thiết kế máy rửa chai trong hệ thống dây chuyền sản xuất nước tinh khiết, chương 13

Chương 13: MÁY RỬA LOẠI TAY KẸP
1 : Băng tải
2 : Xylanh cổng vào
3 : Thanh kẹp
6 : Cảm biến
5 : Xylanh quay
4 : Xylanh kẹp
6
7
1
2
3
7 : Vòi phun
PHƯƠNG ÁN 4 : MÁY RỬA LOẠI TAY KẸP
5
4
Nguyên lý họat động:
Các chai được đặt trên băng tải 1 và được chuyển đến vò trí giữa hai
thanh kẹp 4 khi cổng vào 3 mở ra nhờ xilanh khí nén 2. Các chai
được lắp đầy suốt chiều dài của hai thanh kẹp, cổng vào đóng lại
nhờ cảm biến đếm đặt gần cổng vào. Khi cảm biến đếm đủ số chai
đã cài đặt thì cổng vào đóng lại, cơ cấu kẹp gồm hai thanh kẹp 4
đóng lại, cơ cấu quay do động cơ 5 thực hiện xoay
0
180
đưa các chai
vào vò trí rửa. Vòi phun 7 phun tia nước áp suất cao rửa chai. Sau khi
rửa xong các chai được xoay ngược trở lại đặt trên băng tải, cơ cấu
kẹp mở ra cổng ra 3 mở ra, các chai được đưa ra ngòai băng tải.
NHẬN XÉT:
Máy rửa chai dạng xích và dạng thùng quay được sử dụng cho dạng

sản xuất lớn chuyên dùng để rửa những bao bì dơ đã qua sử dụng, có
kết cấu phức tạp.
Máy rửa chai dạng tay kẹp thích hợp cho sản xuất nhỏ số lượng ít,
đơn giản về mặt kết cấu nhưng điều khiển nhiều.
Máy rửa chai dạng mâm quay có kết cấu cơ khí phức tạp nhưng hầu
như không phải điều khiển nhiều, thích hợp cho số lượng chai trung
bình.
Với yêu cầu là 3500 chai/h có năng suất trung bình nên ta chọn thiết
kế máy theo dạng mâm quay là phù hợp nhất.
24
240
68
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY RỬA CHAI
1. CÁC THÔNG SỐ VÀ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
1.1 Các thông số:
 Lấy theo mẫu chai của nhà máy ĐaKai loại 600ml
 Dạng bao bì cần rửa là chai PET mới.
 Kích thước miệng 24mm, thân 68mm, cao 240mm.
 Năng suất yêu cầu 10800 chai/h
1.2 Sơ đồ nguyên lý:
5
4
2
1
3
Nguyên lý hoạt động:
Chai được đưa lên băng tải cấp chai (1). Khi tới vít chia (2),
chai sẽ được chia đều ra đúng bằng khoảng cách chai trên đóa cấp
chai (3). Chai sẽ được các tay kẹp của máy rửa đưa vào trong
máy rửa chai (4). Sau đó chai được chuyển ra ngoài theo đóa dẫn

chai (5) ra ngoài tiếp tục qua công đoạn tiếp theo.
Máy rửa có tổng cộng 40 đầu kẹp chai để rửa.
Trong quá trình làm việc của máy rửa thì có 22 đầu phun lúc
nào cũng ở trạng thái làm việc để phun nước rửa chai. Trong đó
có 10 đầu phun hóa chất, 12 đầu phun nước bán thành phẩm để
rửa sạch hóa chất và cặn bẩn.Còn lại 18 đầu kẹp ở ngoài thì làm
nhiệm vụ đưa chai vào và ra.
2. TÍNH TOÁN LƯU LƯNG NƯỚC VÀ CÔNG SUẤT BƠM:
2.1 Tính toán đường kính vòi phun rửa và lưu lượng nước
sử dụng:
Theo V.I.Egorov thì lượng chất lỏng đưa vào chai không có đầu
bơm có thể xác đònh theo công thức (XIX -1) [I].
63.1
64.0 xDM
Mã

M
Max
– Lượng chất lỏng lớn nhất có thể đưa vào chai, cm
3
/s.
D – Đường kính trong của miệng chai.
scmxM
Max
/74.1132464.0
363.1

Lượng chất lỏng đưa vào chai thực tế có thể tính theo công thức
(XIX-2) [I].
1

2
1
2
4
gH
d
M



M – Lượng chất lỏng đi qua miệng phun
=0.65 là hệ số lượng lượng
d
1
đường kính miệng phun (cm)
g=9.81 cm/s
2
là gia tốc trọng trường.
H
1
p suất chất lỏng trong ống bơm. Chọn H
1
=20m.
Để miệng phun làm việc bình thường thì M<M
Max
, nên ta có:
63.1
1
2
1

