Home Gia công Chế biến thực phẩm Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển và định lượng thực...

Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển và định lượng thực phẩm

255
0

Nguyên lý làm việc, cách tính toán thiết kế băng tải

Băng tải là một máy vận chuyển vật liệu rời theo phương ngang bằng cách cho vật liệu nằm trên một mặt băng chuyển động. Vật liệu sẽ được mang từ đầu nầy tới đầu kia của băng và được tháo ra ở cuối băng.

Băng tải gồm một băng bằng cao su hoặc vải hoặc bằng kim loại được mắc vào hai puli ở hai đầu. Bên dưới băng là các con lăn đỡ giúp cho băng không bị chùng khi mang tải. Một trong hai puli được nối với động cơ điện con puli kia là puli căng băng. Tất cả được đặt trên một khung bằng thép vững chắc. Khi puli dẫn động quay kéo băng di chuyển theo.

Vật liệu cần chuyển được đặt lên một đầu băng và sẽ được băng tải mang đến đầu kia. Trong nhiều trường hợp cần phải tháo liệu giữa chừng có thể dùng các tấm gạt hoặc xe tháo di động. Thông thường puli căng là puli ở vịtrí nạp liệu, còn puli dẫn động ở phía tháo liệu vì với cách bố trí như vậy nhánh băng phía trên sẽ là nhánh thẳng giúp mang vật liệu đi dễ dàng hơn. Để tránh hiện tượng trượt, giữa puli và băng cần có một lực ma sát đủ lớn, do đó băng cần phải được căng thẳng nhờ puli căng được đặt trên một khung riêng có thể kéo ra phía sau được.

 

a cau tao vit 3

Cấutạo vànguyên lý hoạt động của băng tải

 

a cau tao vit 4

HìnhI-4.Con lăn đỡ nghiêng

Băng tải có các đặc điểm như sau:

−  Không làm hư hỏng vật liệu do vật liệu không có chuyển động tương đối với mặt băng

−  Có thể áp dụng cho nhiều loại sản phẩm khác nhau như các loại vật liệu rời, vật liệu đơn chiếc hoặc các loại vật liệu không đồng nhất.

−  Có khả năng vận chuyển tương đối xa.

−  Chiếm nhiều diện tích và không gian lắp đặt.

−  Tiêu tốn năng lượng trên một đơnvị khối lượng vận chuyển tương đối cao

Năng suất của băng tải có thể tính theo công thức

 

Q  =60vAρ*=60πDnA  ρ*, kg/h

trong đó          Q: năng suất vận chuyển của băng tải, kg/h

v:  vận tốc chuyển động của băng, m/phút

A:  diện tích mặt cắt ngang trung bình lớp vật liệu trên băng, m2

ρ*:khốilượng riêng xốp của vật liệu vậtliệu, kg/m3

Dđường kính puli truyền động,m

n: số vòng puli truyền động, v/phút

a cau tao vit 5

Băng tải bằng thép không gỉ và bằng lưới

Tính toán thiết kế bang định lượng

Cấu tạo giống băng tải vận chuyển nhưng ngắn hơn do chỉ dùng để định lượng hơn là vận chuyển. Phễu chứa nguyên liệu được lắp phía trên băng giúp cho việc cung cấp được đồng đều. Cửa ra của phễu nạp liệu có tấm chắn điều chỉnh diện tích cửa ra để thay đổi lượng cung cấp. Dọc theo hai bên băng có lắp thêm tấm chắn khi đó mặt cắt của lớp sản phẩm trên băng là một hình chữ nhật, giúp cho quá trình định lượng được chính xác. Lượng cung cấp có thể xác định theo công thức:

Q=v⋅ b⋅ h⋅ ⋅ρ*= πD⋅ n⋅ b⋅ k⋅ h⋅ρ* , kg/phút

trong đó n: số vòng quay puli, v/phút

b, h: bề rộng và chiếu dầy lớp vật liệu trên băng,m

v: vận tốc chuyển động của băng, m/s

D: đường kính puli chủ động,m

ρ∗:khối lượng riêng xốpcủa vậtliệu, kg/m3

k: hệ số trượt giữa puli và băng

Ðể có thể tự động hoá quá trình định lượng, một hệ thống cảm biến thường được lắp để nhận biết sự thay đổi trọng lượng hoặc thể tích vật liệu trên băng. Khi trọng lượng vật liệu trên băng thay đổi, hệ thống cảm biến sẽ làm thay đổi tần số rung của một máy rung cấp liệu đặt ở cửa ra của phễu nạp liệu làm thay đổi tương ứng lượng cung cấp hoặc làm thay đổi số vòng quay của puli băng tải.

