NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY RỬA BÁT GIA ĐÌNH TỰ ĐỘNG

LỜI MỞ ĐẦU 12 TỔNG QUAN VỀ MÁY RỬA BÁT TỰ ĐỘNG. 12 1.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước. 12 1.2. Các loại máy rửa bát trên thị trường hiện nay 13 1.2.1. Khái niệm về máy rửa bát. 13 1.2.2. Phân loại 13 1.3. Đặt vấn đề: 23 1.4. Mục tiêu đề tài 23 1.5. Đối tượng nghiên cứu 24 1.6. Phương pháp nghiên cứu 24 CHƯƠNG 2.NGUYÊN LÝ, CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY. 25 2.1. Nguyên lý hoạt động của máy rửa bát tự động. 25 2.2. Chu trình hoạt động và cấu tạo của máy rửa bát 26 2.3. Thiết kế quy trình rửa. 27 2.4. Cơ sở tính toán thủy lực. 27 2.4.1. Một số khái niệm: 28 2.4.2.Phương trình Bernoulli của dòng chảy dừng: 28 2.4.3.Phương trình động lượng: 30 2.5. Nguyên lý thiết kế hệ thống điều khiển 35 CHƯƠNG 3.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ 36 3.1 .Phương án cấp và sử dụng nước để làm sạch chén, bát 36 3.2 Hệ thống chính 38 3.3 Phương án xả nước sau mỗi lượt phun rửa 41 3.4 Lựa chọn phương án thiết kế giá và vòi phun 42 3.5 Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống nhiệt 43 3.6 Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống sấy khô bát sau khi rửa 44 3.7 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy 45 3.8 Tính toán và thiết kế cánh phun 47 3.8.1. Diện tích lỗ của vòi phun: 47 3.8.2. Cách bố trí lỗ trên cánh phun: 49 3.8.3. Nguyên lý hoạt động của cánh phun. 51 3.8.4 Vận tốc quay của cánh phun: 56 3.9. Tính đường kính ống. 58 3.10 Tính toán chọn máy bơm. 59 3.10.1. Khái niệm máy bơm 59 3.10.3. Tính toán máy bơm 63 3.10.4. Chọn máy bơm 66 3.11 Thiết kế sàn để bát ( giá để bát,đĩa, xoong,…) 67 3.12. Tính chọn kích thước bồn 71 3.13 Bộ phận gia nhiệt: 72 3.14. Tính toán thiết kế cụm sấy khô bát, đũa,.. sau khi rửa. 73 3.15. Các thông số lựa chọn để tính toán thông gió sấy khô 73 3.15.1 Thiết kế đường ống sấy 74 3.15.2. Chọn miệng gió 75 3.15.3. Thiết kế đường ống gió 75 3.15.4. Lựa chọn thiết bị 76 3.16. Thiết kế khung máy 77 3.17. Thiết kế cụm cánh cửa 78 3.17.1 Bố trí bản lề: 78 3.17.2 Thiết kế kết cấu 79 3.17.3 Doăng cánh cửa 81 3.17.4. Chốt, khóa cửa 81 3.18. Phân tích kiểm tra kết cấu của một vài chi tiết 82 3.18.1. Khung máy 82 3.18.2. Giá 88 3.19. Thiết kế vỏ ngoài 93 CHƯƠNG 4.THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY 94 4.1 Nhiệm vụ mạch điều khiển 94 4.2 Nguyên lý hoạt động của máy rửa bát 94 4.2.1. Quy trình hoạt động của máy rửa bát 94 4.2.2. Sơ Đồ nguyên lý mạch điều khiển 96 4.3 Các thành phần của bộ điều khiển: 97 4.3.1 Arduino Uno R3 97 4.3.2. Cảm biến nhiệt độ 99 4.3.3 Cảm biến mức nước 108 4.3.4 Máy bơm xả B25-6A 116 4.3.5 Van xả, Van cấp: FCD-180A 117 4.3.6 Maiso nhiệt: DW-0001-364 119 4.3.7 Công tắc hành trình 121 4.3.8 Nguồn cấp 121 4.4 Chương trình điều khiển 122 4.4.1. Lưu đồ thuật toán 122 4.4.2 Phần code nạp vào arduino 126 CHƯƠNG 5.CHẾ TẠO, LẮP RÁP VÀ VẬN HÀNH MÁY 127 5.1. Phương án chế tạo vỏ trong máy, thùng chứa nước, vỏ trong cánh cửa của máy rửa bát 127 5.1.1. Yêu cầu kĩ thuật 128 5.1.2.Phương pháp chế tạo 128 5.1.3. Tìm hiểu phương pháp dập vuốt chi tiết dạng tấm và ứng dụng vào việc chế tạo ra chi tiết vỏ máy và thùng chứa nước trong máy. 130 5.1.4 Đặc điểm của khuôn dập vuốt: 131 5.1.5 Quy trình chế tạo cơ bản chi tiết thùng chứa nước 133 5.2 Quy trình lắp ráp máy máy 138 5.2.1. Khái niệm về sản phẩm cơ khí và các mối lắp ghép. 138 5.2.2. Các hình thức tổ chức lắp ráp 139 5.2.3. Thiết kế quy trình công nghệ lắp ráp 141 5.2.4. Quy trình lắp ráp máy rửa chén tự động. 142 5.3. Cách vận hành máy 150 CHƯƠNG 6.KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI. 152 6.1. Kết quả đạt được của đề tài 152 6.1.1. Ý nghĩa khoa học 152 6.1.2. Ý nghĩa thực tiễn 152 6.2. Những vấn đề còn tồn tại: 152 6.3 Phương hướng phát triển đề tài 153 6.3.1 Về mặt thiết kế cơ khí 153 6.3.2 Về mặt điều khiển và các tính năng an toàn 153

Mục lục

LỜI MỞ ĐẦU 12

TỔNG QUAN VỀ MÁY RỬA BÁT TỰ ĐỘNG 12

1.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 12

1.2 Các loại máy rửa bát trên thị trường hiện nay 13

1.2.1 Khái niệm về máy rửa bát 13

1.2.2 Phân loại 13

1.3 Đặt vấn đề: 23

1.4 Mục tiêu đề tài 23

1.5 Đối tượng nghiên cứu 24

1.6 Phương pháp nghiên cứu 24

CHƯƠNG 2.NGUYÊN LÝ, CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY 25

2.1 Nguyên lý hoạt động của máy rửa bát tự động 25

2.2 Chu trình hoạt động và cấu tạo của máy rửa bát 26

2.3 Thiết kế quy trình rửa 27

2.4 Cơ sở tính toán thủy lực 27

2.4.1 Một số khái niệm: 28

2.4.2.Phương trình Bernoulli của dòng chảy dừng: 28

2.4.3.Phương trình động lượng: 30

2.5 Nguyên lý thiết kế hệ thống điều khiển 35

CHƯƠNG 3.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ 36

3.1 Phương án cấp và sử dụng nước để làm sạch chén, bát 36

3.2 Hệ thống chính 38

3.3 Phương án xả nước sau mỗi lượt phun rửa 41

3.4 Lựa chọn phương án thiết kế giá và vòi phun 42

3.5 Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống nhiệt 43

3.6 Lựa chọn phương án thiết kế hệ thống sấy khô bát sau khi rửa 44

3.7 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy 45

3.8 Tính toán và thiết kế cánh phun 47

3.8.1 Diện tích lỗ của vòi phun: 47

3.8.2 Cách bố trí lỗ trên cánh phun: 49

3.8.3 Nguyên lý hoạt động của cánh phun 51

3.8.4 Vận tốc quay của cánh phun: 56

3.9 Tính đường kính ống 58

3.10 Tính toán chọn máy bơm 59

3.10.1 Khái niệm máy bơm 59

3.10.3 Tính toán máy bơm 63

3.10.4 Chọn máy bơm 66

3.11 Thiết kế sàn để bát ( giá để bát,đĩa, xoong,…) 67

3.12 Tính chọn kích thước bồn 71

3.13 Bộ phận gia nhiệt: 72

3.14 Tính toán thiết kế cụm sấy khô bát, đũa, sau khi rửa 73

3.15 Các thông số lựa chọn để tính toán thông gió sấy khô 73

3.15.1 Thiết kế đường ống sấy 74

3.19 Thiết kế vỏ ngoài 93

CHƯƠNG 4.THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY 94

4.1 Nhiệm vụ mạch điều khiển 94

4.2 Nguyên lý hoạt động của máy rửa bát 94

4.2.1 Quy trình hoạt động của máy rửa bát 94

4.2.2 Sơ Đồ nguyên lý mạch điều khiển 96

4.3 Các thành phần của bộ điều khiển: 97

4.3.1 Arduino Uno R3 97

4.3.2 Cảm biến nhiệt độ 99

4.3.3 Cảm biến mức nước 108

4.3.4 Máy bơm xả B25-6A 116

4.3.5 Van xả, Van cấp: FCD-180A 117

4.3.6 Maiso nhiệt: DW-0001-364 119

4.3.7 Công tắc hành trình 121

4.3.8 Nguồn cấp 121

4.4 Chương trình điều khiển 122

4.4.1 Lưu đồ thuật toán 122

4.4.2 Phần code nạp vào arduino 126

CHƯƠNG 5.CHẾ TẠO, LẮP RÁP VÀ VẬN HÀNH MÁY 127

5.1 Phương án chế tạo vỏ trong máy, thùng chứa nước, vỏ trong cánh cửa của máy rửa bát 127

5.1.1 Yêu cầu kĩ thuật 128

5.1.2.Phương pháp chế tạo 128

5.1.3 Tìm hiểu phương pháp dập vuốt chi tiết dạng tấm và ứng dụng vào việc chế tạo ra chi tiết vỏ máy và thùng chứa nước trong máy 130

