicha armadura polar tiene una forma que se corresponde, por lo menos, con la de dos armaduras alineadas en forma de E, por lo menos, con dos núcleos (3) y tres polos (8) , y porque dichos paneles laterales (10) están fabricados de material ferromagnético y conectan magnéticamente los polos (8) que están magnéticamente aislados de los núcleos (3) , estando dimensionado el

grosor de los paneles laterales (10) de tal modo que son adecuados para cortocircuitar la totalidad del flujo lateral del campo magnético y conducirlo hacia dichas segundas zapatas polares (7) de los polos (8) .

2. Electroimán (1) , según la reivindicación 1, caracterizado porque los solenoides (4) están alojados en rebajes adecuados, encerrados en resinas aislantes y fabricados con tiras de alambre de cobre. 15

3. Electroimán (1) , según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los deflectores inferiores (5) son deflectores anulares que se extienden entre los paneles laterales (10) y los núcleos (3) .

4. Aparato, para desplazar elementos tubulares de material ferromagnético, caracterizado porque incluye uno o 20 varios electroimanes (1) , según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.