bài giảng những khái niệm chung về máy phân loại vật liệu

PHẦN II : MÁY PHÂN LOẠI VẬT LIỆU CHƯƠNG 1 NHỮNG KHÁI NIỆM CHUNG I/ CÔNG DỤNG: - Tách hỗn hợp dạng hạt thành nhiều nhóm loại khác nhau theo độ lớn hoặc tỉ trọng. Cơ khí - Tác dụng thực hiện : Thủy lực Không khí - Vị trí công việc sàng trong dây chuyền: o Sàng sơ bộ o Sàng trung gian o Sàng kiểm tra o Sàng kết thúc, hay sàng sản phẩm. - Dùng n loại mặt sàng thu được (n+1) loại sản phẩm. - Quá trình sàng được đánh giá bằng 2 chỉ tiêu: o Năng suất Q o Hiệu quả sàng E II/ PHÂN LOẠI: - Theo tính chất chuyển động của mặt sàng: Cố định Chuyển động - Theo hình dạng mặt sàng : Sàng phẳng Sàng quay Có hướng Chuyển động rung Vô hướng - Theo đặc tính chuyển động: Lệch tâm Thẳng Chuyển động lắc Vi phân 1 Đặt ngang (rung định hướng) - Theo vị trí mặt sàng : Đặt nghiên Sàng trống - Mặt sàng quay: Sàng trục quay (sàng + rửa VL) Con lăn quay - Trong sản xuất VLXD: sàng phẳng, rung cao tốc, rung lệch tâm. III/ MẶT SÀNG : - Yêu cầu : + Tổng diện tích lổ sàng lớn nhất. + Bảo tồn được kích thước lổ. + Chống mòn cao. - Mặt sàng bản đột lổ có độ bền cao, nhưng tổng diện tích lổ sàng lại nhỏ. (< 50%). - Mặt sàng lưới thép có tổng diện tích lổ sàng lớn nhất (70%). - Sàng hỗn hợp sỏi, cát theo phương pháp khô, dùng lưới sàng có lổ chữ nhật D x R = 2 x 1. - Sàng theo phương pháp ướt : D x R = 4 x 1 - Mặt sàng lưới có năng suất cao nhưng số lượng hạt dẹt lớn. IV/ NHỮNG CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH SÀNG: 1. Hiệu quả sàng: (Lượng hạt dưới sàng (Lượng hạt dưới sàng chứa trong VL đem sàng) - đã không lọt lổ sàng) E = (Lượng hạt dưới sàng chứa trong VL đem sàng) E = 100x c bc − 2. Độ sạch : f tr = 100 )100( x bc b +− b = c – E. c ⇒ f tr = 100 100 1 x E c E − − Khi E cố định, c thay đổi thì f tr thay đổi. 2 3. Xác định kích thước lổ sàng và hiệu quả kỳ vọng E 0 E 0 = 100 )100( ' ' x c c b bb c       − − − → Dựa vào E 0 và đồ thị lập sẵn để xác định kích thước lổ sàng. V/ XÁC SUẤT LỌT LỔ SÀNG CỦA HẠT VẬT LIỆU: - Xác suất lọt qua lổ sàng của hạt tỉ lệ thuận với diện tích lổ sàng. - Việc sàng hạt phụ thuộc vào tương quan kích thước của hạt và lổ, chứ không phụ thuộc vào kích thước tuyệt đối của chúng. d ≤ 0.75 l : hạt dễ lọt sàng 3 CHƯƠNG II MÁY SÀNG PHẲNG I/ CẤU TẠO: 1. Máy sang rung lệch tâm: - Khi trục lệch tâm quay, mỗi điểm trên hộp sang sẽ thực hiện quay tròn với bán kính không đổi, bằng độ lệch tâm của trục. - Trên trục có lắp 2 đĩa quay để cân bằng lực quán tính ly tâm cho các ổ đỡ. 2. Máy sàng rung vô hướng: - Trục quay lệch tâm thực hiện cùng lúc 2 chuyển động : chuyển động quay tròn xung quanh tâm của nó