Đồ án Nghiên cứu thiết kế trạm trộn bê tông năng suất 60m3/h

ợng của xi măng chứa trong silô trọng lượng của bản thân silô và tải trọng gió tác dụng lên silô Hình 5.10 Trong trường hợp này ta coi toàn bộ tải trọng gió tác dụng lên silô theo phương ngang. Giá trị của tải trọng gió được quy về lực tập trung và được xác định theo công thức. Wg1 = q.n1.C1.Kd.Al Wg2 = q.n1.C2.K2.Al Trong đó: Wg1: Tải trọng gió tập trung tác dụng lên phần vỏ của silô. Wg2: Tải trọng gió tập trung tác dụng lên phần kết cấu thép đỡ silô. CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 24 q: áp lực gió lớn nhất ở đây là áp lực gió lớn nhất thường hay xuất hiện tại các vùng đồng bằng ở Việt Nam, trong điều kiện làm việc ở độ cao dưới 10m thì q = 155Kg/m2 n: hệ số kể đến sự tăng áp lực gió theo chiều cao. Với silô có chiều cao nhỏ hơn 10m ta lấy n = 1 C: Hệ số cản khí động học với kết cấu ống và kết cấu hộp ta lấy C1 = C2 = 1,2 A: diện tích hứng gió. A = A0. ϕ A0: diện tích bề mặt được giới hạn bởi đường biên ngoài của kết cấu. Với A01 = 2,87.8,7 = 25 (m2) A02 = 0,2.4,18+1,35.2,245 = 3,87 (m2) Jj: hệ số kể đến phần lỗ hỏng Với kết cấu vỏ silô ta lấy j = 1 Với kết cấu thép đỡ silô ta lấy j = 0,6 1 25 1 25A⇒ = × = m 2 2 3,87 0,6 2,322A⇒ = × = m 2 Vậy tải trọng gió tác dụng lên phần vỏ silô. Wg1 = 155x1x1x1x25 = 3895(Kg) Tải trọng gió tác dụng lên phần kết cấu thép đỡ silô CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 25 Wg1 = 155x1x1x1x2,322 = 360(Kg) Momen uốn chân chột do tải trọng gió gây ra: M = Wg1.H1 + Wg2.H2 Wg2 Wg1 H H1 2 Hình 5.11 Với: H1 khoảng cách từ điểm tác dụng của tải trọng gió lên phần vỏ silô đến mặt đất, H1 = 8,7m. H2: khoảng cách từ điểm tác dụng của tải trọng gió lên phần kết cấu thép đỡ silô đến mặt đất, H2 = 1,95 m. ⇒ M = 3895 Kg.m Vậy mỗi cột momen uốn M1 = 8647 (kg.m) Cột chịu nén và chịu uốn do tải trọng gây ra, sơ bộ chọn tiết diện cột dỡ silô là thép ống đường kính 219 mm, chiều dày ống là 10 mm. Ta có đặc trưng hình học của tiết diện này: Diện tích tiết diện: F = pi.R2 –pi.r2 = 65,63 cm2 CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 26 Momen chống uốn của cột: Wx = ( )3 4132 Dpi η− = 4321,9 19,91 328 32 21,9 pi    − =      cm3 Kiểm tra độ bền cột theo công thức: yx x y MMN Y X F J J σ = + + Với: N: lực nén của silô đối với cột: N = 4 tdP = 16575 Kg/cm2 Jx, Jy là momen quán tính của tiết diện theo phương X và phương Y Jx = Jy = yx WW R R = Wx , Wy là momen chống uốn của tiết diện mặt cắt ngang. Mx , My là momen uốn do tải trọng gió đối với các trục X, Y Ta có: 216575 8647.10 2885 65,63 328 x x MN Y F J σ = + = + = Kg/cm2 < R = 2550 Kg/cm2 R tra bảng vật liệu thép 2 6CΓ − Vậy tiết diện cột đã chọn đủ độ bền. 5.3.7. KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CỘT. Lực do momen uốn gây ra: N1 = 0 2 M K r × × (Kg) Trong đó: K = 4 là số cột. r0 là bán kính của vòng tròn đi qua các trọng tâm của cột, r0 = 1,2 m CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 27 N1 = 2 34588,5 14412 