Оцінювання геометричних параметрів полюсної системи матриці електромагнітного сепаратора

Abstract

Мета роботи – вибір співвідношень геометричних розмірів системи полюсів матриці поліградієнтного електромагнітного сепаратора для підвищення продуктивності при збереженні надійності вилучення феромагнітних домішок з сипкого матеріалу. Для розв’язання динамічної задачі щодо руху феромагнітного тіла в робочому проміжку полюсної системи матриці поліградієнтного сепаратора під впливом зовнішнього магнітного поля використані відомі методи розв’язання лінійних неоднорідних диференційних рівнянь. Для підтвердження достовірності отриманих результатів задіяний метод експериментальних досліджень. Здійснено постановку динамічної задачі про рух феромагнітного тіла в робочому проміжку пластинчастої полюсної системи матриці поліградієнтного сепаратора. Отримано параметричне рівняння траєкторії вилучення феромагнітного тіла та розрахункове співвідношення, що пов’язує між собою основні геометричні розміри системи полюсів матриці. Результати розрахунків підтверджено експериментальним шляхом та практикою експлуатації відомих магнітносепаруючих пристроїв. Набув подальшого розвитку математичний опис робочого процесу поліградієнтного електромагнітного сепаратора з пластинчастою матрицею, що дозволило отримати аналітичний вираз, який враховує основні геометричні розміри робочого простору матриці сепаратора. Врахування отриманої аналітичної залежності між довжиною зони сепарації та повітряним проміжком, який характеризує товщину шару сепарованого матеріалу, через яку необхідно пройти феромагнітному тілу в процесі сепарації, дозволить забезпечити необхідну чистоту та продуктивність сепарації.

Цель работы – выбор соотношений геометрических размеров системы полюсов матрицы электромагнитного полиградиентного сепаратора для повышения производительности при сохранении надежности извлечения ферромагнитных примесей из сыпучего материала. Для решения динамической задачи движения ферромагнитного тела в рабочем промежутке полюсной системы матрицы полиградиентного сепаратора под влиянием внешнего магнитного поля использованы известные методы решения линейных неоднородных дифференциальных уравнений. Для подтверждения достоверности полученных результатов задействован метод экспериментальных исследований. Осуществлена постановка динамической задачи движения ферромагнитного тела в рабочем промежутке пластинчатой полюсной системы матрицы полиградиентного сепаратора. Получено параметрическое уравнение траектории извлечения ферромагнитного тела и расчетное соотношение, связывающее между собой основные геометрические размеры системы полюсов матрицы. Результаты расчетов подтверждены экспериментальным путем и практикой эксплуатации известных магнитосепарирующих устройств. Получило дальнейшее развитие математическое описание рабочего процесса полиградиентного электромагнитного сепаратора с пластинчатой матрицей, что позволило получить аналитическое выражение, учитывающее основные геометрические размеры рабочего пространства матрицы сепаратора. Учет полученной аналитической зависимости между длиной зоны сепарации и воздушным промежутком, характеризующим толщину слоя сепарированного материала, через которую должно пройти ферромагнитное тело в процессе сепарации, позволит обеспечить необходимую чистоту и продуктивность сепарации.

The choice of the geometric dimensions ratios of system of matrix poles of electromagnetic polygradient separator to increase productivity with maintaining the reliability of extracting of ferromagnetic impurities from bulk material. To solve the dynamic problem of motion of a ferromagnetic body in the working gap of pole system of matrix of polygradient separator under the influence of an external magnetic field the known methods of solving linear inhomogeneous differential equations are used. To confirm the reliability of obtained results the method of experimental research is used. The formulation of dynamic problem of movement of ferromagnetic body in the working gap of plate pole system of matrix of polygradient separator is carried out. Parametric equation for the trajectory of ferromagnetic body removal and a calculated relation connecting the main geometric dimensions of the system of matrix poles are obtained. The calculation results are confirmed experimentally and by operating practice of known magnetic separating devices. The mathematical description of working process of a polygradient electromagnetic separator with a plate matrix was further developed, which made it possible to obtain an analytical expression that takes into account the main geometric dimensions of the working space of matrix of separator. Accounting of obtained analytical dependences between the length of separation zone and air gap, which characterizes the thickness of the separated material layer through which the ferromagnetic body must pass during the separation process, will ensure the necessary purity and productivity of separation.