Обоснование конструктивно-режимных параметров пневмосепарирующего устройства молотковой дробилки для измельчения зерна

Цель исследования - повышение эффективности очистки зерна, поступающего в молотковую дробилку от минеральных и металломагнитных примесей за счет организации движения зернового потока по винтовому рабочему органу пневмосепарирующего устройства. Объект исследования - процесс очистки зерна от минеральных и металломагнитных примесей перед измельчением в молотковой дробилке с пневматической подачей зерна. Предмет исследования - закономерности влияния конструктивно-режимных параметров пневмосепарирующего устройства с винтовым рабочим органом на процесс очистки зерна от минеральных и металломагнитных примесей зерна с пневматической подачей на измельчение. Разработана принципиальная схема пневмосепарирующего устройства с винтовым рабочим органом для молотковой дробилки с пневматической подачей зерна. Разработана математическая модель процесса очистки зерна от примесей в пневмосепарирующем устройстве с винтовым рабочим органом. Обоснованы рациональные конструктивно – режимные параметры пневмосепарирующего устройства с винтовым рабочим органом для молотковой дробилки с пневматической подачей зерна. Проведены производственные испытания пневмосепарирующего устройства с винтовым рабочим органом и оценена экономическая эффективность результатов исследования. Новизна технических решений подтверждена патентом РФ. Обоснованные рациональные конструктивно-режимные параметры работы пневмосепарирующего устройства с винтовым рабочим органом обеспечивают эффективность очистки зернового потока от минеральных и металломагнитных примесей, поступающего в молотковую дробилку с пневматической подачей зерна, что позволяет повысить расчетный эксплуатационный ресурс молотков. Установлено, что одним из основных методов повышения эффективности очистки зерна перед измельчением в дробилке с пневматической подачей зерна является использование технологии пневматической очистки зерна в криволинейном потоке. Разработана схема пневмосепаратора с винтовым рабочим органом для молотковой дробилки с пневматической подачей зерна, встроенного на крышке дробилки отличающаяся тем, что повышение эффективности очистки зерна от минеральных и металломагнитных примесей достигается путем предварительного расслоения зернового потока и продолжительного контакта с магнитами при движении по винтовой поверхности. Разработана математическая модель для описания движения зерновых частиц в криволинейном и вертикальном сепарирующих каналах. Построены траектории движения зерна, минеральной и металломагнитной примеси. Результаты показали, что, при возникновения дополнительной центробежной силы, за счет установки винтового рабочего органа, скорость движения зерна увеличилась на 16%, а минеральных примесей на 7%. Установлено, что количество выделенных металломагнитных примесей при установке винтового рабочего органа в сепаратор повысилось до 98%. Производительность сепаратора снизилась на 3,95% и удельный расход энергии дробилки увеличился на 5%. Определено, что при проведении полнофакторного эксперимента с использованием 3 выбранных винтовых рабочих органов наилучший результат показал образец с 4 витками. Определены рациональные конструктивно-режимные параметры сепаратора: шаг витков винтового рабочего органа t=53 мм, высота осадительной камеры H=44 мм и подачу продукта q=2808 кг/ч, обеспечивающие количество выделенных минеральных и металломагнитных примесей до 98%. Производственные испытания пневмосепаратора с винтовым рабочим органом показали, что производительность составила 810 кг/ч и эффективность очистки зерна от примесей до 98%. Оценка экономической эффективности экспериментального образца сепаратора в сравнении с базовым сепаратором повысила расчетный эксплуатационный ресурс рабочих органов дробилки в 2,3 раза. Расчетный годовой экономический эффект составил 12148 рублей и срок окупаемости 0,4 года.