4 1,2 × = × Kg Hơn nưa, cột đỡ silô còn chịu thành phần lực dọc do silô mang tải gây nên giá trị đó được xác định như sau: N2 = 165754 n G = Kg Vậy giá trị lực dọc trục xuất hiện trên toàn bộ cột sẽ là: N = N1 + N2 = 30987 (Kg) Độ lệch tâm của mặt phẳng uốn là: e = 28647.10 28 30987 M N = = cm Độ lệch tâm tương đối: m = x . W F eη = 9,6 Trong đó: η =1,1 hệ số ảnh hưởng hình dáng tiết diện F: diện tích của cột đã tính F = 59,7 Wx = 328(cm3) momen chống uốn. ⇒ m = 8,65 Vì mặt cắt ngang của cột là tiết diện tròn cho nên điều kiện ổn định tổng thể là: tt N R F γϕ ≤ Trong đó: ttϕ : hệ số phụ thuộc vào độ mảnh quy ước Xλ : là độ lệch tâm tương đối m của cột. CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 28 X x R E λ λ= với: xλ : là độ mảnh của thanh chịu nén đúng tâm phụ thuộc vào đặc trưng hình học của mặt cắt và dạng liên kết. min x MI i λ = imin : là bán kính cực tiểu của mặt cắt ngang. imin2 = min j F jmin: là momen quán tính nhỏ nhất của mặt cắt ngang đối với hai trụ x và y jmin = jx + jy = 2 pj = 2 40,1 1 3660 2 dD D    − =       (cm4) min min 2751,2 7,5 59,7 ji F ⇒ = = (cm) M: là hệ số phụ thuộc vào liên kết hai đầu thanh, trong trường hợp này M=2 2 418 111,5 7,5x λ ×= = Ta có độ mảnh quy đổi: 2100111,5 3,51 2 106X λ = = × 0,108ttϕ⇒ = Thay vào công thức trên ta được: 30987 4372 0,108.65,65tt N F σ ϕ = = = (Kg/cm2) < Rγ Vậy: Rγ = 4372x1=4372 (Kg/cm2) CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 29 Vì thế cột đảm bảo ổn định. 5.3.8. TÍNH TOÁN SILÔ CHỊU TẢI TRONG GIÓ. Tính toán silô chịu tải trong gió để xác định các thông số về số lượng cũng như đặc trưng bu lông nền. Dễ thấy silô dễ bị lật do tải trọng gió khi không chứa vật liệu và phương gió thổi vuông góc với mặt phẳng tạo bởi hai trong số bốn chân của silô khi đó silô dễ mất cân bằng và bị lật theo đường tâm là đường nối giữa hai chân cột đỡ của silô. Để đảm bảo cho silô không bị lật bởi tải trọng gió ta lấy áp lực gió lớn nhất là 155 Kg/m2. Khi đó trọng tải gió sẽ được áp dụng như công thức như trên. Wg1 = 155x1x1x1x25= 3895(Kg) Wg2 = 155x1x1x1x2,322= 360(Kg) Momen lật silô lúc này tác dụng lên mặt phẳng tạo bởi hai chân cột và gây ra xu hướng lật silô theo đường tâm tạo bởi hai chân cột. Giá trị momen lật là: * Để tính momen lật ta phải giả thiết: - coi trọng tải gió Wg2 tác dụng trực tiếp vào hai cột. - tải trọng gió tác dụng vào điểm A như hình vẽ (H11) Theo lý thuyết ta sẽ di chuyển lực Wg1 và Wg2 về chân cột. Như vậy, bu lông chân cột vừa chịu momen uốn vừa chịu lực cắt. CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 30 1.95m 10.949mWg1 A 1435 Hình 5.12 Mỗi chân cột sẽ chịu một momen M và lực N có giá trị như sau: g1 g2W W 3895 360 2127,5 2 2 N + + = = = (Kg) g1 g1 g21, 2W 5,39W 1.W 36968M = + + = (Kg.m) - chọn bản đế có kích thước như hình vẽ trên bản Ao Để liên kết bản đế của chân silô với nền móng ta dùng 4 bu lông thường. Chọn đường kính bu lông d = 22 mm thép BCT3K Có Abl = 3,8 (cm) Rcbl = 2480 daN/cm2. Lực N1 lớn nhất do M gây