CC BY
14
ла координат точки О или в 64-7=57 мм от оси симметрии, т.е. точки С. Следовательно, частица находится в левой части от плоскости АА' и концентраторы задержат металлическую частицу.
Рассмотрим еще два примера. а) частица находится на оси сепаратора в центре его, т.е. на расстоянии Ц =0,2 м. В этом случае время свободного падения составит:
ta =
2 • h1
g
2 • 0,2 9,8
= 0,2с
Найдем местонахождение частицы от оси симметрии до концентраторов:
X = 0,065 ■ в'23,3'а + 0,007 = 0,065 ■ е ~23'302 +
+ 0,007 = 0,0006 + 0,007 = 0,0076 м = 7, 6мм .
Следовательно, от оси симметрии частица будет находиться на расстоянии
64-Х =64-7,6=56,4 мм.
а ' '
Частица будет находиться в зоне левее плоскости АА' и будет задержана концентраторами.
б) частица находится на оси симметрии сепаратора на расстоянии =0,14 м от нижней части сепаратора.
В этом случае время свободного падения частицы составит:
t.
2 • h2
g
2 • 0,14 9,8
= 0,17с
Найдем местонахождение частицы от оси симметрии до концентраторов:
X, = 0,065 ■ е ~23'31' + 0,007 = 0,065 ■ е ~23'3017 +
+ 0,007 = 0,0012 + 0,007 = 0,0082 м = 8,2мм .
Следовательно, от оси симметрии частица будет находиться на расстоянии 64-Хв =64-8,2=55,8 мм.
Следовательно, частица будет находиться в зоне левее плоскости АА' и будет задержана концентраторами.
Приведенные расчеты показывают, что электромагнитный сепаратор УСС-5М будет надежно задерживать металлические частицы, находящиеся в рабочей смеси.
Список литературы
1. Зуев В. С., Чарыков В.И. Электромагнитные сепараторы: теория,
конструкция. - Курган: Зауралье, 2002. - 178с.
2. Чарыков В.И. Распределение магнитной индукции в межполюсном
зазоре сепаратора //Вестник ЧГАУ. - Челябинск, 2003. - Т. 39. - С. 81.
УДК 631.362
B.И. Чарыков, Г.М. Жумашов Курганская государственная
сельскохозяйственная академия им. Т.С. Мальцева
C.А. Федько
Кетовский район электрических сетей
ПОДХОД К СИНТЕЗУ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ СЕПАРАТОРОВ
Аннотация
В статье дается порядок синтеза конструкции электромагнитного сепаратора для очистки от металлических включений составляющих электротехнического фарфора. Расчет сепаратора предлагается осуществлять по специально разработанной программе.
Ключевые слова: синтез, электромагнитный сепаратор, расчет, конструкция.
V.I. Charykov, G.M. Zhumashov
Kurgan State Agriculture Academy by Т.S. Maltsev
S.A. Fedko
Ketovo Electric Networks District
THE APPROACH TO SYNTHESIS OF ELECTROMAGNETIC SEPARATORS
Annotation
In article the order of synthesis of design of electromagnetic separator for eyes-stki from metal inclusions of components of electrotechnical porcelain is given. Calculation separatora is offered to be carried out under specially developed program.
Keywords: synthesis, electromagnetic separator, calculation, design.
В электромагнитных сепараторах энергия магнитного поля концентрируется в подавляющей мере в рабочей зоне концентраторов, поэтому выбор объема рабочей зоны и расчет параметров концентраторов при синтезе -проектировании электромагнитных сепараторов - имеют основное значение.
Синтез электромагнитного сепаратора удобно начинать с расчета магниитопровода, а затем проектировать магнитную систему. Проектирование неотделимо от конструирования и технологии изготовления электромагнитных сепараторов.
Проведенный анализ [1] показал, что существует жесткая логическая связь между конструкцией, функциональным назначением и энергетикой структурных элементов сепаратора. Использование этой закономерности является основой синтеза физических моделей сепараторов.
