lựa chọn các thiêt bị vận chuyển

1. Đặt vấn đề: Ngày nay với sự phát triển của khoa học và công nghệ ,các ngành chế biến và bảo quản cũng được nâng cao cả về nâng suất cũng như chất lượng.cùng với sự phát triển đo là sự ra đời của nhiều nhà máy, xí nghiệp và các cơ sở chế biến…v Trong đó việc chọn các thiết bị, máy móc và dây truyền công nghệ là một trong những yếu tố quyết định sự thành công của doanh nghiệp ,trong đó thiết bị vận chuyển trong các nhà máy cũng là một yếu tố quan trọng góp phần vào viêc tăng năng suất và thu nhập của nhà máy. Trong quá trình sản xuất thực phẩm, thông thường nguyên vật liệu phải qua các công đoạn gia công chế biến bằng nhiều máy móc thiết bị khác nhau, do đó nguyên vật liệu cần phải được chuyển từ công đoạn này sang công đoạn khác. Quá trình này được thực hiện nhờ các máy vận chuyển phù hợp với tính chất của nguyên vật liệu. Thông thường, máy vận chuyển làm việc liên tục, chuyên chở vật liệu theo hướng đã định, có thể làm việc trong một thời gian không giới hạn, không dừng lại khi nạp và tháo liệu. Các máy và thiết bị vận chuyển liên tục bao gồm các loại chính như: gàu tải, băng tải, xích tải, cào tải thuộc nhóm máy có bộ phận kéo và vít tải, vận chuyển bằng không khí và thủy lực thuộc nhóm máy không có bộ phận kéo. Do vậy việc lựa chọn các thiêt bị vận chuyển sao cho phù hợp với từng loại nguyên vật liệu là hết sức quan trọng và cần thiết. Cần phải xem xét một cách kỉ lưỡng về các tính chất cơ lí của vật liệu và đặc trưng của vật liệu đó. Dưới đây tôi xin trình bày một số hiểu biết về các nguyên lý làm việc cũng như ưu, nhược điểm cũa từng nguyên lý đó cũng như phạm vi ứng dụng của chúng trong các nhà máy hiện nay. 1 2. Nội Dung : Các máy và thiết bị vận chuyển liên tục bao gồm các loại chính như: gàu tải, băng tải, xích tải, bàn lăn ,bàn gạt , bàn rung, cào tải thuộc nhóm máy có bộ phận kéo và vít tải, vận chuyển bằng không không khí và thủy lực thuộc nhóm máy không có bộ phận kéo. 2.1.Vít tải: 2.1.1 khái niệm: Vít tải là máy vận chuyển vật liệu rời chủ yếu theo phương nằm ngang. Ngoài ra vít tải có thể dùng để vận chuyển lên cao với góc nghiêng có thể lên tới 90 o , tuy nhiên góc nghiêng càng lớn hiệu suất vận chuyển càng thấp. 2.1.2 Đặc điểm và nguyên lý cấu tạo: Vít tải gồm có một trục vít xoắn ốc quay được trong lòng một máng hình nửa trụ. Trường hợp góc nghiêng lớn, vít tải quay trong ống trụ thay cho máng. Máng của vít tải gồm nhiều đoạn dài từ 2 m đến 4 m, đuờng kính trong lớn hơn đường kính cánh vít khoảng vài mm, được ghép với nhau bằng bích và bulông. Trục vít làm bằng thép ống trên có cánh vít. Cánh vít làm từ thép tấm được hàn lên trục theo đường xoắn ốc tạo thành một đường xoắn vô tận. Trục vít và cánh quay được nhờ các ổ đỡ ở hai đầu máng. Nếu vít quá dài thì phải lắp những ổ trục trung gian, thường là ổ treo, cách nhau khoảng 3-4 m. Khi trục vít quay sẽ đẩy vật liệu chuyển động tịnh tiến trong máng