64.02
4
65.0 xDgH
d


mmcm
xxgH
D
d 4.1004.1
200081.92
24
1.1
2
1.1
63.1
1
63.1
1

Chọn d
1
=10mm
Vậy
Max
Mscmxx
xx
M  /1.101200081.92
4
114.365.0

3
2
thỏa điều kiện.
Tính lượng nước tiêu thụ:
Với yêu cầu 10800 chai/h
Nhòp sản xuất:
st
n
3.0
10800
3600

Lượng nước cần thiết trong một giờ cho một đầu phun:
hcmxQ /3639601.1013600
3
1

Theo thiết kế ta có hai giai đoạn rửa, đầu tiên là rửa bằng hóa
chất, sau là rửa lại bằng nước bán thành phẩm.
Sơ đồ phun rửa
A.Giai đoạn rửa hóa chất:
- Trong giai đoạn làm việc, có tất cả 10 đầu phun hóa chất.
- Vậy trong 1h lượng nước hóa chất cần thiết để rửa chai là:
hcmxxQQ
hc
/36396001036396010
3
1

- Lượng nước để rửa 1 chai là:

hcm
Q
q
hc
hc
/337
10800
3639600
10800
3

- Thời gian rửa hóa chất cho 1 chai là:
chais
M
q
t
hc
hc
/33.3
1
.
101
337

B. Giai đoạn rửa bằng nước bán thành phẩm:
- Trong giai đoạn này, có tất cả 12 đầu phun nước sạch bán
thành phẩm.
- Vậy trong 1h lượng nước hóa chất cần thiết để rửa chai là:
hcmxxQQ
btp

/43675201236396012
3
1

- Lượng nước để rửa 1 chai là:
hcm
Q
q
btp
btp
/4.404
10800
4367520
10800
3

- Thời gian rửa hóa chất cho 1 chai là:
chais
M
q
t
btp
btp
/4
1
.
101
4.404

2.2 Tính toán vòi dẫn:

p dụng phương trình liên tục dòng chảy ta có:
1122
AVAVAV
ii


Với
4
2
d
A


, gHV 2
Thay vào ta được:
2
1
2
12
H
H
dd


d
2
– Đường kính của ống cung cấp.
H
2
– p suất trong ống chính. Chọn H

2
=40m
A. Với nước hóa chất:
mmx
H
H
xdd
hc
6.26
40
20
101010
2
2
1
2
12

Chọn đường kính ống dẫn nước hóa chất là 27mm
B. Với nước bán thành phẩm:
mmx
H
H
xdd
btp
29
40
20
101212
2

2
1
2
12

Chọn đường kính ống dẫn nước bán thành phẩm là 30mm.
2.3 Tính toán công suất bơm:
Vì đường bơm nước bán thành phẩm dùng chung với đường
nước chiết nên không cần phải quan tâm tới.Ta chỉ tính chọn
động cơ bơm nước hóa chất.
Chọn hiệu suất có ích của bơm là
=0.8
Lưu lượng của nước cần cung cấp là
Q=Qx
= plplhlhcm /76/825.75/5.4549/4549500
8
.
0
3639600
3

Công suất động cơ: (trang87, thủy lực khí nén)
kW
xQxP
N 5.0
600
4750
600
0


Chọn số vòng quay của bơm là1500v/p
Lượng nước cung cấp cho bơm của một vòng quay là:
D
p
= vl
n
Q
/05.0
1500
75

Công suất trên trục động cơ là:
KwxNN 4.005.08.0.
0


(trang 87, tl- kn)
Mô men xoắn trên trục của động cơ là:
Kw
x
n
xN
M
26.0
1500
4.0975975

2.4 Tính và chọn thùng chứa ngoài:
Thùng chứa nước dùng để đựng và pha trộn nước hóa chất
trước khi bơm vào rửa nhằm ổn đònh lượng nước khi

bơm.Thùng có thể bằng nhựa hoặc Inox, hình khối hoặc hình
trụ tròn. Thể tích thùng phải đủ sức chưa1/3 lượng nước cần
bơm trong 1h.
Gọi V
tc
là thể tích thùng chứa
3
12
516.1
1000
5.4549
3
1
3
1
mxVV 
Vậy ta có thể chọn thùng Inox có thể tích là 2m
3
hiện có sẵn
trên thò trường.