5.1.4 Đặc điểm của khuôn dập vuốt: 131

5.1.5 Quy trình chế tạo cơ bản chi tiết thùng chứa nước 133

5.2 Quy trình lắp ráp máy máy 138

5.2.1 Khái niệm về sản phẩm cơ khí và các mối lắp ghép 138

5.2.2 Các hình thức tổ chức lắp ráp 139

5.2.3 Thiết kế quy trình công nghệ lắp ráp 141

5.2.4 Quy trình lắp ráp máy rửa chén tự động 142

5.3 Cách vận hành máy 150

CHƯƠNG 6.KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 152

6.1 Kết quả đạt được của đề tài 152

6.3.2 Về mặt điều khiển và các tính năng an toàn 153

TÀI LIỆU THAM KHẢO 155

PHỤ LỤC 156

[A1] Nạp code vào Arduino 156

[A2] Bản vẽ 156

Danh mục hình ảnh

Hình 1- 1: Máy rửa chén công nghiệp SUS 304 17

Hình 1- 2: Máy rửa chén công nghiệp Dolphin DW-3280s 18

Hình 2- 7: Nguyên lý thiết kế hệ thốn g điều khiển 35

Hình 3- 1: Nước được cấp từ nguồn bên ngoài 36

Hình 3- 2: Nước được cấp vào một thùng chứa 37

Hình 3- 3: Nước được cấp từ nguồn bên ngoài và được điều khiển bằng van 37

Hình 3- 4: Phun nước và hóa chất rửa chung một vòi 39

Hình 3- 5: Phun nước và hóa chất rửa ở hai vòi độc lập cùng máy bơm 40

Hình 3- 6: Phun nước và hóa chất rửa ở hai vòi độc lập khác máy bơm 41

Hình 3- 7: Vị trí giá và vòi phun 42

Hình 3- 8: Maiso nhiệt gắn trực tiếp vào đường ống 43

Hình 3- 21: Loại đĩa cam cố định 62

Hình 3- 22: Máy bơm tuần hoàn: GH50A-2S01 67

Hình 3- 23: Góc nghiêng của giá 68

Hình 3- 40: : Tải trọng tập trung lên máy(Đơn vị chuẩn : N,mm,C) 84

Hình 3- 41: Trọng lượng của máy sau khi đặt tải 85

Hình 3- 42: : Tải trọng đặt lên máy 86

Hình 3- 43: Hình ảnh chuyển vị của máy 87

Hình 3- 44: Giá 1 89

Hình 3- 45: Phân bố lực lên giá 89

Hình 3- 46: Phản lực tại các gối đỡ 90

Hình 3- 47: Phân bố lực 90

Hình 3- 48: Chuyển vị của giá 91

Hình 4 - 1: Nguyên lý mạch điều khiển 96

Hình 4 - 2: Sơ Đồ chân Arduino Uno R3 97

Hình 4 - 3: Cấu tạo cảm biến Thermocouples 99

Hình 4 - 4: Cặp nhiệt điện 100

Hình 4 - 5: Cấu tạo của nhiệt điện trở RTD 100

Hình 4 - 6: Cấu tạo của nhiệt điện trở RTD 101

Hình 4 - 7: Cấu tạo Thermistor 101

Hình 4 - 15:Cặp nhiệt loại K và module MAX 6675 107

Hình 4 - 16: Sơ đồ đấu cảm biến nhiệt 108

Hình 4 - 17: Cảm biến đo mức nước siêu âm 109

Hình 4 - 18: Cách lắp cảm biến siêu âm 109

Hình 4 - 19: Cảm biến đo mức nước thuỷ tĩnh 110

Hình 4 - 20: Nguyên lý đo mức nước thủy tĩnh 111

Hình 4 - 21: Cảm biến đo mức nước dạng điện dung 111

Hình 4 - 22: Cách lắp cảm biến điện dung đo mức nước 112

Hình 4 - 24: Cảm biến siêu âm đo On-Off 113

Hình 4 - 25: Bộ hiển thị kết hợp cảm biến mức nước 114

Hình 4 - 26: Đưa tín hiệu đo mức siêu âm về PLC 114

Hình 4 - 27: Chia tín hiệu 115

Hình 4 - 28: Phao điện 115

Hình 4 - 29: Máy bơm xả: B25-6A 116

Hình 4 - 30: Van xả, Van cấp: UNI-D 117

Hình 5- 6: Chi tiết sau khi đột lỗ 135

Hình 5- 7 : Kích thước đạt được sau khi dập vuốt 136

Danh mục bảng biểu

Bảng 3 - 1: Bảng thông số kĩ thuật của cánh phun 58

Bảng 3 - 2: So sánh thông số giữa hai máy 66

Bảng 3 - 3: Bảng thông số vật liệu 83

Bảng 3 - 4: Bảng thông số tiết diện 83

Bảng 3 - 5: Bảng thông số vật liệu giá 98

Bảng 3 - 6: Chuyển vị tại các điểm trên giá 92

Bảng 4 - 1: Thông số aduino R3 98

Bảng 4 - 2: Thông số phao điện 116

Bảng 4 - 3: Thông số kĩ thuật của van solenoid UNI-D 119

Bảng 5 - 1: Thông số kĩ thuật của máy 150

LỜI MỞ ĐẦU

Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu về những máy móc hiện đại thay thế con người trong những công việc từ sản xuất đến những công việc nhà hàng ngày của con người ngày càng tăng.Trong công nghiệp xuất hiện nhiều loại máy cũng như robot giúp nâng cao năng xuất, giảm sức lao động, cho năng suất và hiệu quả cao, còn trong cuộc sống hàng ngày cũng dần xuất hiện ngày càng nhiều các loại máy tự động, thiết bị giải trí để nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống như máy giặt, tủ lạnh, nồi cơm điện,… Máy rửa chén là một trong những máy móc để đáp ứng nhu cầu trên Ở các nước phát triển, máy rửa chén là loại máy phổ biến nhưng ở nước ta máy rửa chén còn khá mới lạ Với đề tài

“ Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình máy rửa bát gia đình tự động” nhóm

nghiên cứu sẽ làm rõ nguyên lý chế tạo một máy rửa bát gia đình thông thường tại Việt Nam, thiết lập các công thức tính toán thiết kế cho các bộ phận cơ bản của máy làm cơ sở cho việc chế tạo hàng loạt các loại máy rửa chén, cải tiến để máy rửa chén có thể trở nên thông dụng ở Việt Nam Dựa vào các công thức này, nhóm tính toán, thiết kế cho một mô hình máy rửa bát tự động cho gia đình 4-5 người.

Đề tài hoàn toàn phù hợp với những kiến thức nhóm đã được học trong trường, bên cạnh đó việc đi sâu vào mỗi phần cũng giúp cho nhóm có thể hiểu hơn những hệ thống công nghiệp , qua đó có thể áp dụng những kiến thức đã học vào công việc sau này Việc chế tạo một sản phẩm thực tế đáp ứng các yêu cầu kĩ thuật giúp nhóm ứng dụng và thực hành các kiến thức, kĩ năng cần thiết trang bị cho một kỹ sư thiết kế cơ khí thực thụ Ngoài ra việc được kết hợp làm việc nhóm với sinh viên khác ngành ( cơ điện tử ) giúp nhóm đạt được kĩ năng phối hợp làm việc và phân chia công việc để đạt hiệu quả, cũng như có cơ hội để chia sẻ, bổ sung các kiến thức và hiểu biết liên ngành và nâng cao khả năng của bản thân

Nhóm xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Lê Đức Độ, cùng các thầy cô trong bộ môn Máy và Ma sát học đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ nhóm hoàn thành tốt đồ án này, nhóm cũng xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Bộ môn Máy và Ma Sát đã tạo điều kiện làm việc cũng như trang thiết bị cần thiết giúp đỡ nhóm trong suốt thời gian thực hiện đồ án

Sinh viên thực hiện Lê Minh Tú Lương Văn Hùng Nguyễn Hữu Ngọc

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY RỬA BÁT TỰ ĐỘNG

1.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước.

Chiếc máy rửa chén đầu tiên được cấp bằng sáng chế vào năm 1850 là của Joel Houghton ở Ogden, New York ,Mỹ Chiếc máy này dùng tay để quay một cái bánh xe làm cho nước bắn lên chén bát để rửa Lúc này máy bơm nước vẫn chưa ra đời Vào năm 1893 Josephine Cochrane , ở Shelbyville, Indiana giới thiệu một chiếc máy rửa chén thành công hơn nhưng nó vẫn sử dụng sức người Đầu tiên bà làm nó cho chính mình và sau đó thành lập công ty sản xuất máy rửa chén sau này mang tên Kitchenaid là một trong những công ty hàng đầu về sản xuất máy rửa chén và các dụng cụ bếp hiện nay

Những chiếc máy rửa chén đầu tiên này không được phổ biến rộng rải vì người ta phải đổ nước vào và lấy nước bẩn ra bằng tay Máy rửa chén thực sự có bước phát triển vào những năm 1920 khi mà nó được gắn cố định vào vòi nước gia đình Vào những năm 1940 máy rửa chén được hoàn toàn tự động và có trang bị hệ thống sấy bằng điện Đến những năm 1960 nhiều đặc tính được thêm vào máy rửa chén,và nó được bỏ gọn dưới gầm bếp như một cái tủ Và cho tới những năm 1980 thì máy rửa chén được thiết kế sao cho tiết kiệm năng lượng, vận hành êm Càng ngày máy rửa chén càng hiện đại, nhiều tiện ích, kiểu dáng đẹp, tiết kiệm nước, tiết kiệm điện và đặc biệt nó đã được tiêu chuẩn hóa về kích thước bên ngoài theo kích thước của các ngăn tủ của nhà bếp

Ở Việt Nam, máy rửa bát chưa được phổ biến, hiện đã có một số đề tài nghiên cứu về máy rửa bát nhưng chưa công bố rộng rãi Còn trên thị trường, chưa có một doanh nghiệp Việt Nam nào chế tạo, kinh doanh máy rửa bát tự động dành cho gia đình mà chỉ có một vài nhà sản xuất, nghiên cứu chế tạo máy rửa bát công nghiệp với kích thước lớn dành cho các nhà hàng với năng suất rửa cao được bán với giá thành cao Trên thị trường chưa có một công ty doanh nghiệp nào sản xuất máy rửa bát tự động dành cho hộ gia đình tại Việt Nam, mà chủ yếu những chiếc máy rửa bát tự động giành cho gia

đình này được nhập khẩu nguyên chiếc về Việt Nam và được bán với giá cao cho người tiêu dùng

1.2 Các loại máy rửa bát trên thị trường hiện nay

Đầu tiên chúng ta tìm hiểu máy rửa bát là gì, phân loại, và ứng dụng trong đời sống và sản xuất,

1.2.1 Khái niệm về máy rửa bát

Máy rửa bát nói chung và máy rửa bát công nghiệp nói riêng đều sử dụng bơm tạo áp lực kết hợp với nước nóng và nước tẩy rửa dành cho máy để đánh bay các vết bẩn Việc đi rửa xe ngoài tiệm nó cũng giống như cách máy rửa bát hoạt động Khác biệt chỉ là máy rửa bát hoạt động khép kín, sử dụng nước nóng để đánh bay vết bẩn

Máy rửa bát sẽ được cấp nước bình ở nhiệt độ thường, sau đó được làm nóng thông qua bồn rửa và bồn tráng (các tank) kết hợp với hóa chất (nước rửa và nước tráng) được máy bơm đẩy mạnh lên các cánh tay phun có đầu tạo lực bắn (thoát) Các tay phun này quay rất nhanh đưa dòng nước nóng từ máy bơm đến vật rửa (chén, đĩa…)

Máy rửa chén, bát là phát minh giúp các bà nội trợ không còn vất vả với việc vệ sinh sau khi ăn uống, tiệc tùng Máy rửa bát giống như tên gọi là một loại máy hoạt động tự động để hỗ trợ các bà nội trợ trong việc rửa chén, bát, dĩa, ly Cấu tạo và nguyên lý hoạt động dựa trên lực phun xoáy của các vòi nước để chén bạt được rửa sạch hoàn toàn Ngoài ra, loại máy này cũng có thể giúp bạn rửa sạch rau củ, trái cây và nhiều loại thực phẩm khác

1.2.2.1 Máy rửa bát công nghiệp : là loại máy rửa chén, bát và các dụng cụ nhà

bếp với tốc độ nhanh, sử dụng công suất lớn, tốc độ rửa nhanh, được sử dụng tại các nhà hàng khách sạn, Loại máy này có những ưu điểm sau:

- Nhân công và thời gian:

+ Nhân công: Với tình hình kinh tế hiện nay, chi phí nhân công ngày càng đắt đỏ,

khó tìm, khó giữ… Với chi phí trung bình tầm 5 triệu – 7 triệu 1 nhân công/tháng nhưng chúng ta lại không có thể chủ động trong việc giữ người, chưa kể đến việc nghỉ lễ, tết, phép…Tuy nhiên, cũng với khoản chi phí này bạn có thể mua một máy rửa chén tầm 80 triệu, máy sẽ giảm được ít nhất (có thể 2-3 nhân công) cho Nhà hàng 01 nhân công Bạn sẽ không phải lo nghĩ bất cứ vấn đề nào như trên Máy sẽ phục vụ 24/7

+ Thời gian: Công suất máy (hoodtype) hiện nay dao động từ 50-60 rổ/h tương

đương 1500-1800 chén (dĩa)/h Và với công suất này thì không con người nào có thể làm được Thời gian rửa được rút ngắn đồng nghĩa với việc nhà hàng sẽ không phải trang bị nhiều chén, dĩa Không lo tồn đọng chén dĩa dơ Ngoài ra, do máy rửa bằng nước nóng nên chén dĩa sau khi rửa sẽ khô (sau 30s) nên không phải tốn nhân công lau chùi trước khi đưa vào sử dụng- đáp ứng nhanh yêu cầu chén dĩa sử dụng một cách kịp thời và nhanh chóng nhất

- Tiết kiệm nước và nước rửa:

Nhà hàng bạn có bao giờ thống kê được lượng nước và nước rửa chén/dĩa tiêu hao trong quá trình rửa chén/ dĩa không? Xin thưa ràng rất ít Nhà hàng, quán ăn thống kê việc này Và vì thế vô tình chúng ta không thấy được việc thất thoát chi phí cho nước và nước rửa chén là khá lớn Theo một thống kê cho thấy: lượng nước rửa trung bình cho 30 chén/dĩa là 14-16L, trong khi đó máy rửa chén chỉ tốn 2,4L đến 4L Điều này cho thấy lượng nước tiết kiệm được cho mỗi lần rửa là khá rõ ràng Ngoài ra thống kê cũng cho thấy lượng hóa chất dùng cho rửa tay cũng gấp 4 lần dùng cho rửa máy

- An toàn vệ sinh thực phẩm

Sử dụng nước rửa chén chuyên dụng dành cho máy rửa chén , bát công nghiệp nước rửa chén có nguồn gốc và xuất xứ rõ ràng, có kiểm định an toàn vệ sinh thực phẩm của cơ quan hữu quan

Ngoài ra, máy rửa chén bằng nước nóng rửa 600C, tráng lại 850C nên có tác dụng diệt khuẩn rất tốt Hơn nữa khi rửa chén, dĩa, muỗng đũa… bằng máy, quy trình rửa khép kín- không tiếp xúc với sàn, hạn chế nhiễm khuẩn từ sàn rửa chén

Chính vì thế tiêu chuẩn máy rửa chén đã được áp dụng cho các nhà hàng 3 sao trở lên và sẽ áp dụng cho tất cả nhà hàng trong tương lai

này với các mẫu mã khác nhau, tuy nhiên vẫn được bán với giá cao

❖ Một số mẫu máy rửa bát công nghiệp trên thị trường hiện nay:

Loại sử dụng các khay để trên các băng truyền rửa liên tục,công nhân xếp bát đĩa và dụng cụ cần rửa ở đầu vào và lấy bát đĩa đã được rửa sạch ở đầu ra

Ưu điểm máy chạy liên tục, năng suất rửa chén cao tốc độ rửa nhanh phù hợp với các công ty sản suất và đóng gói thực phẩm , các nhà hàng lớn với lượng bát đĩa, và dụng cụ cần rửa lớn thì loại máy này rất phù hợp

a Máy rửa sấy chén, bát khay băng chuyền 818

Dòng máy rửa chén công nghiệp công suất lớn: Thích hợp cho nhà hàng khách sạn, resort, căn tin công ty, trường học bệnh viện từ 1000 suất ăn / ngày trở lên… và có như cầu sấy khô chén bát, khay để khử trùng và sử dụng ngay sau rửa

- Máy có chức năng sấy khô tất cả chén bát, khay sau khi ra khỏi băng chuyền

- Máy sử dụng nguồn điện 3 pha

- Máy rửa chén được thiết kế gọn gàng, bền chắc, khả năng tự động hóa cao, công suất máy lớn

- Máy bơm tự động, cơ cấu xả tràn thoát nước đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh cao nhất - Chén bát được sếp lên băng tải nhựa chuyên dung giúp chén bát thoát nước nhanh, thao tác đơn giản tiết kiệm thời gian

- Tính năng ưu việt, giữ vệ sinh không gian bếp

- Công nghệ tách nước, sấy khô ưu việt tiết kiệm điện năng

b Máy rửa chén công nghiệp được chế tạo 100% bằng thép không gỉ ” SUS 304″ - Bộ đun nước nóng được chế tạo bang inox 316 an toàn thực phẩm và chống ăn mòn ở nhiệt độ cao

- Hệ thống điều khiển nhiệt độ khép kín bằng que dò nhiệt Inox 304 tiếp xúc trực tiếp với nước giúp điều khiển nhiệt độ chính xác, luôn giữ nhiệt độ ở 85 °C giúp chén đĩa khử trùng an toàn và khô nhanh sau khi rửa

- Thời gian rửa được cài đặt theo chương trình giúp tiết kiệm thời gian, tiết kiệm năng lượng, tối ưu năng suất

- Lượng nước tráng được tiết lưu bằng bét phun định lượng giúp tiết kiệm nước đến 8 lần so với rửa tay truyền thống

- Chế độ rửa tự động hóa, tuần hoàn nước, lọc và xả tràn chất bẩn trên mặt bồn giúp tiết kiệm chi phí, tiết kiệm thời gian, tiết kiệm nước, điện năng…Giúp thu hồi vốn đầu tư nhanh

- Máy rửa chén bát DIWA vận hành đơn giản, chén bát được sếp lên băng tải nhựa chuyên dung giúp chén bát nhanh khô, thao tác sếp chén bát nhanh giúp tiết kiệm thời gian rửa chén bát

- Hệ thống khóa an toàn, CP chống giật <35mmA giúp người sử dụng an tâm khi vận hành

- Đáp ứng các tiêu chuẩn sạch và vệ sinh khắc khe nhất của HACCP

Hình 1- 1: Máy rửa chén công nghiệp SUS 304

Công suất máy (kW) 40

Điện năng tiêu thụ (kW/h) 12 ~ 20

Công suất rửa (dĩa/h) 2400 ~ 3600

Ưu điểm tiết kiệm nước hơn cũng điện năng tiêu thụ, bát rửa được sạch hơn, được sử dụng tại cá nhà hàng cũng như các công ty sản xuất và đóng gói thực phẩm,…

Máy rửa chén công nghiệp Dolphin DW-3280s

Hình 1- 2: Máy rửa chén công nghiệp Dolphin DW-3280s

-Nhãn hiệu: Dolphin – Hàn Quốc

-Model: DW-3280S

-Kích thước: 650x650x1355 mm -Vật liệu: STS304

-Điện áp: 380V/50Hz~60Hz/3P -Điện năng: 9.2 Kw

-Kích thước rổ: 500 x 500 mm -Nhiệt độ rửa: 60oC ~ 65oC -Nhiệt độ tráng: 80oC ~ 85oC -Công suất: 45-75 rổ/giờ -Xuất xứ: Hàn Quốc

❖ Ưu điểm của máy :

- Tiết kiệm chi phí – Giảm nhân công

- Tiết kiệm thời gian- Giải quyết lượng lớn chén đĩa trong thời gian ngắn và sử dụng được ngay

-Tiết kiệm nước

-Đáp ứng 24/24 – không phụ thuộc vào tình trạng nhân công (Nghỉ, tết…) -An toàn sức khỏe – Rửa bằng nước nóng diệt khuẩn

-Tiêu tốn ít điện năng

1.2.2.2 Máy rửa bát gia đình tự động

Trong phạm vi của đề tài chỉ đề cập máy rửa chén gia đình là loại máy được các gia đình mua về phục vụ việc rửa chén, li, nồi… cho riêng gia đình, được lập trình chu trình rửa 1 cách tự động Còn máy rửa chén công nghiệp là loại máy được dùng trong các công ty, các nhà hàng nơi mà một số lượng lớn chén bát cần phải rửa Thực ra, máy rửa chén công nghiệp có nguyên lý tương tự như máy rửa chén gia đình nhưng công suất cao hơn và nó được thiết kế sao cho có thể vận hành như một dây chuyền tự động

Hiện nay trên thị trường có 3 loại máy rửa chén bát gồm: loại thiết kế âm, loại tủ độc lập và loại để bàn

❖ Đối với thị trường trong nước: Máy rửa bát trong nước thì chủ yếu là các máy

được sản xuất tại nước ngoài và được nhập khẩu và bán tại các cửa hàng điện máy và thiết bị nhà bếp thông minh Nhưng vẫn hạn chế về chủng loại và số lượng Chiếm ưu thế là loại máy Active care của Electrolux, giá từ 11 triệu đến 13 triệu VND với cở cho gia đình 7 người tại siêu thị điện máy Hiện nay ở Việt nam chưa có nhà máy nào sản xuất máy rửa chén gia đình mà mới chỉ có 1 số loại máy rửa chén bát công nghiệp được sản xuất với quy mô nhỏ được các tư nhân nhà xưởng chế tạo và sản xuất Chính vì vậy thị trường máy rửa chén Việt Nam là một thị trường đang còn bỏ ngỏ, nó là cơ hội lớn cho doanh nghiệp nào muốn chiếm lĩnh thị trường tiềm năng này cả máy rửa chén gia đình và máy rửa chén công nghiệp

❖ Đối với thị trường nước ngoài: Máy rửa chén ở các nước Âu, Mỹ đã trở nên rất

phổ biến Các công ty đều có những trang web để bán sản phẩm của mình Chúng ta dể dàng tìm được các loại máy rửa chén đa dạng trên web với từ khóa “dishwasher” Các công ty có bán máy rửa chén như: GE,Kenmore, Miele, Bosh, Whirlpool, Kitchenaid…

Một số loại phổ biến như: a Máy Tk ST 11

Hình 1- 3: Máy Tk ST 11

Đây là loại cỡ nhỏ có một khay để chén và các món đồ nhỏ khác như đũa, thìa… Máy tự động hoàn toàn Máy khá đơn giản chỉ có hai chương trình làm việc chính có thể lựa chọn là chế độ bình thường và chế độ làm việc nặng Giá trên thị trường nước ngoài nằm ở khoảng 2,5 tr tới 3,5 tr VND, ở Việt Nam, tại siêu thị điện máy Ideas là 4,3 tr

Ưu điểm của loại máy này là chiếm không gian nhỏ, giá rẻ chính vì vậy nó phù hợp vs những người song độc than hoặc những gia đình nhỏ 2-3 người

Nhược điểm do thiết kế lên vị trí đặt máy là trên mặt bàn bếp chính vì vậy ko có tính thẩm mỹ ,độ sach của bát đữa sau khi rửa không được đẩm bảo, vì dung tích nhỏ lên ko thể rửa được xoong nồi, rất nhiều người tiêu dùng sau khi dùng máy rửa bát loại này đều đánh giá không cao và muốn tìm một loại máy rửa chén khác hiện đại hơn

b Máy rửa bát Bosch SMS46GI04E

Hình 1- 4: Máy rửa bát Bosch SMS46GI04E

Đây là một trong những loại máy hiện đại được nhập khẩu nguyên chiếc từ Đức Hình thức đẹp, võ trong bằng inox Ngoài các cấu tạo bình thường của một máy rửa chén loại này có hai ngăn đựng chén, ngăn trên và ngăn dưới điều đặc biệt là ngăn trên

loại quá khổ.máy có không gian lớn có thể rửa được nhiều đồ dung cùng 1 lúc, có vị trí để xong , nồi dao dĩa,…Công suất 12 bộ đồ ăn Châu âu Máy có 6 chế độ rửa chê độ rửa nặng ,Dính 70 độ C, chế độ thông thường ( Auto ) , chế độ tiết kiệm (ECO), rửa ly 40 độ C, chương trình vệ sinh Máy được thiết kế để đặt âm trong bàn bếp nên nó đảm bảo tính thẩm mỹ cho nhà bếp cũng như tiết kiệm không gian nhà bếp của bạn

Với những tính năng hiện đại và ngoại hình đẹp thì chiếc máy này có giá khá cao khoảng 17 triệu đồng tại các siêu thị mà không phải người tiêu dùng nào cũng sẵn sàng bỏ ra 1 số tiền lớn như vậy để mua 1 chiếc máy rửa bát

Máy sử dụng viên rửa bát tỏng hợp , bột rửa kết hợp với hóa chất làm mêm nước cứng và chất làm bóng

c DD-224C

Hình 1- 5: Máy rửa bát DD-224C

Loại máy này được thiết kế thành hai ngăn kéo độc lập với nhau cho phép chúng ta có thể rửa ở hai ngăn với chế độ rửa khác nhau, như vậy sẽ tiết kiệm được nước cũng như điện năng tiêu thụ, tăng tính thẩm mỹ cho căn bếp, vì máy có bề ngoài trông như 1

chiêc tủ kéo Máy cũng có cảm biến nhận biết mức độ sạch của chén để điều chỉnh áp suất nước phun Với thiết kế hai ngăn kéo độc lập như vậy cũng làm tiết kiệm không gian hơn vì các máy thông thường thì cửa được làm liền thành một khối khi mở thì phải ngã hết cửa ra Giá loại máy này khá cao từ 25- 30 tr VND Loại máy rửa bát này chỉ có trên thị trường thế giới còn ở Việt Nam gần như là không kinh doanh loại máy rửa bát này

1.3 Đặt vấn đề:

Các máy rửa chén trên thị trường Việt Nam hiện nay đều phải sử dụng loại bột rửa chén hoặc viên rửa chén tổng hợp riêng cho máy nên gây bất tiện cho người sử dụng do chưa phổ biến nên khó tìm mua và mua với giá thành cao

Chưa có một tài liệu nào ở Việt Nam nghiên cứu chi tiết về các thông số cơ bản của máy rửa chén để làm cơ sở cho việc thiết kế các loại máy rửa chén khác nhau

- Thiết kế phần cơ khí

+ Thiết lập sơ đồ nguyên lý ( sơ đồ động ) của máy

+ Thiết lập công thức tính toán, thiết kế cho các bộ phận chính của máy rửa chén

+ Xây dựng bản vẽ thiết kế cơ khí - Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy rửa bát

+ Xây dựng nguyên lý hệ thống điều khiển + Cơ cấu hệ thống điều khiển

+ Viết chương trình điều khiển

- Giải pháp để máy rửa chén có thể sử dụng được nước rửa chén thông thường hiện có bán trên thị trường Việt Nam

- Chế tạo được mô hình để kiểm nghiệm các kết quả tính toán

1.5 Đối tượng nghiên cứu

Trong phạm vi của đề tài, nhóm chỉ tập trung vào nghiên cứu máy rửa bát gia đình tự động giành cho hộ gia đình có từ 3-8 người, với khoảng 8- 15 bộ bát đĩa

1.6 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu tài liệu Tài liệu gồm :

+ Thông tin về các nhà sản xuất máy rửa chén, thông tin quảng cáo của các đại lý phân phối trên mặt đất và trên mạng internet Mạng internet là nơi cung cấp thông tin nhanh nhất, rẻ và rất thuận tiện

+ Các sách lý thuyết cơ bản về các vấn đề liên quan như : kỹ thuật thủy khí, cơ lý thuyết…

- Thăm dò ý kiến Bao gồm việc hỏi ý kiến của các đại lý kinh doanh hàng điện tử gia dụng có bán máy rửa chén, ý kiến một số người dân

- Phân tích số liệu, xây dựng công thức tính toán Đây là phương pháp được dùng chủ yếu trong đề tài nhằm tìm ra các công thức cụ thể cho việc thiết kế một máy rửa chén

- Phương pháp thực nghiệm.Đây là phương pháp kiểm nghiệm các công thức được lập ra và các phần không tính toán mà chọn theo kinh nghiệm

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LÝ, CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÁY

2.1 Nguyên lý hoạt động của máy rửa bát tự động

Nguyên tắc làm việc chung của máy rửa bát là phun nước với áp lực cao lên bề mặt cần tẩy rửa( chén bát và các dụng cụ nhà bếp,…) có thể sử dụng nước với nhiệt độ cao hoặc sử dụng 1 số chất tẩy rửa chuyên dùng và tạo dòng xoáy để rửa sạch bát đĩa rồi sấy khô bằng khí nóng

Để vận hành máy, người dùng trước hết cần xếp bát đĩa theo một quy trình vào các giá, khay theo từng loại để chúng được cố định vị trí khi vận hành, tránh va đập Các bước làm việc cơ bản của thiết bị là tự đồng xả nước, làm nóng nước, kết hợp chất phụ gia tẩy rửa rồi phun nước thông qua hệ thống áp lực cao để làm sạch chất bẩn Quá trình xả nước có thể tiến hành nhiều lần, kết hợp phun nước nóng để tráng sạch bát đĩa Cuối cùng, máy tạo luồng khí nóng để làm khô và diệt khuẩn

Hình 2- 1: Nguyên lý làm việc của máy

Toàn bộ quy trình được thực hiện theo thời gian xác định nhờ các cảm biến, bảng mạch được lập trình Người dùng cũng có thể tùy chính với các chế độ đa dạng như rửa sâu, rửa mạnh (với bát đĩa nhiều dầu mỡ), rửa tự động (thiết bị tự đo độ bẩn của bát đĩa rồi chọn chế độ phù hợp), rửa tiết kiệm, rửa cốc (chế độ rửa nhẹ nhàng), rửa ngâm (dành cho đồ bẩn để lâu), rửa hỗn hợp Các chế độ này tùy thuộc vào các mẫu máy khác nhau cũng như công nghệ được nhà sản xuất áp dụng Tuy nhiên, có một điểm chung là tất cả đều được đánh giá là vệ sinh, sạch sẽ hơn cách rửa truyền thống

