Đề tài Thiết kế và chế tạo máy chiết rót bán tự động

Đề tài:
Thiết
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
1 of
113.

Chương 1: GIỚI THIỆU
1.1 Giới thiệu về máy chiết rót bán tự động:
1.1.1 Đặt vấn đề :
Ngày nay việc ứng dụng khoa học – công nghệ vào lao động sản xuất là
một nhu cầu không thể thiếu. Nó quyết định việc tăng năng suất lao động, hạ giá
thành sản phẩm, giảm nhẹ sức lao động cho người lao động, nâng cao hiệu quả
kinh tế, chất lượng sản phẩm.
Đối với một đất nước đang trong thời kì phát triển của sự nghiệp công
nghiệp hóa – hiện đại hóa như nước ta hiện nay, việc từng bước cơ giới hóa hoạt
động lao động sản xuất là rất quan trọng và là một việc làm hết sức cần thiết.
Xuất phát từ nhu cầu sản xuất đó, nhóm chúng em đã chọn đề tài: “ Thiết
kế và chế tạo máy chiết rót bán tự động”, nhằm phục vụ việc chiết rót sản phẩm
cho các ngành sản xuất có nhu cầu. Và đây cũng chính là đề tài tốt nghiệp của
nhóm chúng em.
1.1.2.Mục tiêu nghiên cứu:
Tính toán , thiết kế và chế tạo một loại máy chiết rót sản phẩm lỏng bán tự
động đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật ( an toàn, chính xác, dễ sử dụng,…), hiệu quả
kinh tế ( năng suất, giá thành sản suất,…), không độc hại, không gây ô nhiễm môi
trường và phù hợp với công nghệ sản xuất trong nước.
1.1.3.Đối tượng nghiên cứu:
Các tài liệu, sách, giáo trình có liên quan, tìm hiểu thực tế ở các cơ sở sản
xuất, các nhà máy, xí nghiệp…
Các phương pháp tính toán, thiết kế và chế tạo các chi tiết hay cụm chi tiết
theo nguyên lý vá các thông số cơ bản.

Footer Page
1 of Nguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 1


Đề tài:
Thiết
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
2 of
113.

Chương 2: TỔNG QUAN
2.1 Mục đích và phạm vi ứng dụng
Phân lượng sản phẩm lỏng bằng máy được phổ biến rộng rãi trong nhiều
ngành sản xuất thực phẩm. Khi phân lượng bằng máy thì cải tiến được điều
kiện vệ sinh, đảm bảo được năng suất cao và định lượng sản phẩm một cách
chính xác.
Trong ba phương pháp định lượng cơ bản: trọng lượng, thể tích và định
lượng theo mức thì phổ biến nhất đối với sản phẩm lỏng là hai phương pháp
sau cùng.
Các yêu cầu nêu ra với những máy để rót sản phẩm thực phẩm chủ yếu là
do những tính chất vật lý khác nhau của chúng quyết định ( tạo bởi độ nhớt, độ
bay hơi). Ví dụ như bia, sa6mpanh và các đồ uống có chứa không khí. Để giảm
tổn thất khí cacbonic thì phải rót dưới áp suất cao cao hơi áp suất khí quyển.
Người ta tạo nên trong bao bì một áp suất cao bằng áp suất trong bình chứa

chất lỏng chảy ra.
2.2 Phân loại các máy rót
Những máy để phân lượng sản phẩm thực phẩm lỏng có thể phân loại theo
những dấu hiệu khác nhau. Trong bản trên nêu ra sự phân loại các cách rót phụ
thuộc vào phương pháp rót chất lỏng, cấu tạo máy và của bộ phận rót .

Footer Page
2 of Nguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 2


Đề tài:
Thiết
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
3 of
113.

