Bài tập lớn thiết kế kĩ thuật máy sấy lúa

4. PHẦN ĐƯA RA Ý TƯỞNG
4.1. Phân tích chức năng :
4.1.1. Tìm ra chức năng chung của máy sấy lúa.
Yêu cầu chung của máy sấy lúa là làm sao để máy sấy lúa sấy khô được láu
theo một số yêu cầu nào đó, cụ thể là sấy khô 10 tấn lúa trong vòng 8 – 10 giờ. Các
yếu tố tác động và các bộ phận cần thiết để thực hiện chức năng chung được thể
hiện như sau :
Ống xoáy tro
Miệng cung cấp gió nóng
Cánh quạt
Động cơ
Giá đỡ
Cỗng chia gió
Sấy lúa ẩm ướt từ
10 – 12 tấn trong
vòng 8 – 10 giờ

Khoang chứa lúa
HT chia gió trong khoang C
Van xả hơi nước
Băng tải

Nhiên liệu
Nhiên liệu
HT cung cấp nhiên liệu
Bộ phận lọc tro

HT cung cấp nhiên liệu
Bộ phận lọc tro
Ống xoáy tro
Miệng cung cấp gió nóng

Cánh quạt

HT chia gió trong khoang C

Động cơ

Van xả hơi nước

Giá đỡ

Băng tải

Cỗng chia gió
Khoang chứa lúa

4.1.2 Phân tích chức năng con
Từ chức năn chung đã đưa ra để phân tích thành những chức năng nhỏ hơn,
góp phần thực hiện chức năng chung đã định :

Sấy lúa ẩm ướt từ 10 – 12 tấn trong vòng 8 – 10 giờ

Để thực hiện các chức năng đó cẩn có các bộ phận

Động
cơ

Bộ
phận

dẫn
động

Bộ
phận
lò đốt

Bộ
phận
lò tro

Bộ
phận
cung
cấp
gió
nóng

Bộ
phận
buồng
sấy

Bộ
phận
chế độ
sấy

Bộ
phận

vận
chuyển
lúa lên
xuống


Chế
độ
sấy 1

Chế
độ
sấy 2

4.2 Tham khảo thiết kế liên quan

 Máy sấy tĩnh vỉ ngang:
• Ưu : Chi phí đầu tư thấp, ít chiếm mặt
bằng, Ẩm độ lúa sau khi sấy đều hơn.

Hình 1 – máy sấy tĩnh vĩ
ngang

• Nhược: công suất nhỏ, thời gian sấy
lâu.Tốn nhân công do do phải đảo lúa vì nó
không có chế độ sấy từ trên xuống. Lúa khô
không đều
không đều.

 Máy sấy lúa chạy lũ:

• Ưu: Do kết cấu rất gọn nhẹ, máy sấy chạy lũ
rất thuận lợi cho việc di chuyển kể cả những
nơi có mặt bằng rất hạn chế.

Hình 2 – máy sấy lúa chạy lũ

• Nhược: công suất nhỏ, thời gian sấy lâu, chỉ
phù hợp trong trường hợp khẩn cấp với khối
lượng nhỏ. Chỉ dùng than là duy nhất , không
dùng được động cơ điện


 Máy sấy tĩnh vỉ ngang đảo chiều gió:
• Ưu : Ít tốn diện tích xây buồng sấy và không cần phải tốn
nhân công cào đảo lúa, có thể sử dụng lò than đá hoặc lò
trấu.
• Nhược điểm: công suất nhỏ không phù hợp cho qui mô lớn
máy sấy
tĩnh
vĩ thời gian ngắn.
vớiHình
khối3 –lượng
lớn
trong
ngang đảo chiều gió