nhờ cánh vít, tương tự như chuyển động của bulông và đai ốc. Vật liệu trượt dọc theo đáy máng và trượt theo cánh vít đang quay. Vít tải chỉ có thể đẩy vật liệu di chuyển khi vật liệu rời, khô. Nếu vật liệu ẩm, bám dính vào trục sẽ quay theo trục, nên không có chuyển động tương đối giữa trục và vật liệu, quá trình vận chuyển không xảy ra. Để có thể chuyển được các nguyên liệu dạng cục hoặc có tính dính bám, cần chọn loại cánh vít có dạng băng xoắn hoặc dạng bơi chèo, tuy nhiên năng suất vận chuyển bị giảm đáng kể. 2 Hình 2.1:cấu tạo vít tải Chiều di chuyển của vật liệu phụ thuộc vào chiều xoắn của cánh vít và chiều quay của trục vít. Nếu đảo chiều quay của trục vít sẽ làm đổi chiều chuyển động của vật liệu. Hai trục vít có chiều xoắn của cánh vít ngược nhau sẽ đẩy vật liệu theo hai hướng ngược nhau nếu quay cùng chiều. Vít tải thường được truyền động nhờ động cơ điện thông qua hộp giảm tốc. Số vòng quay của trục vít trong khoảng từ 50-250 vòng/phút. Chiều dài vận chuyển của vít tải thường không dài quá 15-20 m. Năng suất vận chuyển của vít tải được tính theo công thức Q=60 ψ π 4 )22( pnS dD − .C 1 (kg/h) trong đó: Q: năng suất vận chuyển, kg/h D: đường kính ngoài của cánh vít, m n: số vòng quay trục vít, v/phút ρ : khối lượng riêng xốp của vật liệu, kg/m 3 ψ: hệ số nạp đầy. Đối với vật liệu dạng hạt chọn ψ = (0,3-0,45); đối với vật liệu đã nghiền nhỏ ψ = 0,45-0,55 S: bước vít, m. để vận chuyển hạt rời, thông thường S = (0,8-1) D C 1 : hệ số xét tới độ dốc của vít tải so với mặt phẳng ngang (bảng 1.1) 3 Bảng 2.1 Hệ số C1 Độ dốc của vít tải, độ 15 20 45 60 75 Hệ số C1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 2.1.3 Vít tải có ưu, nhược điểm sau: Ưu điểm của vít tải: − Chúng chiếm chỗ rất ít, với cùng năng suất thì diện tích tiết diện ngang của vít tải nhỏ hơn rất nhiều so với tiết diện ngang của các máy vận chuyển khác. − Bộ phận công tác của vít nằm trong máng kín, nên có thể hạn chế được bụi khi làm việc với nguyên liệu sinh nhiều bụi. − Giá thành thấp hơn so với nhiều loại máy vận chuyển Nhược điểm của vít tải: − Chiều dài cũng như năng suất bị giới hạn, thông thường không dài quá 30 m với năng suất tối đa khoảng 100 tấn/giờ − Chỉ vận chuyển được vật liệu rời, không vận chuyển được các vật liệu có tính dính bám lớn hoặc dạng sợi do bị bám vào trục. − Trong quá trình vận chuyển vật liệu bị đảo trộn mạnh và một phần bị nghiền nát ở khe hở giữa cánh vít và máng. Ngoài ra nếu quãng đường vận chuyển dài, vật liệu có thể bị phân lớp theo khối lượng riêng. − Năng lượng tiêu tốn trên đơn vị nguyên liệu vận chuyển lớn hơn so với các máy khác. Hình 2.2 Vít tải nghiêng vận chuyển sàn phẩm dạng bột 4 2.2 BĂNG TẢI 2.2.1. Khái niệm Băng tải là một máy vận chuyển vật liệu rời theo phương ngang bằng cách cho vật liệu nằm trên một mặt băng chuyển động. Vật liệu sẽ được mang từ đầu này tới đầu kia của băng và được tháo ra ở cuối băng. 2.2.2 Đặc điểm và nguyên