Bài giảng Máy và thiết bị sản xuất VLXD - Chương 3: Máy và thiết bị phân loại (Tiếp theo)

Chương 3: Máy và thiết bị phân loại

Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 3:

CÁC MÁY VÀ
THIẾT BỊ PHÂN LOẠI
(tiếp theo)
• Sàng thùng quay
• Thiết bị phân loại hạt

1
GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004
•Hình 3.11b Thiết bị phân ly không khí loại kín


Chương 3: Máy và thiết bị phân loại

Máy và thiết bị sản xuất VLXD

II.3 Sàng thùng quay

thùng quay (1)
các con lăn (2).
động cơ (3)
giảm tốc (4),
bánh khía (5).
phễu nạp liệu (6).

II.3.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Cấu tạo
6

5

2

3

2

4
Hình 3.7 Sơ đồ nguyên lý máy sàng thùng quay
2
GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004


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.

3


Chương 3: Máy và thiết bị phân loại

Máy và thiết bị sản xuất VLXD

 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.

II.3.2 Xác định số vòng quay hợp lý của sàng thùng quay

Fu
B


=

Gcos

A
Pu
G

Gsin

Hình 3.8 Sơ đồ xác định sô vòng quay hợp lý của sàng
thùng quay
4
GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004


Chương 3: Máy và thiết bị phân loại

Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Khi sàng không chuyển động cục vật liệu nằm ở vị trí A. Điểm A được
xác định bằng góc = 
Trong đó:  - góc ma sát giữa vật liệu với bề mặt lưới sàng, lực ma
sát lúc này bằng

F  Gf cos 

(3.29)

Khi sàng quay cục vật liệu chịu 1 lực quán tính ly tâm

mv 2 Gv 2
Pu 

R
gR
Trong đó:

v - tốc độ quay của sàng[m/sec]

R - bán kính thùng quay [m]
G - trọng lượng của vật liệu [KG]

5
GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004


Chương 3: Máy và thiết bị phân loại

Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Lực ly tâm quán tính Pu gây nên lực ma sát

Gv 2
Fu = fPu  f
R

(3.31)

Như vậy, khi sàng quay, tổng lực ma sát giữa vật liệu và bề mặt
lưới sàng tăng lên:

F

ms

Gv 2
 F  Fu  fGcos  + f
R

(3.32)

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:

fGv 2
G sin   fG cos  
gR
Thay

(3.33)

f  tg  sin  cos  giải phương trình trên ta có :
6
GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004


Chương 3: Máy và thiết bị phân loại

Máy và thiết bị sản xuất VLXD

v2
2n2R2
n2R
Sin( - ) 
sin  
sin  
sin 
gR

900.gR
900
n  30 sin(  - ) R sin 

(3.34)

(3.35)

Khi sàng làm việc bình thường, góc  = 40  45o.
Vì sàng có lỗ nên hệ số ma sát f tăng, f = 0,7

  arctgf  arctg  0,7   35o

(3.36)

Thay  và  vào công thức trên ta có:

sin (40o - 35o )
n  30
R sin35o

(3.37)

(3.38)

n  10

R  15

R

[v/ph]

Thường tốc độ quay của thùng quay v = 0,71,0 [m/sec]
7
GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 3: Máy và thiết bị phân loại

III. PHƯƠNG PHÁP PHÂN LY KHÔNG KHÍ
Việc phân loại những vật liệu khô ở dạng bột mịn có kích thước nhỏ hơn
80m, 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.
8
GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004


Chương 3: Máy và thiết bị phân loại

Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Thiết bị phân ly không
- Thiết bị phân
- Thiết bị phân
- Thiết bị phân

khí được chia làm 3 loại chính:
ly không khí loại đi qua
ly không khí loại cánh quay
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).

9
GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004


Chương 3: Máy và thiết bị phân loại

Máy và thiết bị sản xuất VLXD

6

7

5
7

3

2
4

Hình 3. 9 Sơ đồ nguyên lý thiết
bị phân ly không khí loại đi qua

1
10

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004


11


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 3: Máy và thiết bị phân loại

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.
Có thể điều chỉnh quá trình làm việc của thiết bị phân ly hay độ mịn
của sản phẩm (3) theo hai cách sau:

12
GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 3: Máy và thiết bị phân loại

•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.

13
GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004


Sơ đồ sử dụng máy phân loại hạt trong dây chuyền công nghệ
14


15


Chương 3: Máy và thiết bị phân loại

Máy và thiết bị sản xuất VLXD

III.2 Thiết bị phân ly không loại cánh quay.
Cấu tạo và nguyên tắc làm việc:
6
1
5

7

8

4

2
Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý thiết bị phân ly không khí loại cánh quay

16
GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004


Chương 3: Máy và thiết bị phân loại

Máy và thiết bị sản xuất VLXD

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 ( 100m), 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%.
17
GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 3: Máy và thiết bị phân loại

• 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.
18
GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004


5

4

8

1

9
6
6

3
2

12
7
10

11

19

H ình 3.11a Hệ thống phân ly không khí loại kín


20


21


Chương 3: Máy và thiết bị phân loại

Máy và thiết bị sản xuất VLXD

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.

22
GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004


Chương 3: Máy và thiết bị phân loại

Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Hình 3.11b Thiết bị phân ly không khí loại kín

Hình 3.12 Thiết bị phân ly không khí
23

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 3: Máy và thiết bị phân loại

24
GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004


Máy và thiết bị sản xuất VLXD

Chương 3: Máy và thiết bị phân loại

25
GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004