Số thứ

Các chỉ số

tự

phân loại

1

Loại máy

2

3

4

Các phương pháp vật lý, cấu tạo và kỹ thuật thực hiện rót

Cấu tạo máy

cơ cấu rót

bán tự

bằng tay

động

tự động

liên hợp

theo các

bít kín

khối chi

khác

tiết

nhau

-

-

một rãnh

nhiều rãnh

kiểu bàn

thẳng

thẳng

quay

Phương

dưới áp

dưới áp

tạo chân

pháp nạp

suất chiều

suất chiều

không

bơm

cột chất

chất lỏng

cao cột

cao cột

trong bao

pittông

lỏng trên

chất lỏng

chất lỏng

bì nạp đẩy

không đổi

giảm đi

khóa nút

van

Thiết bị
đóng kín

5

tự động

ngắt bằng

áp suất

đó có khí
van trượt bằng hơi

không khí

Định lượng

theo thể

theo thể

theo mức,

tích nhờ

tích nhờ

nghĩa là

bình

bình

nạp đầy

lường di

lường cố

bao bì đến

động

định

mức đã
biết

6

Tác động

nâng mâm

nâng mâm

cho dòng

lên bộ phận

bên dưới,

bên dưới,

điện của

đóng kín

trên đó có

trên đó có

vào cuộn

bao bì nhờ

bao bì nhờ

dây của

cơ cấu cao

không khí

van hình

cố định

nén

ống xoắn

Footer Page
3 of Nguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 3


Đề tài:
Thiết
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
4 of
113.

Đối với những sản phẩm có độ nớt nhỏ từ ( 0,8-0,85).10-3 N.s/m2 , khối
lượng riêng từ 0,9 – 1 g/cm3, thì có thể dùng các bộ phận rót trong đó chất lỏng
cần phân lượng chảy dưới tác dụng của khối lượng ( thiết bị rót trọng lượng ).

Những sản phẩm thực phẩm ít nhớt như thế gồm sữa, cream, rượu, bia, nước
ép, dầu thực vật, dầu cá... Những sản phẩm có độ nhớt cao hơn gồm dịch cà
chua, dịch sữa, dịch rau, kem cốc…người ta phân lượng những sản phẩm này
nhờ ép cưỡng bức chúng trong dụng cụ đặc biệt của máy phân lượng.
2.3 Cơ cấu rót của máy phân lượng
2.3.1 Cơ cấu rót kiểu van
Trên hình chỉ cơ cấu rót kiểu van đơn giản nhất, nó gồm có bình lường 1,
van 3 chiều 2, ống 3, ống nối 4 để nạp đầy bình lường và ống nối 5 để rót thể
tích đã đo vào bao bì chứa.
Thể tích chất lỏng đi vào trong bình lường 1 phụ thuộc vào vị trí đầu bên
dưới của ống 3 hở cả hai đầu.
Khi nút của van ba chiều tại vị trí chỉ ở phần bên phải của hình vẽ, chất
lỏng dưới áp suất thủy tĩnh đi vào trong bình lường, đẩy không khí trong bình
qua ống 3. Khi chất lỏng dâng đến mép dưới của ống thì không khí không ra
được nữa, còn chất lỏng ở trong bình lường được dâng lên cao hơn mép dưới
của ống một đoạn h, phụ thuộc vào mực chất lỏng ở trong thùng rót.
Áp suất không khí trên chất lỏng sẽ ngăn cản việc nạp tiếp tục vào bình
lường , còn lối ra của chất lỏng bị đóng. Chất lỏng trong ống 3 sẽ dâng lên và
theo quy tắc bình thông nhau nó được xác định bằng mực chất lỏng ở trong
thùng rót. Như thế là chấm dứt một chu trình định lượng. Thể tích được điều
chỉnh bằng nâng hoặc hạ ống 3 xuống.

Footer Page
4 of Nguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 4

Đề tài:
Thiết
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
5 of
113.

Để tháo chất lỏng vào bao bì chứa, thì quay nút của van ba chiều ngược
chiều kim đồng hồ một góc 900 như hình vẽ.
Tùy theo cách quay van mà những máy dùng cơ cấu rót này thuộc loại
quay tay, bán tự động và tự động.
2.3.2 Cơ cấu rót kiểu van xoáy để rót đẳng áp chất lỏng có nạp khí
Để tránh tổn thất khí khi rót chất lỏng có nạp khí người ta nạp đầy bằng
cơ cấu rót đẳng áp đặc biệt. Trên hình mô tả mặt cắt của van để rót đẳng áp
chất lỏng có nạp khí ( bia)
Chu trình làm việc của cơ cấu rót đẳng áp gồm:
-

Nạp đầy khí vào bao bì, áp suất của khí bằng áp suất dư, chất lỏng sẽ

được rót ở áp suất đó.
-

Mở lỗ nạp chất lỏng

Footer Page
5 of Nguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 5


Đề tài:
Thiết
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
6 of
113.