Hình 3 mô tả một hệ thống cảm biến nhận biết sự thay đổi chiều rộng lớp vật liệu nhờ một chùm tia gam-ma hẹp chiếu từ bên dưới. Cảm biến lắp phía trên nhận biết do dự thay đổi cường độ bức xạ gamma khi di xuyên ngang lớp vật liệu, từ đó có thể tính được khối lượng vật liệu cung cấp.

a cau tao vit 30

Băng định lượng

a cau tao vit 31

Băng định lượng có máng runga cau tao vit 32Hình IV- 4. Đo lượng cung cấp bằng tia gamma

Hướng dẫn tính toán thiết kế vít định lượng

Vít định lượng là thiết bị định lượng vật liệu rời với độ chính xác trung bình. Cấu tạo của vít

định lượng tương tự nhưmột vít tải,tuy nhiên thường có kích thước tương đối nhỏ và không quá dài. Khi vít định lượng quay với số vòng quay không đổi, lượng cung cấp cũng không thay đổi theo thời gian. Ðể thay đổi lượng cung cấp, tốc độ quay của vít định lượng được điều chỉnh nhờ một bộ biến tốc vô cấp.

Năng suất của vít cấp liệu được xác định theo công thức :

Q D   d    S⋅ n⋅ψ⋅ C kg/phút

trong đó

D:  đường kính ngoài vít xoắn, m d : đường kính trong vít xoắn, m

S:  bước vít,m, thường thường S = (0,8÷1) D

ψ:hệsố nạp đầy  ψ= 0,6÷0,8

n: số vòng quay của vít xoắn, v/phút

thông thường n = 40-80 v/ph, khi độ linh động của sản phẩm giảm xuống thì n= 20-40 v/ph. Ðể tránh vật liệu tích tụ trong vít định lượng cầnphải đảm bảo tỉ lệ :

D ≥[4 – 5]dC

dC: kích thước lớn nhất của sản phẩm.

ρ*:khốilượng riêng xốp của vật liệu, kg/m3

a cau tao vit 29

Vít định lượng

Lượng cung cấp của vít định lượng không hoàn toàn đồng đều theo thời gian do cấu tạo của vít và tính chất khó chảy thành dòng liên tục của vật liệu rời. Trong thực tế, lượng cung cấp thường xác định bằng đo đạc tại chỗ.

Tính toán thiết kế gàu tải

Gàu tải là thiết bị vận chuyển vật liệu rời theo phương thẳng đứng. Cấu tạo của gàu tải gồm có hai puli đặt trong một thân làm bằng thép mỏng. Một đai dẹt trên đó có bắt các gàu múc được mắc vào giữa hai puli. Puli trên cao được truyền động quay nhờ động cơ điện thông qua hộp giảm tốc, còn puli dưới được nối với bộ phận căng đai có nhiệm vụ giữ cho đai có đủ độ căng cần thiết bảo đảm đủ lực masát giữa đai và puli. Vật liệu được mang lên cao nhờ các gàu múc di chuyển từ dưới lên.

Gàu múc vật liệu từ phía chân gàu đi lên phía trên và đổ ra ngoài theo hai phương pháp chủ yếu là đổ nhờ lực ly tâm và nhờ trọng lực. Ở phương pháp ly tâm, gàu chứa đầy vật liệu khi đi vào phần bán kính cong của puli trên sẽ xuất hiện lực ly tâm, có phương thay đổi liên tục theo vịtrí của gàu. Hợp lực của trọng lực và lực ly tâm làm cho vật liệu văng ra khỏi gàu và rơi xuống đúng vào miệng ống dẫn vật liệu ra. Lực ly tâm sinh ra phụ thuộc vào vân tốc quay của puli, nếu số vòng quay của puli lớn, lực ly tâm lớn làm vật liệu văng ra ngoài sớm hơn, rơi trở lại chân gàu. Nếu quay chậm, lực ly tâm nhỏ vật liệu ra khỏi gàu chậm và không văng xa được, do đó vật liệu không rơi đúng vào miệng ống dẫn vật liệu.Số vòng quay của puli phải phù hợp mới có thể đổ vật liệu đúng vào miệng ống dẫn vật liệu ra.a cau tao vit 6

