Bài giảng Máy và thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng - Chương 3, Phần 2: Các máy và thiết bị phân loại - Bùi Đức Vinh

1•Hình 3.11b Thiết bị phân ly không khí loại kín GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004 Máy và thiết bị sản xuất VLXD Chương 3: Máy và thiết bị phân loại Chương 3: CÁC MÁY VÀ THIẾT BỊ PHÂN LOẠI (tiếp theo) • Sàng thùng quay • Thiết bị phân loại hạt 2GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004 Máy và thiết bị sản xuất VLXD Chương 3: Máy và thiết bị phân loại II.3 Sàng thùng quay II.3.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Cấu tạo 4 3 2 2 6 5 Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý máy sàng thùng quay thùng quay (1) các con lăn (2). động cơ (3) giảm tốc (4), bánh khía (5). phễu nạp liệu (6). 3Nguyên lý hoạt động: Khi sàng thùng quay làm việc, dưới tác dụng của lực ma sát và lực ly tâm, vật liệu được nâng lên đến một độ cao nào đó, đến khi trọng lực của vật liệu thắng lực ma sát vật liệu bị trượt xuống; đồng thời do sàng được đặt nghiêng (độ dốc 7o), vật liệu được chuyển dịch dọc theo sàng.Trong quá trình trượt và chuyển dịch như vậy vật liệu bị phân loại lọt qua các lưới sàng có kích thước lỗ tương ứng với kích thước của vật liệu yêu cầu. Sàng thùng quay thường được dùng để phân loại vật liệu khô trong công nghiệp VLXD như dùng để rửa hoặc phân loại sa mốt, cát, sỏi, đá dăm,v.v... Ưu điểm Cơ bản của loại sàng thùng quay là quay chậm đều, không rung động trong khi làm việc, nên có thể đặt sàng ở trên tầng cao của nhà, hoặc trên các thiết bị di chuyển. 4Khi sàng vật liệu khô bụi nhiều, bề mặt làm việc của sàng nhỏ (1220% tổng diện tích của sàng), đồng thời khi sàng làm việc vật liệu bị đảo lộn kém, do đó hiệu suất thấp. GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004 Máy và thiết bị sản xuất VLXD Chương 3: Máy và thiết bị phân loại  Khuyết điểm: II.3.2 Xác định số vòng quay hợp lý của sàng thùng quay G Gsin Gcos Pu Fu  = B Hình 3.8 Sơ đồ xác định sô vòng quay hợp lý của sàng thùng quay A 5GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004 Máy và thiết bị sản xuất VLXD Chương 3: Máy và thiết bị phân loại Khi sàng không chuyển động cục vật liệu nằm ở vị trí A. Điểm A được xác định bằng góc =  Trong đó:  - góc ma sát giữa vật liệu với bề mặt lưới sàng, lực ma sát lúc này bằng  F Gf cos Khi sàng quay cục vật liệu chịu 1 lực quán tính ly tâm 2 2 u mv Gv P R gR   Trong đó: v - tốc độ quay của sàng[m/sec] R - bán kính thùng quay[m] G - trọng lượng của vật liệu [KG] (3.29) 6GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004 Máy và thiết bị sản xuất VLXD Chương 3: Máy và thiết bị phân loại 2 u u Gv F = fP f R  Lực ly tâm quán tính Pu gây nên lực ma sát Như vậy, khi sàng quay, tổng lực ma sát giữa vật liệu và bề mặt lưới sàng tăng lên: (3.31) 2 ms u Gv F F F fGcos + f R     (3.32) Do lực ma sát tổng này cục vật liệu được nâng lên đến điểm B. Đến khi đó trọng lực G của cục vật liệu thắng lực ma sát, cục vật liệu trượt xuống, khi đó: 2fGv Gsin fGcos gR     (3.33) Thay f tg sin cos      giải phương trình trên ta có : 7GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004 Máy và thiết bị sản xuất VLXD Chương 3: Máy và thiết bị phân loại 2 2 2 2 2v n R n R Sin( - ) sin sin sin gR 900.gR 900          (3.34) n 30 sin( - ) R sin    (3.35) Khi sàng làm việc bình thường, góc  = 40  45o. Vì sàng có lỗ nên hệ số ma sát f tăng, f = 0,7   oarctgf arctg 0,7 35    (3.36) Thay  và  vào công thức trên ta có: o o o sin (40 - 35 ) n 30 R sin35  n 10 R 15 R   [v/ph] (3.37) (3.38) Thường tốc độ quay của thùng quay v = 0,71,0 [m/sec] 8GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004 Máy và thiết bị sản xuất VLXD Chương 3: Máy và thiết bị phân loại III. PHƯƠNG PHÁP PHÂN LY KHÔNG KHÍ Việc phân loại những vật liệu khô ở dạng bột mịn có kích thước nhỏ hơn 80m, dùng sàng hoàn toàn không có lợi về mặt kinh tế, bởi vì dùng sàng năng suất sẽ rất thấp. Để phân loại những vật liệu khô ở dạng bột mịn thích hợp nhất là được phân loại bằng phương pháp phân ly không khí. Việc sử dụng thiết bị phân ly không khí được ứng dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất VLXD để phân loại những vật liệu khô được nghiền mịn theo chu trình kín (nghiền xi măng) hoặc sấy nghiền liên hợp theo chu kín (sấy nghiền hỗn hợp phối liệu, sấy nghiền than...). Với phương pháp này không khí hay khí nóng đi qua thiết bị phân ly không khí vừa có tác dụng sấy nóng vật liệu, lại vừa có tác dụng phân ly vật liệu, tách những hạt vật liệu có kích thước lớn quay về máy nghiền để nghiền lại, do đó hiệu quả đập nghiền tăng rất cao. 9III.1. Thiết bị phân ly không khí loại đi qua GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004 Máy và thiết bị sản xuất VLXD Chương 3: Máy và thiết bị phân loại Thiết bị phân ly không khí được chia làm 3 loại chính: - Thiết bị phân ly không khí loại đi qua - Thiết bị phân ly không khí loại cánh quay - Thiết bị phân ly không khí loại kín.  Cấu tạo và nguyên tắc làm việc: Hỗn hợp không khí và vật liệu theo ống (1), với tốc độ 1820 m/sec ( đối với hạt có d = 5mm) được thổi vào khoảng không gian giữa nón ngoài (2) và nón trong (3). Do tiết diện mở rộng nên tốc độ của dòng khí giảm xuống 46m/sec. Những hạt có kích thước lớn, do giảm động năng, dưới tác dụng của trọng lực rơi xuống đáy nón ngoài theo ống tháo 4 quay trở lại máy nghiền (phân ly lần thứ nhất). 10 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004 Máy và thiết bị sản xuất VLXD Chương 3: Máy và thiết bị phân loại 7 5 1 2 3 76 Hình 3. 9 Sơ đồ nguyên lý thiết bị phân ly không khí loại đi qua 4 11 12 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004 Máy và thiết bị sản xuất VLXD Chương 3: Máy và thiết bị phân loại Hỗn hợp không khí và vật liệu có tốc độ giới hạn nhỏ hơn tốc độ của dòng khí tiếp tục đi vào nón trong (3) theo phương tiếp tuyến với thành nón nhờ những cánh định hướng (5). Do chuyển động xoáy hỗn hợp không khí và vật liệu xuất hiện lực ly tâm quán tính. Dưới tác dụng của lực ly tâm quán tính, những hạt có kích thước tương đối lớn lại rơi xuống theo thành nón 3 theo ống dẫn 4 trở lại máy nghiền ( phân ly lần thứ hai) Hỗn hợp không khí và vật liệu mịn còn lại tiếp tục đi lên qua ống 6 ra khỏi thiết bị phân ly đi vào thiết bị lắng (cyclon) thu hồi đưa đi sử dụng. Có thể điều chỉnh quá trình làm việc của thiết bị phân ly hay độ mịn của sản phẩm (3) theo hai cách sau: 13 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004 Máy và thiết bị sản xuất VLXD Chương 3: Máy và thiết bị phân loại •Thay đổi tốc độ dòng khí: giảm tốc độ dòng khí đến 1 giới hạn nào đó, sẽ tăng độ mịn của sản phẩm, nhưng năng suất giảm và ngược lại. •Thay đổi góc nghiêng của bảng định hướng 5: nếu bảng định hướng hướng vào tâm, làm giảm dòng xoáy, kéo theo lực ly tâm quán tính giảm, do đó độ mịn của sản phẩm cũng giảm. Góc định hướng được điều chỉnh nhờ vòng quay (7). •Thiết bị phân ly không khí loại đi qua có thể phân ly vật liệu có kích thước hạt tương ứng với lượng còn lại trên sàng No009 từ 1012%. Năng suất đạt 78 T/h, tùy thuộc vào kích thước của thiết bị. 14 Sơ đồ sử dụng máy phân loại hạt trong dây chuyền công nghệ 15 16 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004 Máy và thiết bị sản xuất VLXD Chương 3: Máy và thiết bị phân loại III.2 Thiết bị phân ly không loại cánh quay. Cấu tạo và nguyên tắc làm việc: 2 4 7 5 1 6 8 Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý thiết bị phân ly không khí loại cánh quay 17 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004 Máy và thiết bị sản xuất VLXD Chương 3: Máy và thiết bị phân loại Thiết bị gồm các cánh hướng tâm (1) quay nhanh.Hỗn hợp không khí và vật liệu được thổi vào ống (2), đi lên nón (3). Do tiết diện mở rộng, nên tốc độ dòng khí giảm nhiều. Những hạt vật liệu có kích thước lớn, giảm động năng, dưới tác dụng của trọng lực, tách khỏi dòng khí rơi xuống đáy nón theo ống (4) trở lại máy nghiền. Hỗn hợp không khí và vật liệu tiếp tục đi lên các cánh quay (1). Nhờ các cánh quay nhanh, tạo nên dòng xoáy. Các hạt có kích thước tương đối lớn dưới tác dụng của lực ly tâm quán tính bị văng ra đập vào đĩa (5), mất động năng rơi theo thành trong của nón (3), theo ống dẫn (4) trở lại máy nghiền. Hỗn hợp không khí và vật liệu mịn tiếp tục đi lên theo ống dẫn (6) ra khỏi thiết bị phân ly không khí đi và các thiết bị lắng thu hồi. Thiết bị phân ly không khí loại cánh quay có thể phân loại những hạt vật liệu có kích thước tương đối lớn ( 100m), nhưng cũng có thể phân loại được những hạt vật liệu rất mịn qua sàng No004 ( >10000 lỗ/cm2) với hiệu suất khá cao khoảng 99%. 18 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004 Máy và thiết bị sản xuất VLXD Chương 3: Máy và thiết bị phân loại • So sánh với thiết bị phân ly không khí loại đi qua, thiết bị phân ly không khí loại cánh quay ưu việt hơn là có thể điều chỉnh sự làm việc của thiết bị bằng cách thay đổi tốc độ quay của cánh quay, mà không làm mất sự ổn định của dòng khí, còn thiết bị phân ly không khí loại đi qua, khi thay đổi góc nghiêng của cánh định hướng, thì trở lực của hệ bị thay đổi, do đó phá vỡ sự thay đổi của dòng khí. III.3 Thiết bị phân ly không khí loại kín. Vật liệu từ bunke chứa được nạp vào thiết bị phân ly không khí, qua ống dẫn (1), đổ trực tiếp xuống đĩa phân phối (2). Đĩa phân phối (2) gắn chặt vào trục quay (3). Trục (3) quay nhờ động cơ (4) qua hệ giảm tốc (5). Trục quay với tốc độ 250400 v/ph. Dưới tác dụng của lực ly tâm quán tính, vật liệu bị văng ra chung quanh những hạt có kích thước lớn đập vào thành phễu trong (6), mất động năng rơi xuống đáy phễu, theo ống dẫn (7) trở về nghiền nghiền lại. 19 4 5 8 1 6 12 10 11 7 6 9 2 3 H ình 3.11a Hệ thống phân ly không khí loại kín 20 21 22 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004 Máy và thiết bị sản xuất VLXD Chương 3: Máy và thiết bị phân loại Những hạt vật liệu có kích thước nhỏ bị cuốn lên trên theo dòng khí được tạo ra do quạt (8). Những hạt có kích thước tương đối lớn gặp cánh quay ly tâm (9) bị văng ra thành phễu trong (6) mất động năng rơi xuống đáy phễu theo ống dẫn (7) trở về lại máy nghiền. Hỗn hợp không khí và vật liệu đạt kích thước yêu cầu sẽ tiếp tục chuyển động trong khoảng không gian giữa phễu trong (6) và và phễu ngoài (10). Dưới tách dụng của trọng lực và một phần áp lực của không khí tách ra khỏi dòng khí rơi xuống đáy phễu (10). Theo ống dẫn (11) dẫn về các thiết bị chứa. Dòng khí đã tách khỏi vật liệu đi qua những tấm chắn (12) trở lại phễu trong (6) tiếp tục phân ly vật liệu, tạo thành một chu trình kín. 23 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004 Máy và thiết bị sản xuất VLXD Chương 3: Máy và thiết bị phân loại Hình 3.11b Thiết bị phân ly không khí loại kín Hình 3.12 Thiết bị phân ly không khí 24 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004 Máy và thiết bị sản xuất VLXD Chương 3: Máy và thiết bị phân loại 25 GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004 Máy và thiết bị sản xuất VLXD Chương 3: Máy và thiết bị phân loại 26 Câu hỏi ??? Question ?? GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004 Máy và thiết bị sản xuất VLXD Giới thiệu môn học 27 Cám ơn các bạn đã chú ý theo dõi Merci beaucoup !! Thank you for your attention !! GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004 Máy và thiết bị sản xuất VLXD Giới thiệu môn học