2.2 Chu trình hoạt động và cấu tạo của máy rửa bát

Trên thực tế, bạn hiểu đơn giản: máy rửa bát là một con robot thông minh và bạn chỉ cần: sử dụng xong bát đĩa, xếp chúng vào máy, cho đủ chất tẩy rửa, và thiết lập chương trình; những công việc còn lại là của máy rửa bát

1 Xả nước vào

2 Làm nóng nước đến nhiệt độ thích hợp

3 Tự động mở hộp đựng chất tẩy rửa vào thời điểm thích hợp

4 Phun nước thông qua hệ thống phun áp lực cao để làm sạch vết đồ ăn trên bát đĩa

biệt đúng với thị trường Việt Nam chính vì vậy người tiêu dùng khó khan trong việc tìm mua các loại chất tẩy rửa này và mua với giá cao

Do đó một trong những mục tiêu của nhóm nghiên cứu đề ra là máy rửa chén sẽ sử dụng được nhiều loại hóa chất rửa chén khác nhau, và cũng có chố độ rửa chén bát vs nước có nhiệt độ cao mà không cần phải sử dụng đến chất tẩy rửa làm cho máy rửa chén phổ biến ở Việt Nam và nó trở thành thông dụng như máy giặt và tủ lạnh

2.3 Thiết kế quy trình rửa

Ta xem xét một người rửa chén bằng tay Ban đầu chén được bỏ vào một chậu đầy nước, tiếp đến nó được thoa đều một lớp mỏng dung dịch nước rửa và người ta dùng tay để làm sạch chén thông qua dẻ lau Cuối cùng chén được tráng qua một đến hai lần bằng nước sạch

Trong quá trình rửa bằng tay như trên ta thấy có 3 công đoạn chính là:

Làm sạch sơ bộ thoa đều hóa chất rửa làm sạch lần cuối Tương tự như vậy ta cũng thiết kế qui trình rửa cho máy: làm sạch sơ bộ phun đều hóa chất cùng với nước lên bề mặt chén bát làm sạch lần cuối Đây chỉ là một qui trình cơ bản tương ứng với một chương trình làm việc của máy vì trong thực tế có nhiều loại chất bẩn khác nhau nên một chương trình rửa sẽ không đáp ứng được hoặc là sạch nhưng tốn nhiều hóa chất rửa hoặc là có loại chất bẩn sẽ không sạch Vậy nên trong khâu làm sạch sơ bộ sẽ có làm sạch với nước nóng hoặc làm sạch với nước lạnh bình thường

2.4 Cơ sở tính toán thủy lực

Trong phương pháp rửa chén bằng tay nước chỉ đóng vai trò là môi trường để rửa Nước làm dung môi hòa tan hóa chất,sau đó hóa chất tác dụng với chất béo làm rưa trôi chất béo và lực tay người tác dụng lên dẻ cùng với nước lấy sạch các chất bẩn

Còn trong máy rửa bát tự động nước vừa là môi trường vừa là tác nhân tác động trực tiếp lên chén để lấy sạch chất bẩn Bây giờ ta sẽ xem xét cơ sở lý thuyết thủy lực để tính lực nước tác động lên chén và các thiết kế khác

2.4.1 Một số khái niệm:

- Dòng chảy dừng(ổn định) là dòng chảy mà các đặc trưng của nó ( vận tốc, áp suất,…) không phụ thuộc vào thời gian tức là =0

2.4.2.Phương trình Bernoulli của dòng chảy dừng:

2.4.2.1 Tích phân Bernoulli cho đường dòng chất lỏng lý tưởng:

Tích phân Bernoulli cho đường dòng trong điều kiện cụ thể hay thường gặp trong thực tế: chất lỏng, chuyển dộng dừng và lực khối tác dụng chỉ có trọng lực Qua các phép biến đổi ta được phương trình viết cho một đơn vị trọng lượng chất lỏng:

z + Cgup+ =

Viết cho hai vị trí 1 và 2 nào đó của đường dòng: Z1+ + =

u : vận tốc của môi chất tại mặt cắt đang xét u2/2g : độ cao cột áp vận tốc

z+p/  +u2/2g : cột áp thủy động

2.4.2.2 Phương trình Bernoulli cho dòng nguyên tố chất lỏng thực:

Đối với chất lõng thực vì có một phần năng lượng tiêu hao để thắng lực ma sát, cho nên:

z1+ + 

Hay z1+ + =

z1+ + =

 +

+ + h’w1-2

v : vận tốc trung bình của dòng môi chất  gọi là hệ số hiệu chỉnh động năng, Chảy tầng  = 2; chảy rối  =1,01÷1,1

h’w1-2 tổn thất năng lượng trong đoạn 1-2 có hai loại tổn thất năng lượng là tổn thất năng lượng dọc đường và tổn thất năng lượng cục bộ

Tổn thất dọc đường theo công thức Darcy: hd 1 v



 : hệ số ma sát; phụ thuộc vào số Re và tình trạng thành rắn giới hạn l : chiều dài ống

d: đường kính ống dẫn

Tổn thất cục bộ theo công thức Weibach :

d = B1B2 -KA1A2 =KA2B2 - KA1B1

= m(u2 - u1)

=dQdt(u2−u1) = ρdQdt( U2 -U1 )

Hình 2- 2: Dòng nguyên tố

 =

)12

dt là vi phân thời gian F là tổng các ngoại lực

u1, u2 là vận tốc của dòng ở các vị trí Fm trọng lực

Fsp áp lực

Fst lực của thành tác dụng lên lưu chất

2.4.3.2.Phương trình động lượng của toàn dòng:

Mở rộng cho toàn dòng chảy, lúc này xuất hiện sự chênh lệch áp động lượng của khối lưu chất trong mặt kiểm tra từ A1 đến A2 là Ku so với động lượng trung bình của toàn dòng là Kv Ta có phương trình động lượng của toàn dòng chảy dừng là:

Q(2v2 −1v1)=P  : hệ số hiệu chỉnh động lượng( chảy tầng  = 4/3; chảy rối  = 1,01 ÷ 1,05 1)

 =

2.4.3.3 Ứng dụng phương trình động lượng để xác định áp lực dòng tia lên vật chắn

Ta cũng dựng tia từ một vật hình trụ tròn phun vào vật rắn cố định như hình Dòng tia tác dụng lên vật một lực P1-t, ngược lại dòng tia cũng chịu một phản lực của vật Pt-1 Ta phải xác định lực dòng tia tác dụng lên vật rắn P1-t

Hình 2- 3: Áp lực tia lên vật dạng trụ

Viết phương trình động lượng chiếu lên phương x-x cho khối lưu chất trong mặt

kiểm tra với  = 1, bỏ qua ảnh hưởng của trọng lực và lực ma sát:



P1→t = 2 Q0v0

Vậy trong trường hợp này lực dòng tia tác dụng lên vật chắn lớn nhất

Như vậy với biên dạng cong của chén đĩa thì lực của tia nước tác động lên mặt chén đĩa là từ P=0 tới P=2Q0v0