4.2.1 Mô tả thiết kế :

Quan sát những máy sấy lúa đã chế tạo sẵn ta thấy hệ thống máy sấy
lúa nẳm bao gồm lò đốt cung cấp hơi nóng, quạt hút hơi nóng đưa vào buồng sấy

và làm khô lúa .
4.2.2 Mô tả hoạt động :
•

Mô hình cơ bản của hệ thống máy sấy lúa

Hệ
thống
bao
gồm
buồng
đốt nhiên liệu, ống xoáy gió, ống xoáy trấu, ống dẫn khí nóng ra khỏi
lò đốt, động cơ điện – dầu – quạt gió, ống dẫn gió và chia gió thành
hai chế độ sấy, van chế độ, tháp tam giác chia gió trong buồng sấy,
buồng sấy, nhiệt kế đo độ, cửa thoát hơi nước, cầu thang, băng tải và
tấm bạt che buồng sấy nếu khi thực hiện chế độ sấy từ trên xuống(chế
độ 2).

• Hệ thống hoạt động được nhờ vào sức kéo của động cơ truyền qua dây
đai, bánh đai, tới quạt được lắp ở đầu ống chia gió. Động cơ chạy
bằng điện hoặc dầu Deizel. Thường th2 động cơ chạy bằng điện.
Trong thực tế hệ thống máy sấy lúa thường thiết kế sấy lúa chỉ một
chế độ - từ dưới lên và chủ yếu là dùng sức người để đưa lúa ra vào
khỏi buồng sấy.


4.2.3. Đánh giá ưu điểm, nhược điểm :
• Tận dụng được lượng nhiệt cung cấp ở múc tối đa.
• Tiết kiệm thời gian của mẽ sấy, không tốn công đão lúa
• Hệ thống đốt nhiên liệu bán tự động sẽ giảm bớt nhân lực

• Máy được đặt trên mọi địa hình, mọi vùng, di động được, đảm bảo vệ
sinh môi trưởng.
• Việc lắp đặt dễ dàng, bảo trì dễ nhưng cần diện tích đặt máy và không
gian xung quanh rộng thì càng tốt để đỡ ảnh hưởng nhiệt nóng.
4.3.

Đưa ra ý tưởng .
• Ý tưởng 1 :
• Hệ thống có kết cấu gồm lò đốt trấu , than hoặc củi,
• Động cơ quay

quạt quay

hút gió nóng đem vào buồng sấy.

• Sấy một chiều từ dưới lên
• Đưa lúa vào ra khỏi buồng sấy bằng sức người.
• Nhiên liệu nạp vào từ từ từng đợt bằng cách xúc trấu cho vào lò đốt.
• Có một nhiệt kế đo dộ.
• Cánh quạt li tâm một lớp.
• Động cơ dầu, điện.
• Ý tưởng 2 :
• Hệ thống có kết cấu gồm lò đốt nhiên liệu trấu hoặc than củi.
• Động cơ quay

quạt quay

hút gió nóng đem vào buồng sấy.

• Sấy hai chiều từ dưới lên và từ trên xuống.

• Đưa lúa vào ra khỏi buồng sấy bằng sức người.


• Nhiên liệu nạp vào từ từ, đều đặn nhở phểu chia nhiên liệu (trấu)
• Cánh quạt li tâm hai lớp.
• Có hai nhiệt kế đo độ.
• Động cơ dầu, điện.
• Ý tưởng 3 :
• Hệ thống có kết cấu gồm lò đốt nhiên liệu trấu hoặc than củi.
• Động cơ quay

quạt quay

hút gió nóng đem vào buồng sấy.

• Sấy hai chiều từ dưới lên và từ trên xuống.
• Đưa lúa vào ra khỏi buồng sấy nhờ băng tải.
• Nhiên liệu nạp vào từ từ, đều đặn nhở phểu chia nhiên liệu (trấu)
• Cánh quạt li tâm hai lớp.
• Có hai nhiệt kế đo độ.
• Động cơ dầu, điện.
• Có cơ cấu lọc, tách tro khỏi luồng khí nóng trước khi khí nóng đó
được thổi vào buồng sấy.
5.

Đánh giá ý tưởng, chọn phương pháp thiết kế.


5.1.

Sử dụng ma trận quyết định đánh giá các ý tưởng.
Tiêu chuẩn

Ý tưởng

Tỷ trọng(Wt)
0

1

2

3

Dễ sử dụng

9

c

+

+

+

Đảm bảo vệ sinh

4

h

-

S

+

Dể lắp đặt, bảo trì

6

u

+

-

-

Tuồi thọ cao

7

ẩ

+

+

S

Dề sấy

7

n

S

-

+

Khối lượng sấy/mẻ

9

S

+

+

Kích thước gọn

7

+

+

-

Tốc độ sấy

10

S

+

+

Sạch lúa

9

S

S

+

Khô lúa

10

-

+

+

Giá thành

10

+

-

-

Tốc độ vận chuyển lúa

9

S

S

+

Nhân công

8

S

-

-

5

6

8

Tổng điễm +


Tổng điểm -

2

4

4

Tổng điểm toàn bộ

3

2

4

Tính theo tỉ trọng

25

21

36

Ý tưởng dùng làm chuẩn là ý tưởng 3 – ý tưởng là máy sấy hai chiều có hệ thống
lọc tro và dùng băng tải lúa.
 Đánh giá ý tưởng :
• Ba ý tưởng trên đều có lỏ đốt nhiên liệu trấu, than hoặc củi. Quạt quay
môtor quay đưa gió nóng vào buồng sấy làm khô lúa. Sự vận hành
môtor đơn giản, dễ sử dụng.
• Ý tưởng 1, 2 không có cơ cấu
lọc tro nên khoi sấy xong, lúa
rất dơ, lẫn lộn tro bụi, mùi ám
khói, làm buồng sấy dơ gây
mất vệ sinh, giảm chất lượng
sản phầm gạo sau này.
• Ý tưởng 1 thì không có chế độ
sấy từ trên xuống nên lúa khô
không đều, phải tốn nhân công
đão lúa. Suy ra tốc độ sấy chậm,
kho sấy, khó vận hành và khối
lượng mẻ sấy nhỏ. Lúa khô
không đều. Còn ý tưởng 2 và 3
thì có thêm cơ chế này nên đã khắc
phục được những nhược điểm này.

Hệ thống xoáy lọc tro

Chề độ sấy từ trên xuống – miệng
trên đậy, lỗ thoát khí phía dưới
mở.

• Ý tưởng 1 , 2 không có băng tải đưa lúa lên, xuống khỏi buồng sấy, do
đó rất tốn thời gian, nhân công cho việc di dởi lúa.


• Ý tưởng 1 , 2 có tuổi thọ cao hơn ý tưởng 3 vì ý tưởng 3 có thêm
nhiều kết cấu khác làm hệ thống phức tạp thêm và bí hơi nếu sấy từ
trên xuống.
• Tốc độ sấy của ý tưởng 2 ,3 nhanh do nhờ cơ chế sấy hai chiều từ
dưới lên và từ trên xuống.
 Ta thấy trong ba ý tưởng, ý tưởng 3 có điểm cao nhất, phù hợp
nhất nên được chọn lảm trong quá trình thiết kế.
5.2.

Các bộ phận chính của hệ thống :
• Lò đốt :
o Gồm miệng phểu để chứa trấu,
điều tiết trấu chảy từ từ hay
nhanh là phù thuộc vào sự điều
chỉnh của ngưởi điều khiển cần
gạt trấu.
o Miệng lò đốt là nơi sãy ra quá
trình cháy trấu, trước miệng lò
có lưới thép cản trở làm cho trấu
Cơ cấu lò đốt – trấu
và tro không bay ngược ra ngoài và

một phần cũng nhờ vào sự hút mạnh của quạt gió. Trong lò có ống
xoáy trấu.
• Hệ thống lọc tro :

Cơ cầu
xoáy tro
ly tâm –
o
giúp tro
olắng
oxuống .

o
Gồm ống xoáy tro có nhiệm vụ đưa gió nóng quay ngược trỡ lại vào
lò đốt, gió này được phun hướng xuống theo vòng xoáy ốc hướng
xuống tạo vòng xoáy li tâm cùng với tro bụi và theo lực li tâm, tro
bụi được lắng xuống đáy lò đốt.

Vòi xoáy
trấu


• Hệ thống cung cấp gió nóng
tới họng chia gió và tới hệ
thống lọc tro:

Cánh
quạt,
ống
đưa

gió
vào
buồng
sấy

o

Cơ cấu hút gió ngược lại
của ống xoáy gió

Gồm ống
hút gió từ
trong
buồng đốt ra phía trước quạt gió hai tầng
o Miệng cung cấp được chia làm hai nhánh để tăng thêm lưu lượng
gió truyền tới cho quạt hút và truyền vào họng chia gió.
o Phía đẩu ống xoáy gió cùa co cấu lọc tro có nỡ rộng ra để hứng
được nhiều gió.
• Hệ thống tạo sấy hai chiều :

Vị trí đóng
1 , van 1

o Bao gồm họng chia, van đóng
2. Khi gió nóng vào họng, nếu
van đóng ở vỉ trỉ 1 thì là kiểu sấy
2 (sấy từ trên xuống), còn khi
van đóng ở vị trí 2 thì là kiểu sấy
1 (sấy từ dưới lên). Van đó di
chuyển được là nhờ vào sợi dây

gắn vào đầu cánh van và được
dẫn ra ngoài khỏi họng sấy.
Vị trí đóng
o Khi sấy từ dưới lên thì ngoài
buồng sấy, các van thoát khí
đó phải đóng lại, bạt che
phía trên mở ra. Còn khi sấy
chế độ từ trên xuống thì bạt

Van điều
chỉnh 2
chế độ
sấy

van 2
Tấm bạt để
đậy khi sấy
ở chế độ 2

Các lỗ thông
khí khi sấy từ
trên xuống


che phia trên đóng lại, các van thoát mở ra để hơi nước thoát ra
ngoài.
• Hệ thống băng tải đưa lúa lên xuống khỏi buồng sấy :
o Do miệng buồng sấy cao hơn mặt đất khoảng 2m do đó khi vận
chuyển lúa từ dưới đất lên buồng sấy là vấn đề gian nan, tốn nhân
lực, tốn thời gian nếu mà ta vận chuyển khoàng từ 10 – 12 tấn lúa

cho mỗi mẻ sấy.
o Băng tải thì cần thiết kế hướng đặt, điểm đặt và tính toán xem cần
loại băng tải gì. Qua tính toán thì nhóm đi đến quyết định chọn
mua băng tải dạng máng bằng vải vì ta chỉ để nó tải lên, xuống
những bao lúa đã thắt chặt.
• Động cơ :
o Có khá nhiều trên thị trường, chỉ cần phù hợp với công suất và số
vòng quay tính toán, thông thường chọn loại động cơ điện vì ít gây
ô nhiểm, ổn định, điều khiển dể dàng và có cộng suất lớn. nhưng
khi thiết kế cũng cần chú ý đến động cơ dầu nữa vì nó không phụ
thuộc điện năng nên tính cơ động cao.
• Kết cấu khung đỡ trong buồng sấy và cho các hệ thống khác:
o Vì mỗi mẻ sấy từ 10 – 12 tấn lúa, do đó khung đỡ là một vấn đề rất
quan trọng và phải tính toán hợp lý. Trong lòng khung đỡ ta dựng
rất nhiểu cột bêtong kết hợp với khung thép mắt cáo tạo thành hệ
ràng buộc siêu tĩnh như một hệ thống khung giàn giáo chuẩn bị đỗ
bêtong trần nhà của các công trình xây dựng.
•

Ngoài ra cần có thêm hai nhiệt kế đo nhiệt độ
tại buồng sấy với hai chế độ sấy khác nhau.

•
•