-

Chất lỏng chảy vào bao bì chứa không có chênh lệch áp suất ( dưới tác

dụng của trọng lượng bản thân )
-

Nạp đầy bao bì đến mức chất lỏng đã định trước

-

Đóng lỗ nạp chất lỏng

Trong thân van 4 có ba lỗ được khoan dưới những góc khác nhau. Ở trong
có van 11 cũng có 3 rãnh tương ứng. Phần bên trên của vỏ van nối liền với đáy
12 của thùng rót, còn phần bên dưới thì nối với khớp trục 5, tiếp dưới là hình
nón định tâm 9 có vành cao su 10.
Các ống 6, 8, 13, 14tho6ng với thùng rót để nạp chất lỏng vào bao bì.
Rãnh vòng 15 nối với khoang trong của bao bì cần nạp đầy với ống 13,
ống hình ô van 8 như ta thấy ở mặt cắt A-A, đi trong ống 6 kết thúc bằng lỗ 7.

Tay gạt 16 quay thân van 4 một cách lien tuc, hợp lý. Trong những máy rót tự
động thì tay quay có prophin phức tạp ( cam ). Khi quay bàn quay thì tay quay
được lăn trên tấm định hướng cố định. Nhờ đó mà thân van được quay theo với
những quy tắc đã được quy định theo thời gian và không gian.

Footer Page
6 of Nguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 6


Đề tài:
Thiết
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
7 of
113.

ở vị trí làm việc thứ nhất, rãnh 2 mở và chai được nạp đầy khí từ thùng
khí có áp suất. Ở vị trí làm việc thứ hai thì các rãnh 1, 3 mở và chai được nạp
đầy chất lỏng qua rãnh 1. Khí bị chất lỏng đẩy ra khỏi chai đi vào thùng chứa
khi1theo rãnh 3.
Chất lỏng được nạp đầy vào chai đến mức h1, chổ có lỗ 7 và ống 8. Bên
trên chất lỏng còn có khí không có chổ ra, chất lỏng sẽ dược nâng lên theo ống
3 và theo quy tắc bình thông nhau, nó được xác định bằng mực chất lỏng ở
trong thùng áp lực.
Ở vị trí thứ 3 thân van ngừng nạp chất lỏng và làm thông thể tích bên
trong của bao bì cần nạp đầy với thể tích ở thùng rot1theo hai đường ống 2 và

3. Lúc này chất lỏng ở trong ống 3 chảy ra làm nâng mực chất lỏng ở trong
chai lên h2, còn lượng khí tương ứng lại từ chai theo đường ống 2 quay ngược
về thùng.

Footer Page
7 of Nguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 7


Đề tài:
Thiết
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
8 of
113.

Ở vị trí thứ 4, khâu van phân cách hoàn toàn bao bì với thùng rót và chất
lỏng ở trong ống 1lai5 chảy vào chai làm dâng mực chất lỏng lên đến vị trí h3.
Điều chỉnh vị trí cuả lỗ 7 theo chiều cao, có thể nạp đầy bao bì tới mức sai
số cho phép trong thực tế.
2.3.3 Cơ cấu rót kiểu van chắn
Cơ cấu rót kiểu van chắn như hình vẽ dùng trong một số ít nhà máy sữa
để rót sữa vào chai có miệng rộng.

Trong cơ cấu rót kiểu van chắn chất lỏng nạp đầy vào bao bì nhờ phá vỡ
chổ nối kín của van với đế của nó.
Trong các cơ cấu kiểu van chắn khe hình vành khuyên giữa van và đế của

nó được tạo nên là do kết quả tác dụng của miệng bao bì cần nạp đầy lên van
hay lên đế. Có thể giải quyết một cách khác, đặc biệt là van nâng cưỡng bức
bằng cơ cấu cam đặc biệt đúng lúc khi dưới lỗ rót có bao bì.
Ở đáy của thùng rót có lắp ống nối 1 bằng đai ốc 2 ( hình )
Ống lót 3 có vành cao su 4 có thể dịch chuyển dọc theo ống nối. Bề mặt
tiếp xúc của ống lót và ống nối phải gia công mài.

Footer Page
8 of Nguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 8


Đề tài:
Thiết
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
9 of
113.

Ống 5 hở cả hai đầu, dùng để tháo không khí bị chất lỏng đẩy ra khỏi
chai. Đầu phía dưới của ống đó ghép chặt với đệm cao su 6. Lò xo 7 dùng để
tăng lực đóng kín cặp van đế. Mép dưới của ống lót 3 là van chắn.
Khi chai được nâng lên phía trên, ấn chặt miệng vào đệm cao su 4. Nén lò
xo 7 và nâng ống lót 3 lên, lúc đó qua khe vừa tạo ra, chất lỏng từ trong thùng
rót chải ra nạp đầy vào bao bì ( chai ).
Khi nạp vào thì miệng chai được ép chặt vào vành cao su 4, còn không
khí thì theo ống 5 đi vào không gian ở bên trên chất lỏng trong thùng rót.

Khi chất lỏng lên đến mép dưới của ống thì áp suất của không khí trong
chai không có chỗ ra và sẽ ngăn cản việc tiếp tục đưa chất lỏng vào.
2.3.4 Cơ cấu rót kiểu van có bình lường cố định

Trên hình chỉ ra thùng rót 1, nối với đáy là bình lường 2 gồm hai ngăn a
và b. Van nút 3 cho phép cắt ngăn b trong những trường hợp phải giảm lượng
chất lỏng đổ vào bao bì ( thường thì thể tích a và b bằng nhau, bởi vậy khi cắt
ngăn b thì việc nạp giảm đi một nữa). Hình nón 4 để định tâm miệng chia bắt
buộc nâng các khung 10,12,13 do các chai 5 bị dâng lên khi đó lò so 11 bị nén .

Footer Page
9 of Nguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 9


Đề tài:
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
10Thiết
of 113.

Khi đó lò xo nén 6 có thể giản dài và van 8 ép lên đế 9, tách bình lường
khỏi thùng rót.
Khi thanh ngang 13 đi đến vòng kẹp 14 thì nâng vòng kẹp này lên, thanh
15 có lắp van 7 ở đầu dưới cũng được nâng lên cùng với chúng. Đúng lúc đó
chất lỏng bắt đầu ở trong bình lường chảy ra.
Sau khi hạ chai xuống lò xo 11 đưa hệ thống về vị trí ban đầu, bình lường

được đổ đầy chất lỏng và chu trình làm việc đã mô tả được lặp lại như cũ.
2.3.5 Cơ cấu rót có chi tiết che kiểu van trượt
Trên hình trên chỉ van trượt hình trụ dùng như cơ cấu đóng kín của máy
rót. Thùng rót 1 nối với thân rỗng 2, bên trong có đặt van trượt hình trụ 3. Van
trượt được nâng lên cao hay hạ xuống là nhờ tay gạt 4, đảm bảo việc nạp hoặc
không nạp chất lỏng từ thùng 1.

Trên hình vẽ chỉ ra hai vị trí của van trượt , có lỗ tương ứng với sự mở lỗ
chảy (bên phải) và đóng lỗ chảy ( bên trái ) để nạp chất lỏng từ thùng rót vào
chai.

Footer Page
10 ofNguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 10


Đề tài:
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
11Thiết
of 113.

2.3.6 Cơ cấu rót có bình lường và có van trượt
Trên hình chỉ ra cơ cấu rót dược dùng trong ngành sữa, rượu, rượu vang
và trong những lĩnh vực công nghiệp thực phẩm khác để rót sản phẩm thực
phẩm lỏng không nhớt.

Trong thùng rót 1 có bình đựng 2, đáy bình vặn chặt với van trượt 3. Phần
bên trên của van trượt 3 thì rỗng còn phần bên dưới đặc. Bên thành phần rỗng
của van trượt có lỗ 4 ; phía đáy thùng 1 có lắp ống lót rỗng 5, có lỗ 6, ống chảy
tràn 7 và đầu cuối để cắm vào bao bì.
Lò xo 9 và con lăn 10 dịch chuyển theo cơ cấu cam có profin tương ứng
đảm bảo sự dịch chuyển thẳng đứng của van trượt. Khi nâng van trượt lên một

Footer Page
11 ofNguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 11


Đề tài:
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
12Thiết
of 113.

đại lượng H thì bình lường 2 dùng để chứa chất lỏng được nâng lên , mép bên
trên của nó nằm cao hơn mực chất lỏng. Đồng thời xảy ra sự trùng khít các lỗ 4
và 6 của cặp van trượt, nhờ đó mà chất lỏng ở trong bình lường chảy vào bao
bì chứa.
Sau khi chảy hết chất lỏng thì bình lường được hạ xuống lại được nạp
chất lỏng và lặp lại chu trình làm việc.
2.3.7 Cơ cấu định lượng nhão
Trong sản xuất thường gặp các loại dịch nhão như dịch cà chua cô đặc,
tương ớt, mứt nhuyễn….trong thực phẩm cùng nhiều loại tương tự trong các

ngành công nghiệp khác.

Nguyên lý làm việc của thiết bị như sau: dịch sau khi được sản xuất cho
vào thùng chứa dịch 1. Thùng nối với thiết bị rót liệu bằng khớp nối ( mục đích
là dễ tháo mở khi vệ sinh ). Khi pittong chuyển động từ phải sang trái, áp suất
trong khoan hút 4 âm dịch được hút từ thùng 1 qua van một chiều 3 vào

Footer Page
12 ofNguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 12


Đề tài:
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
13Thiết
of 113.

khoang 4 do chênh lệch áp suất giữa khoan chứa dịch và thùng 1( khoang 4
được tính toán thiết kế làm sao cho lượng dịch được hút vào đủ cho bình chứa
7 ). Khi pittong chuyen động từ trái sang phải, áp suất trong khoang 4 tăng lên ,
van 3 đóng lại, van 6 mở ra dịch được đẩy vào bình chứa 7. Quá trình tiếp tục
rót chai khác được lặp lại.
2.4 Các loại máy chiết rót.
2.4.1 Máy chiết rót dùng nguyên lý tràn đầy hệ thống
2.4.1.1 Ứng dụng
Đây là loại tốt nhất cho các chất lỏng có độ nhớt thấp đến trung bình, chất

lỏng có hạt rắn không quá 1/16’’.
Ví dụ: Nước sốt, xi rô, gel, dầu gội, chất tẩy rửa bột và hóa chất, nước và dung
dịch nước khác không phải là đồ uống có ga.
2.4.1.2 Ưu điểm
Hiệu suất cao, dễ vệ sinh, dễ vận hành, chi phí thấp.
2.4.1.3 Nguyên lý hoạt động

Footer Page
13 ofNguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 13


Đề tài:
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
14Thiết
of 113.

Phía cung cấp (màu xanh) của một phần ống dẫn được sữ dụng để bơm sản
phẩm vào bình chứa. Khi thùng chứa lên đến mực chất lỏng đã định trước , các
chất lỏng dư thừa và bọt bị buộc ra khỏi thùng chứa (theo mũi tên đỏ ) trở về bồn
chứa liệu.

2.4.2 Máy chiết rót dùng nguyên lý servo làm hệ thống bơm
2.4.2.1 Ứng dụng
Đây là lựa chọn của các công ty và ngành công nghiệp nói chung. Nó rất
linh hoạt và được thiết kế để lấp đầy gần như loại sản phẩm có thể bơm được.

Ví dụ
Dùng trong ngành công nghiệp như: dược phẩm, mỹ phẩm, sữa, thực phẩm,
hóa chất….
2.4.2.2 Ưu điểm
Điều khiển tức thời bằng máy tính, thiết lập điều hành rất đơn giản, dễ dàng
làm vệ sinh.
2.4.2.3 Nguyên lý hoạt động

Footer Page
14 ofNguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 14


Đề tài:
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
15Thiết
of 113.

Máy tính độc lập theo dõi chuyển động quay của mỗi đầu máy bơm để biết
chính xác bao nhiêu sản phẩm đã được bơm. Khi điền vào mục tiêu là đạt đến khối
lượng , mỗi máy bơm và ống hút ngay lập tức tắt

2.4.3 Máy chiết rót dùng nguyên lý điền đầy theo thời gian

Footer Page
15 ofNguyễn

113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 15


Đề tài:
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
16Thiết
of 113.

2.4.3.1 Ứng dụng
Đây là loại tốt nhất cho các chất lỏng có độ nhớt rất mỏng và không thay
đổi theo nhiệt độ môi trường xung quanh. Máy này cũng thích hợp cho các ứng
dụng tuần hoàn của nước trong các đường dẫn chất lỏng là không mong muốn, chủ
yếu được sử dụng trên các sản phẩm mà không tạo bọt.
Ví dụ: Nước, dung môi, rượu, hóa chất, sơn, mực in, hóa chất ăn mòn như axit và
chất tẩy.
2.4.3.2 Ưu điểm
Chi phí thấp, thích hợp đối với hóa chất ăn mòn.
2.4.3.3 Nguyên lý hoạt động

Sản phẩm được bơm vào bể giữ trên một tập hợp các van hoạt động bằng
khí nén. Mỗi van độc lập tính thời gian bằng cách điều khiển của máy tính để có
chính xác số lượng chất lỏng sẽ chảy vào mỗi bình chứa, có thể xử lý nhiều loại
chất lỏng bao gồm sản phẩm bọt.

Footer Page
16 ofNguyễn

113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 16


Đề tài:
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
17Thiết
of 113.

2.4.4 Máy chiết rót dùng nguyên lý piston
2.4.4.1 ứng dụng
Là loại tốt nhất cho các sản phẩm nhớt, được xây dựng để đáp ứng các tiêu
chuẩn cấp thực phẩm và cũng có thể xử lý các ứng dụng hóa học khác nhau.
Ví dụ: Nước sốt, salsas, kem mỹ phẩm, dầu gội đầu, gel, chất tẩy rữa, các
loại dầu và dầu nhờn…
2.4.4.2 Ưu điểm
Chi phí thấp, dễ dàng sử dụng.

Footer Page
17 ofNguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 17


Đề tài:

Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
18Thiết
of 113.

2.4.4.3 Nguyên lý hoạt động

Hình: nguyên lý làm việc máy chiết rót dùng piston.
Piston được kéo trở lại trong xi lanh của mình để sản phẩm được hút vào xi lanh.
Một van quay thay đổi vị trí để sản phẩm sau đó được đẩy khỏi xi lanh thay vì trở
lại vào phễu.

Hình: máy chiết rót dùng piston.

Footer Page
18 ofNguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 18


Đề tài:
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
19Thiết
of 113.

2.3.4.5 Máy chiết rót dùng nguyên lý trọng lượng tịnh
2.4.5.1 Ứng dụng

Đây là loại tốt nhất cho các chất lỏng chứa trong số lượng lớn , hoặc các
sản phẩm số lượng nhỏ hơn có giá trị rất cao. Thông thường các sản phẩm đó phải
được bán theo trọng lượng.
Ví dụ: các hóa chất làm sạch, giải pháp enzyme, dầu và các sản phẩm có
giá trị trung bình.
2.4.5.2 Nguyên lý hoạt động

Sản phẩm được bơm vào bể và được giữ bằng van hoạt động bằng khí nén,
van mở và thời gian thông tin trọng tịnh được theo dõi cho đến khi đúng bằng
trọng lượng đã định trước và lúc đó van được điều khiển đóng lại.

Footer Page
19 ofNguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 19


Đề tài:
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
20Thiết
of 113.

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP LUẬN
3.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy chiết rót bán tự động:

Hình: sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy chiết bán tự động
3.1.1 Cấu tao của máy chiết bán tự động:

- tank đệm: tank đệm là nơi trung gian giữa nơi phối liệu và quá trình chiết. phẩm
vào tank đệm là phẩm đã được pha trộn, nên phẩm được dự trữ tại đây để phục vụ
cho quá trình chiết.
- Van tiết lưu: là van được đặt ở trước vòi chiết. nó được dùng để điều chỉnh lưu
lượng chiết sao cho thời gian chiết đầy 3 bình chứa phẩm là bằng nhau.
- lưu lượng kế: được đặt ở trước vòi chiết để hiển thị thông số lưu lượng sau khi đã
điều chỉnh van tiết lưu.
- bơm 1: dùng để lấy phẩm từ tank đệm và phục vụ cho quá trình chiết
- bơm 2: dùng để bơm phẩm đến tank đệm

Footer Page
20 ofNguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 20


Đề tài:
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
21Thiết
of 113.

- đầu dò mực nước: được đặt ở tank đệm để báo hiệu và điều khiển bơm 2 hoạt
động.
- timer: dùng để cài đặt thời gian chiết. khi đủ thời gian được cài đặt sẵn thì bơm 1
sẽ ngưng hoạt động.
- ngoài ra còn có tủ điện dùng để điều khiển.
3.1.2 Nguyên lý hoạt động:

- phẩm được bơm 1 hút từ tank đệm rồi đẩy đến hệ thống chiết. lúc này dung dịch
sệt được chia thành 3 đường để chiết cho 3 bình chứa cỡ 5 lít. Để đảm bảo cho
khoảng thời gian chiết đầy 3 bình chứa bằng nhau. Ta lắp trên mỗi ống chiết 1 van
tiết lưu điều chỉnh bằng tay và 1 lưu lượng kế để hiển thị lưu lượng để ta dể dàng
điều chỉnh. Khi chiết được 30 giây thì bình chứa sẽ đầy, bơm 1 sẽ tự động ngắt
thông qua timer đã được cài đặt. sau đó bình chứa phẩm sẽ được lấy ra và thay thế
bằng bình rỗng. khi đó ta nhấn nút reset, timer cũng sẽ trở về giá trị 0s và chu trình
sẽ được lặp lại.
- khi đầu dò mực nước báo tank đệm đã hết phẩm, thì bơm 2 sẽ hoạt động để bơm
phẩm vào tank đệm. khi đầu dò mực báo tank đệm đã đầy thì bơm 2 sẽ ngắt. cứ
thế quá trình được thực hiện tuần tự.

Footer Page
21 ofNguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 21


Đề tài:
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
22Thiết
of 113.

3.2 Tính toán máy chiết rót bán tự động:
3.2.1 tính toán máy bơm:
- Chọn bơm bình thường trong công nghiệp thì 4 yếu tố chính là lưu lượng, cột áp,

độ nhớt và kích thước đường ống.
Chọn bơm:
- Ta chọn loại bơm ly tâm là loại bơm có bộ phận chính là các bánh xe công tác có
các cánh dãn dòng, nó là bộ phận chủ yếu để trao đổi năng lượng với chất lỏng.
Bơm li tâm họat động như sau:
• Chất lỏng được hút vào bánh công tác ( rotor), đi qua
rotor, nhận năng lượng từ rotor rồi đi ra khỏi vỏ.
• Vỏ bơm giúp chuyển động năng này thành tĩnh áp+
động áp
- Trong đó cột áp là phần phức tạp nhất, ta chọn một
tuyến đường ống dài nhất từ nơi đặt bồn nước bơm đến
vị trí cần bơm, khi đó tổn thất cột áp trên đoạn này là
cao nhất. Trong tuyến đường chính đó có nhiều kích
thước đường ống khác nhau thì ta tính tổn thất trên
từng đoạn. Sau đó cộng tổng cộng các cột áp lại ra cột
áp tổng toàn bộ đường ống.

hình: bơm ly tâm

- Tuy nhiên có nhiều cách để tính toán bơm nước trong dân dụng theo kinh
nghiệm, hay khi dự thầu hay công trình lớn cần quá trình tính toán chi tiết hơn để
chọn bơm chính xác hơn.
Thông số ban đầu:
-

Chiết 3 chai, mỗi chai 5 lít.

-

Thời gian chiết đầy mỗi chai là: 30 giây.

-

Suy ra, lưu lượng mỗi đầu chiết là 10 lít/ phút.

-

Dung dịch ở nhiệt độ thường 30oC

-

Độ nhớt dung dịch ở nhiệt độ bình thường là 10 x 10-6 m2/s:

-

Vận tốc dung dịch khi chiết là 0.7 (m/s)

Footer Page
22 ofNguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 22


Đề tài:
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
23Thiết
of 113.

Khối lượng riêng của dung dịch cần chiết là 890 kg/m3

-

Các thông số kỹ thuật của máy bơm:
- lưu lượng (Q): do có 3 đầu chiết với lưu lượng mỗi đầu chiết là 10 lít/ phút, suy
ra lưu lượng của đường ống chính là 30 lít/ phút.
- Đường kính ống (D):
D=

4Q
3.14  V

Trong đó:
D là đường kính ống (m)
Q là lưu lượng trong ống (l/s)
V là vận tốc nước (m/s)
30
60  0.3 dm => D= 30 (mm)
3.14  7
4

Suy ra, D =

Theo thị trường ta chọn ống ø 34
- Cột áp (H): cột áp của máy bơm là độ gia tăng năng lượng mà một đơn vị trọng
lượng chất lỏng nhận được từ khi vào cho đến khi ra khỏi máy bơm
Cột áp toàn phần: H = H1 + H2 + H3.
Với H1 là chiều cao từ bồn chứa đến bơm: 0 (m)

H2 là chiều cao từ bơm đến đầu chiết: 0.7 (m).
H3 = Pms + Pcb
Với Pms = λ.
Pcb =  . .

2
2

Ta có Re =
Suy ra,  

l  2
d

.

2

(Pa)

Pa

d
0.7  30
=
= 20 x 105 > 104 => dung dịch chảy rối.

10  10 6
1

1,82  log Re  1.642

Footer Page
23 ofNguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

= 0.01

Trang 23


Đề tài:
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
24Thiết
of 113.

 Pms = 0.01 

2  890 0.7 2
= 140 Pa , gần băng 1.43 mét nước cao.

0.03
2

 ΔPcb với 2 van mỗi van có trở kháng cục bộ là 2,5 và 2 co, mỗi co

90o là 0,6. Trở kháng cục bộ tổng là 9,1.
0.7 2

 Pcb = 9.1  890 
= 1984 Pa , gần bằng 2 mét nước cao.
2

 H3 = 1.43 + 2 = 3.43 mét nước cao.
Suy ra, H = 0.7 + 3.43 = 4.13 mét nước cao.
Trong đó,
l là chiều dài đoạn ống : 2 (m).
ρ là khối lượng riêng của dung dịch: kg/m3.
ω là tốc độ của dung dịch : m/s.
d là đường kính trong của ống: 28 (mm)
ξ là hệ số trở khán cục bộ xác định theo thông số của nhà sản xuất
λ là thông số trở khán ma sát.
γ là độ nhớt của dung dịch chiết: m2/s.
Tính công suất bơm: (P)
P=

H  10 3  



, (w)

Với H là cột áp
ω là vận tốc dung dịch chiết trong ống
η là hiêu suất máy bơm: 0,65 – 0.9.
=> P =

2124  10 3  30
= 98 (w).

0.65

Khi mua bơm ta nhân thêm hệ số dự trữ là 1,4.
Suy ra, Ptt = 98 x 1.4 = 137.2 (w)
Ta chọn động cơ ¼ Hp
Xác định độ dày thành ống dẫn: (δ)

Footer Page
24 ofNguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 24


Đề tài:
Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Header Page
25Thiết
of 113.

Độ dày thành ống dẫn cần đảm bảo độ bền trong quá trình làm việc của
ống dẫn.
Độ dày thành ống xác định theo công thức sau:

δ=

p max  d  
2 v

=> δ =

2124  30  1.5
=
2  515  10 6

Trong đó, pmax – áp suất tĩnh lớn nhất ( khi van tiết lưu ở vị trí nhỏ nhất )
σv - ứng suất tới hạn của vật liệu làm ống,
ta có: SUS 304 có σv = 515Mpa = 515 x 106 N/m2
n – hệ số an toàn.
Ngoài ra đối với vật liệu ống là thép thì bề dày không nhỏ hơn 0,5 mm;

Footer Page
25 ofNguyễn
113. Tuấn Hùng
GVHD:

Trang 25