Bài giảng Máy và thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng - Chương 3: Các loại máy và thiết bị phân loại (Phần 2)
Chương III. Các loại máy và thiết bị phân loại
II.3 Sàng thùng quay
II.3.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Cấu tạo
6
5
2
2
4
3
Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý máy sàng thùng quay
Sàng gồm thùng quay (1) đặt trên các con lăn (2). Thùng quay được đặt nghiêng một góc
7o, nó quay được nhờ động cơ (3) qua hệ giảm tốc (4), hệ thống bánh khía (5). Vật liệu được nạp
vào đầu sàng qua phễu nạp liệu (6).
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.
Khuyết điểm:
Khi 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.
15
Trang III-
Chương III. Các loại máy và thiết bị phân loại
II.3.2 Xác định số vòng quay hợp lý của sàng thùng quay
Fu
α
B
β=ϕ
Gcosα
A
Pu
Gsinα
G
Hình 3.8 Sơ đồ xác định sô vòng quay hợp lý của sàng thùng
quay
Khi sàng không chuyển động cục vật liệu nằm ở vị trí A. Điểm A được xác định bằng góc
β= ϕ
Trong đó: ϕ - góc ma sát giữa vật liệu với bề mặt lưới sàng, lực ma sát lúc này bằng
F = Gf cosα
Khi sàng quay cục vật liệu chịu 1 lực ly tâm quán tính
mv2 Gv2
P =
=
(3.30)
u
R
gR
Trong đó:
v - tốc độ quay của sàng
R - bán kính thùng quay
[m/sec]
[m]
G - trọng lượng của vật liệu [KG]
Lực ly tâm quán tính Pu gây nên lực ma sát
Gv2
R
F = fP = f
(3.31)
u
u
Như vậy, khi sàng quay, tổng lực ma sát giữa vật liệu và bề mặt lưới sàng tăng lên:
Gv2
R
F
= F + F = fGcosα + f
(3.32)
∑
ms
u
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:
16
Trang III-
Chương III. Các loại máy và thiết bị phân loại
fGv2
gR
Gsinα = fGcosα +
(3.33)
Thay f = tgϕ = sinϕ cosϕ giải phương trình trên ta có :
v2
gR
π2n2R2
900.gR
n2R
900
Sin(α - ϕ) =
sinϕ =
sinϕ =
sinϕ
(3.34)
(3.35)
Î
n = 30 sin(α - ϕ) R sinϕ
[v/ph]
Khi sàng làm việc bình thường, góc α = 40 ÷ 45o.
Vì sàng có lỗ nên hệ số ma sát f tăng, f = 0,7
ϕ = arctgf = arctg 0,7 ≈ 35o
(3.37)
Thay ϕ và α vào công thức trên ta có:
sin (40o - 35o )
R sin35o
n = 30
(3.38a)
(3.38b)
n = 10 R ÷15
Trong tính toán kỹ thuật thường chọn:
n = 12 [v/ph]
R
[v/ph]
R
(3.39)
Thường tốc độ quay của thùng quay v = 0,7÷1,0 [m/sec]
III. PHƯƠNG PHÁP PHÂN LY KHÔNG KHÍ
Việc phân loại những vật liệu khô ở dạng bột mịn có kích thước nhỏ hơn 80µm, 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.
17
Trang III-
Chương III. Các loại 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.
III.1. Thiết bị phân ly không khí loại đi qua
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).
6
7
5
7
3
2
4
Hình 3. 9 Sơ đồ nguyên lý thiết bị phân
ly không khí loại đi qua
1
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.
18
Trang III-
Chương III. Các loại máy và thiết bị phân loại
Có thể điều chỉnh quá trình làm việc của thiết bị phân ly hay nói một cách khác, điều
chỉnh độ mịn của sản phẩm (3) theo hai cách sau:
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.
III.2 Thiết bị phân ly không loại cánh quay.
Cấu tạo và nguyên tắc làm việc:
6
1
5
7
3
8
4
2
Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý thiết bị phân ly không khí loại cánh quay
19
Trang III-
Chương III. Các loại 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 ( 100µm), 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%.
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.
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.
20
Trang III-
Chương III. Các loại máy và thiết bị phân loại
5
4
8
1
9
6
6
3
2
12
10
11
H ình 3.11a Hệ thống phân ly không khí loại kín
Hình 3.12 Thiết bị phân ly không khí
Hình 3.11b Thiết bị phân ly không
khí loại kín
21
Trang III-
7 trang
20300
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Máy và thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng - Chương 3: Các loại máy và thiết bị phân loại (Phần 2)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_may_va_thiet_bi_san_xuat_vat_lieu_xay_dung_chuong.pdf