Ở đây thực chất ta không quan tâm là lực tổng của dòng tia tác dụng lên vật chắn (chén bát) là bao nhiêu mà ta quan tâm là lực tác dụng lên từng phần tử chất bẩn và bề dầy lớp nước tràn trên chén phải đủ lớn để cuốn chất bẩn đi (Như hình 11)

Nếu là những chất béo bình thường, sau khi tác dụng với chất rửa thì khả năng bám dính của nó vào thành chén là nhỏ do đó chủ yếu là phải cung cấp đủ lưu lượng để cuốn trôi chất bẩn đi Đồng thời dưới nhiệt độ khác nhau khả năng bám dính và bề dày dầu mỡ khác nhau ,cụ thể là nhiệt độ càng cao thì khả năng bám dính của chất béo giảm và chiều dày chất béo bám trên bề mặt bát đũa cũng mỏng hơn

Khi rửa chén bằng tay, người ta thường dùng 4 đầu ngón tay ở giữa để tì vào mặt chén với lực dùng từ 0,5-1kg Diện tích mỗi đầu ngón tay cũng nằm vào khoảng 1 cm2như vậy áp lực cần thiết tác dụng lên mặt chén là: at

41 ==

2.5 Nguyên lý thiết kế hệ thống điều khiển

Hình 2- 7: Nguyên lý thiết kế hệ thống điều khiển

Cung cấp tín hiệu vào bao gồm tín hiệu từ nút bấm vào bộ vi điều khiển Arduino Uno R3 Bộ vi điều khiển Arduino R3 sẽ quản lý thông tin và chế độ làm việc của máy rửa bát, từ đó tương tác với các cảm biến và điều khiển đóng ngắt các thiết bị theo thứ tự hoạt động và chu trình

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ 3.1 Phương án cấp và sử dụng nước để làm sạch chén, bát

Phương án 1: nước được cấp từ nguồn bên ngoài ( nguồn cấp nước ) được tạo áp lực bởi máy bơm và phun trực tiếp lên chén, bát và sau đó đi qua phần lọc và xả ra ngoài

Ưu điểm : + Hệ thống đơn giản, gọn gàng, chi phí thấp Nhược điểm : + Tốn rất nhiều nước

+ Không thể làm nóng nước kịp với lưu lượng của vòi phun Chính vì vậy bát, sau khi rửa không được sạch

Hình 3- 1: Nước được cấp từ nguồn bên ngoài

Phương án 2:

Hình 3- 2: Nước được cấp vào một thùng chứa

Nước được cấp vào 1 thùng chứa để gia nhiệt đến nhiệt độ thích hợp trước khi được bơm áp lực tạo áp suất để làm sạch bát chén

Ưu điểm : + Nước sử dụng để để phun rửa chén bát đã có nước nóng + Hệ thống đơn giản tốn ít van, đơn giản cho việc điều khiển Nhược điểm: + Thời gian rửa chén rất lâu do phải đợi để gia nhiệt cho nước

+ Lãng phí nước vì nước cũng chỉ sử dụng cho 1 lần phun + Lãng phí năng lượng để làm nóng nước

Phương án 3:

Việc cấp nước của phương án này là nước từ hệ thống cấp nước trong gia đình đi qua và được kiểm soát bằng van cấp nước K1

Khi mức nước đạt được mức độ đã cài đặt và tính toán nhờ các thiết bị điều khiển vân cấp nước K1 sẽ đóng và sau đó bơm nước sẽ hoạt động để tạo lưu lượng và áp lực cho cánh phun

Nước lúc này được tuần hoàn liên tục , sau 1 thời gian đã được cài đặt nước bẩn sẽ được xả ra ngoài và sau đó lại lập lại quá trình Cứ như vậy sau vài lần từ 3-5 lần chén bát được làm sạch mà chỉ tiêu tốn 1 lượng lớn nhỏ, ít hơn 2 phương án trên rất nhiều

- Ưu điểm: + Khắc phục được nhược điểm tiêu tốn nhiều nước và năng lượng ở phương án 1 và hai

+ Chén, bát được rửa sạch hơn

- Nhược điểm: Thời gian rửa vẫn còn khá lâu do việc gia nhiệt cho nước, nhưng khi sử dụn cho máy rửa chén gia đình thì hoàn toàn phù hợp

Kết luận: sau khi so sánh các phương án cấp nước và sử dụng nước cho máy nhóm

thấy phương án 3 là hợp lý nhất cho 1 chiếc máy rửa chén gia đình

3.2 Hệ thống chính Phương án 1 :

Phun nước và hóa chất rửa chung một vòi

Hình 3- 4: Phun nước và hóa chất rửa chung một vòi

Trong phương án này hóa chất được chứa trong 1 hộp nhỏ có thể là dạng chất lỏng , dạng bột hoặc viên thòa tan

Khi đến quá trình làm sạch bằng hóa chất van K2 được phun qua cánh phun chảy qua thành của máy và chảy vào khoang chứa chất tẩy và mang theo chất tẩy hòa tan vào thùng chứa bên dưới sau đó được tạo áp lực và tiếp xúc với bề mặt chén bát để rửa sạch thông qua bơm tăng áp

- Ưu điểm :

+ Cấu tạo đơn giản

+ Chi phí rẻ gồm một máy bơm, một hệ thống ống và vòi phun - Nhược điểm :

+ Tốn rất nhiều hóa chất rửa vì hỗn hợp hóa chất rửa phun chung hệ thống phun của nước có diên tích lỗ phun lớn sử dụng hóa chất dành riêng cho rửa bát , tạo ít bọt, nhưng vẫn giữ được khả nawg tẩy rửa

+ Nếu dùng hóa chất rửa chén thông thường bằng tay sẽ tạo rất nhiều bọt ảnh hưởng đến việc hoặt động cũng như độ bền và tuổi thọ của máy

Phương án 2: Phun nước và hóa chất rửa ở hai vòi độc lập nhưng cùng một máy bơm

Hình 3- 5: Phun nước và hóa chất rửa ở hai vòi độc lập cùng máy bơm

Sử dụng 2 loại vòi phun

Loại 1 : tiết diện lỗ phun lớn dùng để phun nước áp lực

Loại 2: tiết diện lỗ phun nhỏ giúp phun hóa chất dưới dạng phun sương

- Ưu điểm: + Khắc phục nhược điểm tốn hóa chất rửa của hệ thống trên

+Áp lực phun hóa chất lớn hóa chất được phun dưới dạng sương mù do công suất bơm chính lớn và vòi phun hóa chất (dispenser) thiết kế để phun mịn hóa chất

- Nhược điểm: + Khó khăn cho việc bố trí cánh phun + Tốn nhiều van điều khiển

+ Hệ thống khá phức tạp làm cho việc điều khiển khó khăn + Hiệu quả của hóa chất tẩy rửa không cao