ra: N1 = ax2 iL mML ∑ Trong đó: Lmax khoảng cách giữa hai dãy bu lông lớp ngoài cùng. Lmax = 280 mm CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 31 Li khoảng cách giữa hai bu lông đối xứng nhau qua trục. Li = 280 mm M1 = ax 39698 141778 0,28m M l = = Kg Lực lớn nhất tác dụng lên 1 bu lông do M gây ra: Nblm = 141778 35445 4 = Kg Vì ngoài momen uốn tác dụng vào liên kết còn có lực cắt do N tác dụng vào, trong tính toán coi lực cắt Q tác dụng đều lên các bu lông với giá trị: Nbln = 2127,5 532 4 = Kg Công thức kiểm tra độ bền của bu lông do tác dụng đồng thời của cả hai M và N là: Nbl = [ ]2 2ln min .blm bN N N γ+ ≤ Nbl = 35449 Kg Trong đó: [N]min = 8483Kg là giá trị nhỏ nhất trong khả năng chịu cắt và ép mặt của bu lông (tra bảng bu lông ta được) γ = 0,95: hệ số làm việc. γ [N]min = 0,95.8483 = 8058 Kg Vậy bu lông đã chọn thỏa điều kiện bền. Kiểm tra bản đế của cột đỡ silô. Với thép BCT3K có R = 2100 Kg/cm2 Cấu kiện bị giảm yếu là do lỗ bu lông nên cần kiểm tra bền các bản thép. CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 32 N/Ath < R bγ Ath = Ang – Agy. Trong đó: Ath: diện tích tiết diện thực của cấu kiện. Ang: diện tích tiết diện nguyên của bản đế. Ang = 49,5.2 = 99 cm2 Agy = mδ .d = 2x2x2,8 = 11,2 cm2 (diện tích giảm yếu do các lỗ bu lông gây nên) bγ : hệ số làm việc cho phép kể đến sự làm việc dẻo của liên kêt bγ = 1 Ath = 99– 11,2 = 87,8 cm2 35445 532 409 2100 1,1 2310 87,8th A x A + = = < = Kg/cm2 Vậy với kết cấu bu lông và bản đế như vậy thì có khả năng chịu được lực tác dụng. • Tính đường hàn giữa cột và bản đế: CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 33 495 20 Hình 5.13 3.1.2 Ưu nhược điểm: Ưu điểm. + Dùng vít tải cấp xi măng, đây là một tron những phương pháp mang lại sự ổn định cao và ít ảnh hưởng đến môi trường. + Được dùng phổ biến trong các công ty sản xuất bê tông thương phẩm, nhờ hệ thống cấp liệu băng tải, nhờ băng tải mà vật liệu được vận chuyển liên tục và giảm tiếng ồn. + Dùng trong các trạm có năng suất lớn, đòi hỏi lượng bê tông nhiều. + Ngày nay, mọi người đang có xu hướng sử dụng phương án này để thiết kế trạm trộn, nhờ có tính thẩm mỹ cao, và khả năng đáp ứng năng suất cao của nó. + Sử dụng silô để chứ xi măng, vừa đáp ứng được nhu cầu xi măng trong nhiều giờ hoạt động liền, và không gây ô nhiễm môi trường. ì mối hàn chịu cả momen uốn và lực cắt N tác dụng đồng thời. Đường hàn được kiểm tra bền theo ứng suất tổng (cộng hình học ứng suất thành phần) theo tiết diện 1: CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 34 2 2 gh . Wtd ghgh M N R A τ γ     = + ≤           Theo tiết diện 2: 2 2 gh . Wtd ghgh M Q R A τ γ     = + ≤           Trong đó Thép CT3 có R = 2100 daN/cm2 Cường độ tức thời tiêu chuẩn R = 3450 daN/cm2. dùng que hàn 40 phương pháp hàn tay. Có Rgh = 1800daN/cm2 Rgt = 1550 daN/cm2 0,7 1h tβ β= = 0,95γ = : hệ số làm việc M: momen uốn tác dụng vào mối ghép N: lực cắt tác dụng vào mối ghép Wgh: momen kháng của đường hàn theo tiết diện 1 Wgh = 2 2 0,7.1, 435.62,8 . / 6 660 6hh h h lβ = =∑ cm3 Wgt: momen kháng của đường hàn theo tiết diện 2: Wgt = 2 2 1.1,435.62,8 . / 6 943, 2 6ht n h lβ = =∑ cm3 CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 35 Thay vào ta có 2 2239698.10 2127,5 1614 660 63td τ     = + =       Kg/cm3 < Rgh.