và chuyển động quay đối với trọng tâm chung của hệ thống. - Biên độ dao động của hộp sang luôn biến động và phụ thuộc vào khối lượng vật liệu trên mặt sang. Khối lượng nạp liệu tăng → biên độ dao động giảm. - Dùng sàng vật liệu có độ hạt lớn (sang sơ bộ nhằm loại đá quá khổ). - Làm giảm tuổi thọ dây đai và bộ truyền động. 3. Máy sang rung tự định tâm: - Các khối lệch tâm đặt trong puli dẫn động và được các lò xo ép hướng tâm. - Ngỗng trục của trục được tiện lệch tâm. - Trục và hộp sàng dao động, tâm puli có vị trí không đổi. - Khoảng cách của bộ truyền đai luôn được bảo toàn. 4. Máy sàng rung có hướng: - Bộ gây rung có hướng phức tạp hơn. - Mặt sàng có thể đặt nằm ngang. - Hướng dao động vuông góc với đường nối tâm của hai trục lệch tâm. 5. Gối đàn hồi: - Khả năng giảm chấn động tốt → truyền dao động nhỏ nhất cho móng. - Thời hạn sử dụng cao. - Gối đàn hồi kim loại. Phi tuyến vào lúc cộng hưởng - Túi đệm khí : Khi biên độ dao động tăng thì độ cứng tăng theo. Tính vạn năng cao: có thể thay đổi áp suất khí trong túi. 6. Máy sàng rung điện từ: - Bộ gây rung điện từ thường được kẹp vào phần giữa của mặt sàng. - Không có vật quay tròn và mặt ma sát. 4 II/ CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN & CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT: 1. Kích thước mặt sàng B x L : - Hiệu quả sàng phụ thuộc vào chiều dài mặt sàng L. - Khi L tăng lên 2 ÷ 2.5 → Hiệu quả tăng theo. - Máy sàng rung : B : L = 1: 2.5 2. Các thông số dao động của hộp sàng: ρ : tần số dao động riêng w: tần số góc của hộp sàng x : biên độ dao động của hộp sàng M: Khối lượng của hộp sàng m: Khối lượng của khối lệch tâm m.r : Moment tĩnh của bộ gây rung r : độ lệch tâm của khối lệch tâm -x (M + m) = m.r Sự dịch chuyển của hộp sàng ngược pha với lực kích thích (ở chế độ sau cộng hưởng). 3.Tần số và biên độ dao động tối ưu: - Biên độ và tần số dao động tối ưu phụ thuộc vào hình dạng của quỹ đạo chuyển động. → Ảnh hưởng đến năng suất, hiệu quả sang và khả năng kháng tắt lổ sang. h ≥ 0.4 l 4. Góc nghiên của mặt sàng: - Góc nghiên ảnh hưởng đến hiệu quả và năng suất sang. - Nếu giảm góc nghiên, tốc độ di chuyển của hạt vật liệu trên mặt sàng giảm thấp → năng suất giảm. - Thông thường, góc nghiên thay đổi từ 0 ÷ 30 0 . 