lý cấu tao: Băng tải gồm một băng bằng cao su hoặc vải hoặc bằng kim loại được mắc vào hai puli ở hai đầu. Bên dưới băng là các con lăn đỡ giúp cho băng không bị chùng khi mang tải. Một trong hai puli được nối với động cơ điện con puli kia là puli căng băng. Tất cả được đặt trên một khung bằng thép vững chắc. Khi puli dẫn động quay kéo băng di chuyển theo. Vật liệu cần chuyển được đặt lên một đầu băng và sẽ được băng tải mang đến đầu kia. Trong nhiều trường hợp cần phải tháo liệu giữa chừng có thể dùng các tấm gạt hoặc xe tháo di động. Thông thường puli căng là puli ở vị trí nạp liệu, còn puli dẫn động ở phía tháo liệu vì với cách bố trí như vậy nhánh băng phía trên sẽ là nhánh thẳng giúp mang vật liệu đi dễ dàng hơn. Để tránh hiện tượng trượt, giữa puli và băng cần có một lực ma sát đủ lớn, do đó băng cần phải được căng thẳng nhờ puli căng được đặt trên một khung riêng có thể kéo ra phía sau được. Hinh2.3 sơ đồ nguyên tắc cấu tạo chung của băng tải 1- Phễu nạp liệu; 2 băng; 3 Trục lăn; 4 Tang dẫn; 5 Bộ phận tháo liệu; 6- Tang căng;7- Bộ phận căng băng. 8- Hộp giảm tốc; 9- Động cơ điện; 10- Bộ phận làm sạch băng;. 5 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 2.2.2.1 Cách Làm Việc Vật liệu được cấp vào phễu cấp liệu 1, sau đó chảy vào băng chuyền 2 và được băng vận chuyển đi theo phương ngang hay nghiêng về phía bộ phận tháo liệu. Sau đó đươc đổ vào kho hoạc bao chứa. Năng suất của băng tải có thể tính theo công thức : Q= 60 vAp * =60 π DnAp* , kg/h Trong đó: Q: năng suất vận chuyện của băng tải, kg/h v: vận tốc chuyển động của băng, m/phút A: diện tích mặt cắt nghang trung bình lớp vật liệu trên bằng, m 2 p*: khối lượng riêng xốp của vật liệu, kg/m 3 D: đường kính puli truyền động, m n: số vòng puli truyền động, vòng/phút Hinh 2.4 con lăn đỡ nghiêng. 2.2.2.2 Đặc điểm : − Không làm hư hỏng vật liệu do vật liệu không có chuyển động tương đối với mặt băng − Có thể áp dụng cho nhiều loại sản phẩm khác nhau như các loại vật liệu rời, vật liệu đơn chiếc hoặc các loại vật liệu không đồng nhất. − Có khả năng vận chuyển tương đối xa. − Chiếm nhiều diện tích và không gian lắp đặt. − Tiêu tốn năng lượng trên một đơn vị khối lượng vận chuyển tương 6 đối cao 2.2.2.3:Ưu nhược điểm : Vận chuyển bằng băng tải có ưu điểm : có thể vận chuyển vật liệu rời và đơn chiếc theo phương ngang, nghiêng; làm việc bền vững, an toàn và không gây tiếng ồn; năng suất cao, chi phí năng lượng riêng nhỏ; vốn đầu tư chế tạo không lớn và dễ tự động hóa. Nhược điểm : vận chuyển theo phương nghiêng bị hạn chế, thường góc nghiêng từ 16 ÷ 24 0 và không thể vận chuyển vật liệu đi theo đường cong 2.2.2.4 Đặc điểm : − Không làm hư hỏng vật liệu do vật liệu không có chuyển động tương đối với mặt băng − Có thể áp dụng cho nhiều loại sản phẩm khác nhau như các loại vật liệu rời, vật liệu đơn chiếc hoặc các loại vật liệu không đồng nhất − Có khả năng vận chuyển tương đối xa. − Chiếm