γ = 17170Kg/cm3 2 2239698.10 2127,5 1308 943,2 90,1td τ     = + =       Kg/cm3 < Rgt.γ = 1472,5Kg/cm3 Như mối hàn đủ khả năng chịu lực. 5.3.9. TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN MỘT SỐ THIẾT BỊ KHÁC CỦA SILÔ. 5.3.9.1 Tính toán thiết bị chống nổ cho silô xi măng. - Khi hệ thống bơm xi măng làm việc thì áp suất của dòng khí vào silô chỉ lớn hơn áp suất khí quyển một chút nhưng thực tế, do việc cấp hỗn hợp khí và xi măng vào silô liên tục sẽ xảy ra sự tăng áp trong silô. Mặt khác nếu hệ thống lọc bụi sau một thời gian làm việc các lỗ thoát khí của vải lọc sẽ bị xi măng lắp đầy làm cho khả năng thoát khí kém đi do đó áp suất trong silô sẽ tăng cao và gây nổ. Để đảm bảo an toàn cho silô phải có thiết bị chống tạo nổ. - Áp suất mà bơm xi măng thường làm việc khoảng 1,6 – 2at khi lên đến silô thì áp suất đã giảm đi. Để hệ thống bơm xi măng vẫn làm việc ta quy định cho áp suất tối đa trong silô là: 1,6 at. - Chọn đường kính trong của ống chống nổ là D = 120mm. lực tác dụng vào nắp đậy là : N = SxP = 0,6x1,6x105 = 96000 N Cấu tạo thiết bị chống nổ được bố trí như hình: Nắp đậy được giữ bằng 4 lò xo. Tính toán kích thước của lò xo. Mỗi lò xo chịu một lực: N1 = N/4 = 24000N CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 36 Chọn vật liệu làm lò xo là dây thép lò xo cấp 1. Giả sử đường kính dây lò xo từ 4- 6 mm ta có: 1850bkσ = N/m 2 [ ] 0, 4. 740bkxτ σ= = N/m2 Chọn C = D/d = 5 Theo bảng 18.2 ta có K = 1,29 Đường kính dây lò xo được xác định theo công thức d [ ] ax.1,6 4,02m x K P C mm τ ≥ = chọn d = 4 mm vậy đường kính dây lò xo phù hợp với giả thuyết. D = C.d = 32mm Số vòng làm việc i của lò xo được tính theo điều kiện khi tải trọng tăng từ Pmin - Pmax. lò xo có chuyển vị đàn hồi là X = 15 mm. Lực khi lắp lò xo = 0,5.Pmax = 227 (N) i = ( ) 4 3 3 max min . . 15.8.10 .5 6, 48 8. . 8.8 (453 227) X G d C P P = = − − vòng. Chọn i = 6,5 vòng. Số vòng thực của lò xo i0 = i +2.0,75 = 8 vòng. Chiều dài lò xo lúc cắt vòng lò xo khiết nhau. Hv = (i0 – 0,5).d = 37,5 mm CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 37 Bước của lò xo khi chưa chịu tải. t = d + / iλ + δ = 7,8mm trong đó: δ : khe hở giữa các vòng lò xo khi Pmax, để tránh các vòng tiếp xúc nhau lấy δ = 0,1.d = 0,5mm. Chiều dài lò xo ban đầu: H0 = Hv + i(t - d) = 55,7 mm 5.3.9.