5. Xác định những chỉ tiêu kỹ thuật Q và E: - Năng suất sàng cần phải lựa chọn sao cho chiều dày lớp vật liệu trên mặt sàng không vượt quá giá trị giới hạn. - Năng suất sàng tăng lên khi tăng kích thước lổ sàng, còn hiệu quả sàng không phụ thuộc vào kích thước lổ sàng. - Năng suất máy sàng trung gian và máy sàng sản phẩm: Q = q F K 1 K 2 K 3 m , (m 3 /h) - Năng suất máy sàng sơ bộ (mặt sàng thanh): Q = 3600 B h v k , (m 3 /h) - Hiệu quả sàng: E = e K 1 ’ K ’ 2 K 3 ’ 5 CHƯƠNG III MÁY VÀ THIẾT BỊ PHÂN LOẠI BẰNG DÒNG KHÍ I/ KHÁI NIỆM: - Phân loại vật liệu rời , khô, kích thước < 1mm. - Hạt có kích thước lớn bị ảnh hưởng của trọng lượng bản than hoặc lực li tâm được tách ra. - Các hạt nhỏ : sử dụng bộ lọc. - Tốc độ hỗn hợp khí điều chỉnh độ lớn hạt cần phân loại. - Sử dụng trong hệ thống nghiền bột theo chu trình kín. - Nếu sử dụng khí nóng: vừa phân loại vừa sấy. - Độ chính xác phân loại được đánh giá qua: hệ số hữu ích & hiệu quả phân loại m n η = . 100 = 65 ÷ 70% m n0 q n Q l ε = ( - ) . 100 = 55% q n0 Q lo → Đường đặc tính phân loại. II/ CƠ SỞ LÝ THUYẾT: - Lực tác dụng lên hạt : áp lực, trọng lực, lực li tâm. o Áp lực tỉ lệ với bình phương đường kính hạt (tiết diện). o Trọng lực, lực li tâm tỉ lệ bậc 3 với đường kính hạt (khối lượng thể tích hạt). - Yêu cầu của vùng phân loại : o Điều chỉnh được lực tác dụng vào hạt. o Đường vận tốc của dòng khí phải đồng nhất. o Các hạt có kích thước giới hạn cần phải ở vị trí cân bằng động, các loại khác được đưa khỏi vùng phân loại. - Trong một thiết bị có nhiều vùng phân loại, nhưng có một vùng phân loại tích cực và hiệu quả nhất. Vùng đối lực li tâm (I) o Thiết bị phân loại dòng thông qua : Vùng rơi tự do (II) Vùng rơi tự do (II) o Thiết bị loại đối lưu : Vùng lực li tâm (III) Vùng đối lưu (IV) 1. Vùng phân loại rơi tự do (II): - Lực tác dụng vào hạt : + Áp lực của dòng khí (P) + Trọng lực G 6 P = C. F. 2 2 00 v ρ = K d . C 0 . 8 2 d π ρ 0 . v 0 2 (Theo lý thuyết về khí động lực) G = v. ρ . g = 6 3 d π . ρ . g P = G ⇒ d , khi biết trước v 0 (hạt treo lơ lửng, hạt có V t , khi cho trước d 0 kích thước “giới hạn”) Khi P ≠ G : hạt chuyển động với tốc độ nào đó v h = v k - v t 2. Vùng đối lực li tâm (I): + Lực li tâm P y - Lực tác dụng lên hạt : + Áp lực khí nén P + Trọng lực G - Hạt nhỏ : P > P y → chuyển động hướng tâm. - Hạt lớn : P < P y → chuyển động xa tâm đến vỏ ống. - Điều kiện cân bằng của hạt : P = P y (bỏ qua G) ⇒ d (kt hạt) , khi biết v = v r + v j 3. Vùng lực li tâm (III) : + Lực ly tâm P y - Lực tác dụng vào hạt: + Áp lực khí nén P hướng lên + Trọng lực G - Hạt vật liệu chuyển động theo quỹ đạo xoắn ốc. - Hạt lớn: chuyển động về phía thành ống. - Hạt nhỏ: cuốn theo dòng khí lên trên. - Kích thước hạt “giới hạn” xác định bằng điều kiện : t c = t ng P y = P ng v cao = v k - v t III/ CẤU TẠO: 1. Thiết bị phân loại bằng khí loại dòng thông qua: - Kích thước “giới hạn” của hạt trong các vùng phân loại I, II được điều chỉnh nhờ dòng tiết lưu khí vào hoặc điều chỉnh góc đặt cánh quạt. - