Обґрунтування електротехнологічних параметрів магнітного вилучення продуктів зносу робочих органів обладнання із потоків дробленого зерна : автореферат дис. канд.техн. наук

Abstract

UKR : Представлена дисертаційна робота розкриває нове вирішення задачі підви щення ефективності вилучення феромагнітних часток з дробленого зерна та борош на на базі обґрунтованої теорії і практики взаємодії феромагнетиків з високоградієн тним магнітним полем шляхом використання концентраторів магнітного поля. Проведений аналіз показав, що існуючі пристрої і системи для витягу магні тних часток із подрібненого зерна і борошна малоефективні і не допускають вклю чення їх у загальну схему автоматизації ліній переробки. Основним результатом теоретичних досліджень є визначення динамічних характеристик переміщення магнітної частки в робочій зоні електромагнітних сепа раторів, з концентраторами і без них, сформульовано математичну модель у вигляді системи диференціальних рівнянь, що зв'язує параметри тіл, середовища і магнітно го поля, розроблено й експериментально досліджено нові елементи і конструкції електромагнітних сепараторів. Проведено експериментальну перевірку основних теоретичних положень. Економічна оцінка проведених досліджень (30 тис.грн./рік) свідчить про до цільність впровадження у виробництво розроблених електромагнітних систем витя гу магнітних часток із дробленого зерна і борошна. RU : В диссертации приведены теоретические обобщения и новое решение задачи эффективного извлечения ферромагнитных частиц за счет создания новой кон струкции электромагнитного сепаратора на базе математической модели взаимодей ствия ферромагнетиков с магнитным полем, который обеспечивает повышение ка чества дробленого зерна и муки без применения дополнительных технико энергетических затрат. В процессе переработки зерновых рабочие органы оборудования подверже ны износу – в частности истиранию, откалыванию. Так как основным материалом, применяемым для их изготовления служат сталь и чугун, то в результате износа в готовую продукцию попадают мельчайшие частицы металлов (ферромагнетиков), масса которых для всех зерновых круп, а так же муки регламентируется ГОСТами и составляет 3 мг/кг. Несоблюдение этих требований влечет за собой отбраковку про дукции и как следствие – её фактическое удешевление за счет использования в ком бикормах. В настоящее время, бóльшая часть технологических линий укомплекто ваны магнитными сепараторами, снабженными постоянными или электромагнита ми, которые, как показала практика, работают неэффективно – требуют дополни тельного внимания в процессе очистки улавливающих поверхностей, не позволяют включать в общую систему автоматизированного управления технологических ли ний, а так же конструктивно несовершенны. Поэтому, совершенствование существующих и разработка новых электро магнитных сепараторов для извлечения ферромагнитных частиц из продуктов дроб ления зерновых материалов, в частности муки, является актуальной задачей. Основным результатом теоретических исследований является определение динамических характеристик перемещения магнитной частицы в рабочей зоне элек тромагнитного сепаратора, снабженного концентраторами и без них в результате че го сформулирована математическая модель в виде системы дифференциальных уравнений, связывающая параметры частиц, среды и магнитного поля. Предложен принцип равномерного распределения магнитного поля по всей рабочей зоне элек тромагнитного сепаратора за счет применения концентраторов поля, а так же полу чена зависимость расстояния ферромагнитной частицы до концентратора от силы тока в обмотке сепаратора, позволяющая оптимизировать конструктивные парамет ры компоновки концентраторов в сепараторах. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработан и проверен электромагнитный сепаратор, снабженный концентраторами магнитного поля, а так же разработана методика расчета его основных электротехнологических параметров. Установлено, что эффективность извлечения ферромагнитных частиц в 99% при минимальных энергозатратах 0,4 кВт достигается за счет разработки новой конструкция электромагнитного сепаратора, содержащая: ферромагнитные спирали диаметром 2,5 мм в количестве 6 шт, установленные с шагом 11,2 мм, с числом вит ков 33 шт. Экспериментально решен вопрос повторного уноса ферромагнитных ча стиц с поверхности концентратора: удержение частиц возможно при силе тока в об мотке электромагнита сепаратора в 8 раз ниже номинальной при скорости потока пневмотранспорта 20 м/с. Результаты исследований были использованы в сельском (фермерском) хо зяйстве „Котон” Волчанского района Харьковской области, а так же переданы в ви де конструкторской документации фермерскому хозяйству „Товстоган В.О.” Вол чанского района Харьковской области. Экономическая оценка проведенных исследований (30 тыс.грн./год) свиде тельствует в целесообразности внедрения в производство разработанных электро магнитных систем извлечения ферромагнитных частиц из дробленого зерна и муки. ENG : The presented dissertation work exposes the new decision of task of increase of ef ficiency of extraction of ferromagnetic particles from the shredded corn and flour on the base of the grounded theory and practice of co-operation of ferromagnetic with the high gradient magnetic field by application of reflector-absorbers of the magnetic field. The thesis is devoted to development of devices of extract of magnetic particles from grains and flours, and as methods of their simulation and calculation. The carried out analysis has shown, that existing devices and systems for extract of magnetic particles from grains and flours are ineffective and do not suppose their insert in a general arrangement of automation of lines of processing. The basic effect of theoretical researches is determining dynamic responses of mi gration of a magnetic particle in a working area of electromagnetic separators, with con centrators and without them, the mathematical model as system of the differential equa tions, linking parameters of bodies, environments and a magnetic field is formulated, de signed and experimentally new devices and constructions of electromagnetic separators are researched. Experimental verification of the basic theoretical positions is carried out. The economic estimation of the carried out researches (30000 grn/year) testifies to expediency of an intrusion in manufacturing designed electromagnetic systems of extract of magnetic particles from grains and flours.