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHẾ TẠO THIẾT BỊ CHỐNG TẠO VÒM XI MĂNG TRONG SILÔ. 5.3.9.2.1. Khái quát chung. Ở vùng thay đổi tiết diện của silô chứa xi măng thường xuất hiện các vòm xi măng (do độ âm của xi măng hình thành nên). Vị trí chân vòm theo kinh thực tế nằm ở dưới vùng thay đổi tiết diện trong khoảng 250 – 300 mm. Sự xuất hiện của vòm trong silô ngăn trở sự nạp liệu cho các vít tải dưới đáy silô để nạp cho các thùng cân. Vì vậy, tất cả các silô chưa xi măng đều bố trí thiết bị phá vòm. Ở các nước có khí hậu hàn đới vì điều kiện khí hậu nhiệt ẩm thấp thường sử dụng thiết bị phá vòm bằng khí nén. Trong điều kiện môi trường Việt Nam biện pháp này không hiệu quả. Để phá vòm, thông thường người ta hay dùng búa gõ để phá các chân vòm nên chúng ta thường thấy ở vị trí này các silô bị móp méo. Một số nơi có sử dụng giải pháp dùng máy rung cạnh ở chân vòm giải pháp này chỉ hiệu quả khi vòm mới được hình thành, vòm được hình thành tương đối lâu màng vòm cứng và dày thường không hiệu quả. Một số nơi sử dụng phương pháp phá vòm bằng đầm rung bố trí trên nóc silô thông qua thanh đàn hồi đưa xuống vùng tạo vòm nhưng hiệu quả chưa rõ ràng. Sự hình thành vòm với sự phát triển độ cứng cũng như độ dày của nó vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ để tìm ra quy luật, thời gian hình thành vòm. Do vậy việc phá vòm chỉ được tiến hành khi xi măng không được nạp vào vít tải. Để phá vòm xi măng trong silô hiệu quả hơn ta đưa ra phương án phá vòm bằng phương pháp cơ khí. CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 38 vòm xi măng rrong silo có hiệu quả hơn, tôi đưa ra phương án phá cóm bằng biện pháp cơ khí. Nguyên tắc hoạt động của thiết bị này như sau: ở chân vòm xi măng hay tạo thành ta bố trí một trục quay, Trên trục có bố trí các cánh gạt đã được tính toán, tay đòn của trục được nối với cần pít tông của xi lanh khí nén. Ta sẽ tính toán sao cho mỗi lần cấ khí vào xi lanh thì trục sẽ quay một góc gần bằng 900. Trục quay sẽ làm cho các cánh gạ quay, lúc này các cánh gạt sẽ có tác dụng phá vòm. 5.3.9.2.2. Tính toán thiết kế thiết bị phá vòm: • Tính toán lực tác dụng lên cánh gạt và lên trục được xác định theo công thức trong tài liệu [2] F=p×S ( N) Trong đó: P: là áp lực của xi măng lên cánh gạt (N/m2) S: là diện tích chịu áp lực của cánh gạt (m2) Đối với chất lỏng áp lực tác dụng ở phần đáy silo là: P= γvl . h ( N/m2) Trong đó: γvl: trọng lượng riêng của vật liệu (N/m2) h: chiều cao cột áp (m) K: Hệ số linh động K = 1 sin 1 sin ϕ ϕ − + ϕ là góc ma sát trong CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 39 Công thức trên chỉ đúng trong trường hợp h nhỏ (đối với những silo nhỏ), còn trong trường hợp silo có chiều cao lớn, nó không còn đúng nữa vì lúc này chúng ta còn phải kể đến lực ma sát của 5.3.9.2.3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LỰA CHỌN THIẾT BỊ LỌC BỤI TAY ÁO CHO SILO CHỨA XI MĂNG. Công dụng của thiết bị lọc bụi là giữ lại bụi xi măng ở trong silo còn khí thoát ra, tránh ô nhiễm môi trường. Nguyên tắc của thiết bị lọc bụi là cho không khí mang xi măng đi qua lớp vải, các hạt xi măng có kích thước lớn hơn lỗ rỗng trên mặt vải sẽ bị cản lại, dần dần lớp xi măng đọng lại trên mặt vải cũng có tác dụng làm tăng khả năng giữ xi măng của lớp vải lọc, nhưng sức cản thủy lực của nó sẽ tăng và năng suất lọc giảm xuống rõ rệt. Khi này người ta phải rũ lớp bụi bám trên mặt vải. Bề mặt lọc cần thiết được xác định: 2 .3600( )VF m v η = × Trong đó: V: năng suất lọc bụi (m3). Trong trường hợp này: V= 0,067 (m3/s) v: cường độ lọc của mỗi bên mặt lọc 3 2( / )m m h Theo tài liệu [12]: v nằm trong khoảng 15 đến 200 3 2( / )m m h , v phụ thuộc vào sức cản thủy lực của vải lọc nằm trong khoảng 1300- 1400 (N/m2) 2 . ( / )np A v N m∆ = Trong đó: CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 40 A: là hệ số : A = 25- 0,25 lấy A = 0,25 n : hệ số thực nghiệm n = 1,25 – 1,3 lấy n = 1,3 lấy p∆ = 1250 ( N/m2) 3 21,3 1250 142( / ) 0, 25 n p v m m h A ∆ = = = Thay v vào ta có : 20,067 3600 2( ) 142 0,85 F m×= = × Chọn số ống tay áo lọc bụi là 4, có đường kính mỗi ống là 200( )mmφ = Vậy chiều cao mỗi ống là : H ( )2 0,79 2 4 2 0,1 4 FH m Rpi pi = = = × × × Chọn chiều cao của ống áo là : 0,9(m) 5.3.9.2.4. BỐ TRÍ THIẾT BỊ BÁO MỨC XI MĂNG Bao gồm thiết bị báo mức trên và báo mức dưới có cấu tạo được bố trí ở trên đỉnh mỗi silo : Mỗi thiết bị bao gồm một động cơ điện công sất nhỏ (Khoảng 5W) « Stato của động cơ này được gữi ép bởi các dây lò xo » dẫn động cho một cánh quạt mỏng thông qua trujcc được luồn trong một ống dài (nếu là thiết bị báo mức dưới ) hoặc một ống ngắn (nếu là thiết bị báo mức bên ). Nguyên lý hoạt động của các thiết bị này như sau : Trong trường hợp mức xi măng đang ở trên thì áp lực của xi măng tác dung tăng dần vào cánh quạt tạo lực cản tăng dần vào cánh quạt làm tốc độ quay của trục giảm dàn dẫn đến Stato của động cơ có xu hướng ép sát vào roto. Từ sự dịch chuyển này ta có tín hiệu ta báo mức xi măng đã đầy. CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 41 Ngược lại đối với thiết bị báo mức dưới, khi lượng xi măng dần hết thì áp lực từ xi măng tác dụng lên cánh quạt giảm dần, tốc độ truc quay tăng dần, dẫn đến stato của động cơ dàn bi đẩy ra xa Roto động cơ và sự dịch chuyển này sẽ cho ta tín hiệu báo mức xi măng trong silo sắp hết. 5.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ LỌC BỤI 5.4.1. Giới thiệu và lựa chọn phương án. 5.4.1.1 Giới thiệu chung. 5.4.1.1.1 Đặc tính của bụi : - Trong quá trình nạp ximăng rời vào xilô, trong dòng chuyển động của ximăng có các hạt bụi kích thước rất bé (5-40µm) trộn lẫn vào dòng khí nạp có áp lực cao đi ra môi trường xung quanh. Các hạt bụi này bay lơ lửng trong không khí làm giảm độ trong sạch của không khí và gây hại cho sức khoẻ con người. - Tuỳ theo đặt tính của quá trình nạp mà có thể phát sinh lượng bụi nhiều hay ít nhưng khi qua thiết bị lọc bụi thì bụi bẩn được giữ lại còn khí sạch thải ra môi trường nhưng phải đảm bảo tiêu chuẩn TCVN 3939-1995 CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ, cụ thể giới hạn tối đa của bụi ximăng trong khí thải < 400 mg/m3. 5.4.1.1.2 Nguyên lý lọc bụi : - Dòng không khí chứa bụi phát sinh trong quá trình nạp xi măng sẽ được đẩy ra ngoài nhờ áp lực của máy bơm khí nén qua thiết bị lọc lúc đó bụi xi măng được tách khỏi dòng khí trở lại xi clô phục vụ cho quá trình sản xuất ,dòng không khí sạch được thải ra môi trường . 5.4.1.2 Yêu cầu của thiết bị lọc bụi. - Đạt được hiệu quả xử lí bụi cao, mức độ ô nhiễm của không khí sau khi qua thiết bị lọc phải nằm trong giới hạn cho phép của TCVN3939-1995. - Kết cấu đơn giản dễ chế tạo - Bụi sau khi lọc có thể được tái sử dụng lại CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 42 - Dể bảo dưỡng sửa chữa - Giá thành thấp. 5.4.1.3 Phân loại và lựa chọn phương án. Để làm sạch khí khỏi bụi người ta áp dụng những thiết bị thu gom bụi như: - Loại trọng lực - Loại quán tính khô và ướt - Loại rửa tiếp xúc - Thiết bị thu gom bụi kiểu tay áo - Thiết bị thu gom bụi kiểu tĩnh điện Do yêu cầu phải thu hồi lại bụi sau quá trình lọc để phục vụ cho quá trình tái sản xuất cho nên thiết bị lọc bụi phải đảm bảo sau khi lọc bụi vẫn giữ được tính chất lí hoá ban đầu.Từ yêu cầu đó ta đưa ra các phương án thiết bị như sau: 5.4.1.3.1Thiết bị lọc bụi kiểu tĩnh điện : Là thiết bị tổng hợp để làm sạch không khí khỏi bụi và là một trong những loại phổ biến hiện nay đôi khi là thiết bị không thể thay thế được để làm sạch bụi không khí thải mà lưu lượng khí rất lớn tới hàng trăm nghìn hay hàng triệu mét khối không khí trong một giờ - Sơ đồ nguyên lý: CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 43 Hình 5.14 1. Cực phóng vầng sáng điện; 2.Cực lắng; 3. Không khí sạch; 4. Bụi lắng; 5. Bụi bẩn vào thiết bị; 6. giá treo khung cực phóng điện - Nguyên lý : Dòng điện có điện thế cao được nối với các cực phóng điện 1 tạo ra điện trường mạnh giữa hai cực và ở bề mặt của cực phóng điện xảy ra sự ion hoá mạnh các phần tử khí, kéo theo sự phóng các quầng sáng điện .Các ion khí khác nhau được tạo thành trong vầng sáng điện, dưới tác dụng của lực điện trường sẽ dịch chuyển về cực trái dấu, những phần tử bụi được hấp thụ trên bề mặt của cực lắng đọng 2 còn phần ít rơi trên cực vầng sáng điện 1 Tùy theo mức độ tích lũy các phần tử bụi trên các cực mà người ta tiến hành loại bỏ chúng bằng cách rung lắc hay rửa các cực. Khi rung lắc bụi rơi theo máng vào thùng chứa - Ưu điểm: + Mức độ làm sạch cao tới 99% 1 2 3 4 5 6 CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 44 + Chí phí năng lượng thấp cho việc thu gom bụi khoảng (0,1 ÷ 0,5)kw cho 1000 m 3 khí + Có thể thu gom bụi có kích thước (0,1÷ 100)µm (và nhỏ hơn) khi nồng độ khí đạt 50g/m3 (và lớn hơn) + Có thể lọc bụi khi có áp cũng như khi giảm áp - Nhược điểm: + Có độ nhạy cảm cao trong qáu trình lọc khí do đó dễ bị lệch khỏi tham số công nghệ ban đầu + Dễ hư hỏng trong vùng hoạt tính của thiết bị 5.4.1.3.1.1 Thiết bị lọc bụi kiểu túi vải Được dùng phổ biến trong công nghiệp để làm sạch không khí có nồng độ bụi trên 60g/m3 với kích thước hạt > 5µm, mức độ làm sạch của thiết bị này có có thể đạt đến 99% và cao hơn. - Sơ đồ nguyên lý: 1 2 3 4 Bu ïi ta ùi sö û du ïng Khí sa ïch Bu ïi ba ån Hình 5.15 1.Ống dẫn khí nén, 2.