nhiều diện tích và không gian lắp đặt. − Tiêu tốn năng lượng trên một đơn vị khối lượng vận chuyển tương đối cao 2.3 Gàu tải : 2.3 .1 Khái niệm : Gàu tải là thiết bị vận chuyển vật liệu rời theo phương thẳng đứng. Cấu tạo của gàu tải gồm có hai puli đặt trong một thân làm bằng thép mỏng. Một đai dẹt trên đó có bắt các gàu múc được mắc vào giữa hai puli. Puli trên cao được truyền động quay nhờ động cơ điện thông qua hộp giảm tốc, còn puli dưới được nối với bộ phận căng đai có nhiệm vụ giữ cho đai có đủ độ căng cần thiết bảo đảm đủ lực ma sát giữa đai và puli. Vật liệu được mang lên cao nhờ các gàu múc di chuyển từ dưới lên. 2.3.2 Đăc điểm và nguyên tắc cấu tạo,nguyên tắc làm việc : Gàu múc vật liệu từ phía chân gàu đi lên phía trên và đổ ra ngoài theo hai phương pháp chủ yếu là đổ nhờ lực ly tâm và nhờ trọng lực. 7 Ở phương pháp ly tâm, gàu chứa đầy vật liệu khi đi vào phần bán kính cong của puli trên sẽ xuất hiện lực ly tâm, có phương thay đổi liên tục theo vị trí của gàu. Hợp lực của trong lực và lực ly tâm làm cho vật liệu văng ra khỏi gàu và rơi xuống đúng vào miệng ống dẫn vật liệu ra. Lực ly tâm sinh ra phụ thuộc vào vân tốc quay của puli, nếu số vòng quay của puli lớn, lực ly tâm lớn làm vật liệu văng ra ngoài sớm hơn, rơi trở lại chân gàu. Nếu quay chậm, lực ly tâm nhỏ vật liệu ra khỏi gàu chậm và không văng xa được, do đó vật liệu không rơi đúng vào miệng ống dẫn vật liệu. Số vòng quay của puli phải phù hợp mới có thể đổ vật liệu đúng vào miệng ống dẫn vật liệu ra. Hình 2.5 Cấu tạo gàu tải đổ theo phương pháp ly tâm và phương pháp trọng lực - Cách bắt gàu lên đai gàu 8 2.3.3 Ưu Nhược Điểm: Gầu tải có ưu điểm : Diện tích chiếm chỗ ít, có khả năng vận chuyển vật liệu lên một độ cao khá lớn (50 ÷70m), sử dụng vận hành đơn giản. Nhược điểm : máy dễ bị quá tải, năng suất hạn chế; khi làm việc phải nạp liệu một cách liên tục và đều đặn; vốn đầu tư cao. - Hình 2.6 Puli căng dạng cánh chống nghiền nát vật liệu Hình 2.7 Hình dạng bên ngoài của gàu 2.4 Hệ thống vận chuyển bầng khí đọng : 2.4.1 Khái niệm : Vận chuyển vật liệu bằng không khí được ứng dụng đầu tiên vào vận chuyển những vật liệu dạng sợi và hạt. Nhờ có nhiều ưu điểm nên hình thức vận chuyển này được ứng dụng rộng rãi và trong rất nhiều trường hợp được thay thế hoàn toàn cho phương pháp vận chuyển cơ khí. 2.4.2 Đặc điểm và nguyên tắc cấu tạo , nguyên tắc làm việc: Vận chuyển vật liệu bằng không khí dựa trên nguyên lý sử dụng dòng khí chuyển động trong ống dẫn với tốc độ đủ lớn để mang vật liệu từ chỗ này đến chỗ khác dưới trạng thái lơ lửng. Theo lý thuyết, dòng khí có vận tốc độ lớn có thể vận chuyển vật liệu có khối lượng riêng 9 và kích thước bất kỳ. Nhưng vì năng lượng để vận chuyển và tiêu tốn tăng nhanh rất nhiều lần so với trọng lực của hạt vật liệu, cho nên trong phạm vi thực tế ứng dụng của phương pháp vận chuyển bằng không khí thường chỉ sử dụng cho các loại vật liệu hạt có kích thước tương đối nhỏ, nhẹ . Vận chuyển bằng không khí được dùng nhiều trong các ngành công nghiệp khác nhau. Hiện nay năng suất của các hệ thống vận chuyển bằng không khí dao động trong giới hạn khá lớn, có thể đạt tới 800 t/h, độ dài vận chuyển có thể tới 1800 m và độ cao có thể đạt tới 100m. Trong các nhà máy chế biến lương thực thực phẩm, hệ thống áp suất thấp và trung bình(chênh áp giữa đầu hút và đẩy <0,1 at) được sử dụng rộng rãi để cơ giới hóa các nguyên công vận chuyển trong phân xưởng và giữa các phân xưởng với nhau. Những hệ thống nầy làm việc với vận tốc khí trong ống khoảng 18-20 m/s, nồng độ hỗn hợp tương đối thấp (µ= 5kg vật liệu/kg khong khí), suất tiêu tốn không khí khá lớn. Trong nhiều trường cho phép kết hợp vận chuyển với một vài quá trình công nghệ khác như làm mát, phân loại, sấy, v.v Hình2.8 Hệ thống vận chuyển hạt bằng khí động Nguyên liệu hạt được ôtô hoặc tàu chở tới, đổ vào thùng chứa rồi được hút theo ống dẫn vào buồng lắng hạt. Tại đây do vận tốc dòng khí giảm, hạt lắng xuống đáy buồng, sau đó được tháo ra nhờ bộ phận tháo liệu lắp ở đáy buồng. Không khí được dẫn vào xyclôn lắng rồi vào máy lọc túi 10 [...]... điểm : vận chuyển được các loại vật liệu có kích thước nhỏ và hạn chế được bụi khi vận chuyển Có thể thu gom vật liệu sau khi vận chuyển một cách dễ dàng và thuận tiện cho việc đóng bao Nhược điểm : không vận chuyển được các loại vật liệu có kích thước lớn và các vật lỏng.có cấu tạo phức tạp và đòi hỏi độ chính xác cao , 2.5 Vận chuyển bằng không khí Vận chuyển bằng không khí là dựa vào khả năng chuyển. .. cần có các đoạn ống mềm Nhờ hệ thống nầy có thể hút nguyên vật liệu từ nhiều vị trí trong cùng một lúc Để đảm bảo cho các hệ thống vận chuyển bằng không khí làm việc không bị ngưng trệ và đáng tin cậy, cần chọn tốc độ không khí như sau: - Trường hợp vận chuyển hạt trong các ống dẫn thẳng đứng lấy v = 22m/s khi nồng độ là µ ≤ 4 kg /kg và v =25m/s khi µ > 4 kg/kg - Trường hợp vận chuyển hạt trong các ống... của các dòng khí trong các ống dẫn với tốc độ nhất định để di chuyển vật liệu từ chỗ này đến chỗ khác Vận chuyển bằng không khí được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp khác nhau, đặc biệt trong các nghành chế biến lương thực, thực phẩm và thức ăn chăn nuôi.Muốn cho hỗn hợp không khí và vật liệu chuyển động được trong các ống dẫn cần phải tạo ra sự chênh lệch áp suất ở hai đầu ống hay nói cách... hai đầu ống hay nói cách khác là phải tạo ra áp lực áp lực được tạo ra bằng cách tăng hoặc giảm áp suất không khí 2.5.1 Hệ thống vận chuyển bằng phương pháp hút Chân không trong mạng (H 3.27) được tạo thành bởi máy thổi khí 8 Khi nhúng vòi hút 1 vào trong khối vật liệu rời thì không khí được hút vào kéo theo vật liệu và vận 11 chuyển nó theo ống dẫn 3 Để xê dịch ống dẫn dễ dàng cần có đoạn ống mềm 2... 11 sau đó vào thiết bị lọc bụi 11 9 5 6 1 2 3 4 7 10 8 Hình 2.10 Sơ đồ hệ thống vận chuyển theo phương pháp thổi 1 Máy thổi khí; 2 ống dẫn khi; 3 Bình nén khí; 4 Thiết bị lọc khí; 5 Phễu cấp liệu; 6- Van cấp liệu và chắn gió; 7-Hộp thổi; 8-ống hỗn hợp ; 9Van tháo liệu; 10 Khô chứa 11- ống thoát khí; 2.5.3 Hệ thống vận chuyển theo phương pháp phối hợp hút - thổi Quạt 8 hút không khí và vật liệu vào... 5 6 Hình2.11 Sơ đồ hệ thống vận chuyển theo phương pháp phối hợp hút - thổi 1Vòi hút; 2,9- ống dẫn khí; 3- Xiclon; 4- Van cấp liệu và chắn gió; 5 ống dẫn hỗn hợp 6- Hộp thổi; 7- ống nối; 8- Máy thổi khí Hệ thống vận chuyển theo phương pháp phối hợp có cả ưu nhược điểm của hai hệ thống trên Tuy nhiên do cả ống hút và thổi cùng làm việc nên đã tiết kiệm được một số thiết bị, đường ống và chi phí điện... nhập va nâng cao chất lượng cuộc sống Tuy nhiên những thiêt bị vận chuyển trên cũng còn những nhược điểm và hạn chế do vậy cần có nhiều thêm nửa những nghiên cứu để chúng được hoàn thiện hơn.Tôi mong rằng mình sẽ có sự đầu tư về thời gian cũng như sự đầu tư về kỉ thuật để nghiên cứu sâu hơn về chuyên đề này 15 4.Tài liệu tham khảo : Bài giảng thiết bị cơ bản trong chế biến nông sản thực phâm T.S:Đinh... ra qua van 8 12 2.5.2 Hệ thống vận chuyển theo phương pháp thổi Hạt vào phễu 5 được van 6 quay nhả từng phần xuống hộp thổi 7 Không khí từ máy thổi 1 khí có áp suất cao qua ống 2, bình nén 3, thiết bị lọc khí 4 vào hộp thổi 7 cuốn vật liệu đi theo ống dẫn 8 qua van đổi chiều 9 xả vào kho 10 Vật liệu được lắng xuống đáy và không khí thoát qua ống thoát 11 sau đó vào thiết bị lọc bụi 11 9 5 6 1 2 3 4 7... sơ lý thuyết và thực nghiệm Hiện nay các loại máy này đang được sử dụng rộng rãi trong các nha máy chê biến nông sản cũng như một số lĩnh vực khác như :xây dựng ,chuồng trại chăn nuôi ,.v v Và đã góp phần nâng cao năng suất lao động ,giảm chi phí sản xuât Ngoài ra sự ra đời của chúng đã tạo ra sự đột phá trong việc cơ khí hóa các khâu trong sản xuất ,đưa được các dây chuyền sản xuất tiên tiến vào... tách bụi Sau đó không khí sạch theo ống dẫn 9 vào cửa hút của máy thổi khí 10 và được đẩy ra ngoài Cặn bụi được tháo ra qua van 8 Hệ thống này có thể vận chuyển vật liệu từ nhiều vị trí trong cùng một lúc 1 2 3 6 9 4 7 5 8 10 Hình 2.9 Sơ đồ hệ thống vận chuyển theo phương pháp hút 1-vòi hút ; 2- đoạn ống mềm; 3- ống dẫn hỗn hợp vật liệu -không khí; 4- buồng lắng; 5- van tháo liệu; 6,9- ống dẫn không . kéo. Do vậy việc lựa chọn các thiêt bị vận chuyển sao cho phù hợp với từng loại nguyên vật liệu là hết sức quan trọng và cần thiết. Cần phải xem xét một cách kỉ lưỡng về các tính chất cơ lí. vật liệu rời, không vận chuyển được các vật liệu có tính dính bám lớn hoặc dạng sợi do bị bám vào trục. − Trong quá trình vận chuyển vật liệu bị đảo trộn mạnh và một phần bị nghiền nát ở khe. đường vận chuyển dài, vật liệu có thể bị phân lớp theo khối lượng riêng. − Năng lượng tiêu tốn trên đơn vị nguyên liệu vận chuyển lớn hơn so với các máy khác. Hình 2.2 Vít tải nghiêng vận chuyển