Проектирование электромагнитных сепараторов начинают с выбора электромагнитной нагрузки - индукции в рабочей зоне. Индукция в рабочей зоне выбирается таким образом, чтобы на концентраторах она была в пределах 250 - 300 мТл. Для выполнения дальнейшего синтеза конструкции электромагнитного сепаратора необходимо задаться некоторыми параметрами и безразмерными коэффициентами, а именно:
- предполагается нормальное компаундированное исполнение катушки с изоляцией класса В. Допустимое превышение температуры [2]
Q = 85°C.
g
При нормированной температуре окружающей среды Оос = 35°С, допустимая ее равна:
Q = 85 + 35 = 120°С
g
- в соответствии с выбранными знаниями Qg и Qgni находим:
а) коэффициент теплоотдачи с наружной поверхности катушки
H = h5 = 9,3 • 10-4 (1 + 0,0059 • Qg) = 9,3 • 10-4 (1 + 0,0059 • 85) =13,96 • 10-4 Вт/град ■ см2=13,96 Вт/град ■ м2;
б) удельное сопротивление нагретой катушки [2]:
r = г120С = 2,44 • 10-2 Ом ■ мм2/м;
в) учитывая исполнение намотки катушки, по [2] принимаем a = 1,7.
- значение безразмерных коэффициентов принимаем [2]:
n = 0,9; т = 1,6; р = 4,2; m = р ■ n = 4,2 • 0,9 = 3,7
f = 0,55 (провод ПЭВ - 2); f = 0,6 (провод ПЭТВ);
Z = 0,85;
- предварительный учет потерь общей м.д.с. в стали магнитопровода определяется коэффициентом ф = 0,8 [2].
Дальнейший расчет магнитопровода производился по разработанной программе Programm. exe, которая является приложением для операционной системы Microsoft Windows. Программа написана на языке Visual Basic. Эта программа является одновременно и демонстрационной и тестовой. Разработанная программа содержит шесть диалоговых окон (рис.2), из которых первое является титульным, все остальные - расчетными. Имена файлов, иллюстрирующих работу приложения, содержат две цифры. Первая цифра указывает номер диалогового окна, вторая - вариант реализации. Например:
1) List 2-1. втр. - второе диалоговое окно находится в состоянии запроса данных;
2) List 2-2. втр. - во втором диалоговом окне выведены результаты, расчета для данного этапа реализации алгоритма.
3) List 2-3. втр. - сверху второго окна выродится диагностическое сообщение, если не заполнено, хотя бы одно из полей входа;
На рис.1 представлен эскиз расчитанного магнитопровода.
А
dn
i ■ '
конечных продуктов сепарации; возможность осмотра основных сборочных единиц и деталей во время остановки сепаратора и прямого или косвенного наблюдения за работой; возможность замены быстроизнашивающихся сборочных единиц на месте установки сепаратора; защиту катушек электромагнита от попадания продуктов сепарации; защиту подшипников электропривода от проникновения в них воды и масла.
Рис. 1 .Проектный эскиз магнитопровода
Конструкция сепаратора (рис. 3) должна предусматривать: техническое устройство для очистки металлических частиц; возможность выемки концентраторов магнитного поля, доступ к внутренним частям сепаратора; возможность подключения к системе автоматического или дистанционного управления; возможность отбора проб
Рис. 2. Диалоговое окно
4) List 2-3. втр. - сверху второго окна выводится диагностическое сообщение, если введенные значения являются неверными или не обеспечивают оптимальность расчета по рекомендациям разработчика.
Электрическая прочность изоляции обмоток электромагнитной системы относительно корпуса сепаратора должна выдерживать без повреждения в течение 1 мин. испытательное напряжение 1000В плюс двукратное номинальное напряжение, но не менее 1500В частотой 50 Гц.
Сопротивление изоляции обмоток электромагнитной системы сепараторов относительно корпуса при рабочей температуре должно быть не менее значения, предусматриваемого для электрических машин ГОСТ 183-74.
Все крепежные изделия сепараторов должны иметь защитное покрытие.
Устройство для сепарации жидких систем УМС-2М (рис.3) предназначено для удаления металлических включений из фарфоровых и керамических суспензий, шликеров и отработанных масел.
Электромагнитный сепаратор состоит из электромагнита, включающего нижний 1 и верхний 2 полюсы, сердечник 3, замыкающий магнитопровод 4, катушки намагничивания 5 и полиградиентную среду, содержащую рамку 6 и спирали 7 и 8. Электромагнитный сепаратор смонтирован на станине 9, при этом угол наклона нижне-
72
ВЕСТНИК КГУ, 2010. №1
го полюса относительно уровня пола может регулироваться с помощью винтовой пары 10 , а высота станины изменяется за счет выдвижения опорных ног 11, фиксируемых в заданном положении стопорными пальцами 12. Для передвижения установки станина снабжена поворотными опорными роликами 13.
15 18 17 2 20 4 8 3 5 14 7
Суспензия
Рис. 3. Электромагнитный сепаратор УМС-2М
Сепарируемая жидкость подается в приемное устройство 14, протекая по наклонному желобу, образованному нижним и верхним полюсным наконечниками, попадает в направляющую трубу 15 и стекает в ванну 16. Для предотвращения попадания ржавчины в сепарируемую жидкость верхние и нижние полюсы имеют антикоррозийное покрытие 17. Крепление установки УМС - 2М к ванне 16 осуществляется винтовым прижимом 18, для чего на корпусе ванны необходимо приварить (укрепить) специальный кронштейн 19. Для защиты катушек 5 от механических повреждений и попадания влаги предусмотрен кожух 20.
Работа установки осуществляется следующим образом. На катушки намагничивания подается через выпрямитель постоянное напряжение и = 198 В. Между верхним и нижним полюсами возникает мощное неоднородное магнитное поле. Концентраторами магнитного поля в рабочей зоне сепаратора являются детали рамки 6 и пружины 7. При прохождении сепарируемой жидкости по желобу между полюсами магнитной системы ферромагнитные частицы притягиваются к концентраторам магнитной индукции. Очищенная жидкость поступает в ванну 16. По окончании работы или во время технологических перерывов производится очистка установки от налипших магнитных примесей, для чего рамка 6 с пружинами 7 извлекается из межполюсного пространства и промывается. Приемное устройство, межполюсное пространство и направляющая труба промываются на месте работы установки или после передвижения её в установленное для этого место.
Технические характеристики
1. Производительность, л/ч 1000
2. Мощность магнитной системы, кВт 0,6
3. Напряжение переменного тока, подаваемое
на выпрямительное устройство, В 220
4. Напряжение постоянного тока, подаваемое
на катушки намагничивания, В 198
5. Магнитная индукция на концентраторах,мТл 200-300
6. Периодичность очистки, ч 2,0
7. Угол наклона магнитной системы, град. 15-30
8. Габаритные размеры, мм
длина 1212
ширина 584
высота 1400
9. Масса, кг 342
Список литературы
1. Папин Б.Д. Анализ существующих и синтез (изобретение) новых
способов сепарации зерна и семян. Волгоград, ВГСХА, 2002.- 36с.
2. Любчик М.А. Расчет и проектирование электромагнитов постоянного
и переменного тока. - М - Л.: Госэнергоиздат, 1959. - 224 с.
УДК 621.3(075.8) А.Х. Газиев
Курганская государственная
сельскохозяйственная академия им. Т.С. Мальцева
К ВОПРОСУ АНАЛИЗА ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА В ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ
Аннотация
Дается сравнительный анализ переходного процесса в линейной электрической цепи с двумя накопителями энергии.
Ключевые слова: анализ, параметр, структурная схема, метод расчета.
A.K. Gaziev
Kurgan State Agriculture Academy by Т.S. Maltsev
TO THE QUESTION OF THE CONNECTING PROCESS ANALYSIS IN LINEAR ELECTRIC CIRCUITS
Annotation
There is a connecting process analysis in linear electric circuit with two drives to energy.
Key words: апа^Б, parameter, structured scheme, method of the calculation.
Анализ переходных режимов цепей позволяет установить закон изменения входной величины в момент её прохождения по участкам рассматриваемой цепи одной или цепей нескольких физических природ. Определить, как деформируется по амплитуде, форме или фазе эта величина. Позволяет выявить опасные перенапряжения на отдельных участках цепей разной физической природы и их продолжительность. Однако применение аппарата параметрических структурных схем (ПСС) для анализа цепей [1,2] будет неполным, если данный аппарат невозможно применять для расчета переходных процессов.
Задачей сравнительного анализа является показать, что метод расчета по ПСС соответствует операторному методу для линейных электрических цепей с сосредоточенными параметрами и даже несколько проще его.