Ống vải ; 3. Giá treo; 4. Phễu chứa - Nguyên lý : bụi bẩn được thổi vào các ống vải 2 nhờ ống dẫn khí 1, bụi bẩn sau khi qua ống vải 2 thì bụi được giữ lại còn không khí sạch qua ống vải ra môi CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 45 trường. Các ống vải này được treo trên giá treo 3, tuỳ thuộc vào kết cấu của thiết bị mà người ta thường bố trí bộ gây rung hay ống khí nén để rung hay thổi bụi trên các ống vải, kết quả là sau khi rung lắc hay thổi thì bụi rơi xuống phễu 4 để tái sử dụng -Ưu điểm: + Khả năng chứa bụi cao và ngay sau khi phục hồi đảm bảo hiệu quả lọc cao. + Giữ được khả năng cho không khí xuyên qua tối ưu. + Bụi được tái sử dụng sau khi lọc + Năng suất lọc qua vải có thể đạt 3-9(m3/m2phút). + Vải lọc phổ biến dể tìm. -Nhược điểm: +Không thể lọc khi bụi có độ ẩm cao vì vải lọc bị tắt. 5.4.1.3.1.2 Lựa chọn phương án: Qua quá trình phân tích đánh giá ta chọn thiết bị lọc bụi tay áo (túi vải) dùng lọc bụi cho xilô ximăng của trạm trộn bêtông ximăng. 5.4.2 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ LỌC BỤI TAY ÁO. -Việc tinh toán, thiết kế bộ lọc bụi trong xilô tương đối phức tạp và phụ thuộc vào nhiều yếu tố: lưu lượng không khí, trở lực của lớp vải lọc, hàm lượng bụi trong không khí…. - Vật liệu chế tạo ông vải gồm nhiều loại: Len; Túi vải LIMapt 83; Nitrôn 5303; Polifen; Vải dệt từ sợi thuỷ tinh C2-5/3… - Để lọc bụi cho xilô ta chọn bộ lọc dùng vải lọc dệt từ sợi thuỷ tinh và có các thông số sau: + Độ rỗng của vải: 49%. CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 46 + Năng suất lọc trên một đơn vị dịên tích: 3 ÷ 9 (m3/m2.phút). + Chiều dài ống vải L=1100(mm). + Đường kính ống vải D=150(mm). - Trở lực của lớp vải lọc xác định theo công thức thực nghiệm: ).OmmH(q.AP 2 n v=∆ A: Hệ số được xác định bằng thực nghiệm. Hệ số này phụ thuộc vào khối lượng riêng và hàm lượng bụi có trong không khí.Với hàm lượng bụi trong quá trình nạp ximăng m=30 (g/m3) ta chọn A=0,3. qv: Năng suất lọc; qv= 99m3/m2.phút). n: Hệ số thực nghiệm; n =1,3. ⇒ ∆P=0,3.91,3=5,2 (mmH2O). - Tổng dịên tích cần thiết của vải lọc: )m( .q V.60S 2 v s η = η: Hệ số khi xét đến độ bịt kín của vải lọc; η = 0,85. Vs: Lưu lượng khí thải của xilô trong quá trình nạp ximăng;Vs=0,446(m3/s). ⇒ )(5,385,0.9 446,0.60 2mS == . - Số ống vải cần bố trí trong bộ lọc: 75,6 15,0.1,1.14,3 5,3 .. === LD SZct pi Chọn Z = 7(ống). CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG TRỘN BÊ TÔNG 47 CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ THIẾT KẾ THÙNG (CỐI) TRỘN BÊ TÔNG 6.1 Các phương án thiết kế.
Dựa theo phương án dỡ liệu ta có 2 loại máy trộn: • Máy trộn liên tục. • Máy trộn chu kỳ. Máy trộn bê tông liên tục thường sử dụng trong các công trình xây dựng đòi hỏi khối lượng bêtông lớn, máy trộn hoạt động liên tục để sản xuất ra hổn hợp bê tông có năng suất của máy rất cao, có thể đạt trên 60m3/h. Thời gian trộn là thời gian vật liệu được chuyển từ đầu này đến đầu kia của thùng trộn cho nên chiều dài thùng trộn khá dài, trong quá trình làm việc trục trộn dễ bị cong, uốn và xoắn. Do máy trộn cầ