Cấu tạo gàu tải đổ theo phương pháp ly tâm và phương pháp trọng lực -Cách bắt gàu lên đai gàu

a cau tao vit 7

Puli căng dạng cánh chống nghiền nát vật liệu và Hình dạng bên ngoài của gàu

Năng suất vận chuyển của gàu được tính bằng công thức:

a cau tao vit 8

Nguyên lý hoạt động của hệ thống vận chuyển bằng khí động

Vận chuyển vật liệu bằng không khí được ứng dụng đầu tiên vào vận chuyển những vật liệu dạng sợi và hạt. Nhờ có nhiều uu điểm nên hình thức vận chuyển nầy được ứng dụng rộng rãi và trong rất nhiều trường hợp được thay thế hoàn toàn cho phương pháp vận chuyển cơ khí.

Vận chuyển vật liệu bằng không khí dựa trên nguyên lý sử dụng dòng khí chuyển động trong ống dẫn với tốc độ đủ lớnđể mang vật liệu từ chỗ này đến chỗ khác dưới trạng thái lơ lửng. Theo lý thuyết, dòng khí có vận tốc đủ lớn có thể vận chuyển vật liệu có khối lượng riêng và kích thước bất kỳ. Nhưng vì năng lượng để vận chuyển và tiêu tốn tăng nhanh rất nhiều lần so với trọng lực của hạt vật liệu, cho nên trong phạm vi thực tế ứng dụng của phương pháp vận chuyển bằng không khí thường chỉ sử dụng cho các loại vật liệu hạt có kích thước tương đối nhỏ, nhẹ .

Vận chuyển bằng không khí được dùng nhiều trong các ngành công nghiệp khác nhau. Hiện nay năng suất của các hệ thống vận chuyển bằng không khí dao động trong giới hạn khá lớn, có thể đạt tới 800 t/h,độ dài vận chuyển có thể tới 1800 m và độ cao có thể đạt tới 100m.

Trong các nhà máy chế biến lương thực thực phẩm, hệ thống áp suất thấp và trung bình (chênh áp giữa đầu hút và đẩy <0,1 at) được sử dụng rộng rãi để cơ giới hóa các nguyên công vận chuyển trong phân xưởng và giữa các phân xưởng với nhau. Những hệ thống nầy làm việc

với vận tốc khí trong ống khoảng 18-20 m/s, nồng độ hỗn hợp tương đối thấp (µ= 5kg vật liệu/kg không khí), suất tiêu tốn không khí khá lớn. Trong nhiều trường cho phép kết hợp vận chuyển với một vài quá trình công nghệ khác như làm mát, phân loại, sấy, v.v…

a cau tao vit 9

Hệ thống vận chuyển hạt bằng khí động

Nguyên liệu hạt được ôtô hoặc tàu chở tới, đổ vào thùng chứa rồi được hút theo ống dẫn vào buồng lắng hạt. Tại đây do vận tốc dòng khí giảm, hạt lắng xuống đáy buồng, sau đó được tháo ra nhờ bộ phận tháo liệu lắp ở đáy buồng. Không khí được dẫn vào xyclon lắng rồi vào máy lọc túi để làm sạch bụi. Từ máy lọc không khí sạch được hút vào quạt và ra ngoài trời. Để có thể lấy nguyên liệu tại nhiều vị trí khác nhau cần có các đoạn ống mềm.Nhờ hệ thống này có thể hút nguyên vật liệu từ nhiều vị trí trong cùng một lúc.

Để đảm bảo cho các hệ thống vận chuyển bằng không khí làm việc không bị ngưng trệ và đáng tin cậy, cần chọn tốc độ không khí như sau:

–    Trường hợp vận chuyển hạt trong các ống dẫn thẳng đứng lấy v = 22m/s khi nồng độ lൠ≤4 kg /kg và v =25m/s khiµ > 4 kg/kg.

–     Trường hợp vận chuyển hạt trong các ống dẫn nằm ngang khi µ = 1- 4 kg/kg  v≥ 18 – 22 m/s.

 

 

 

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here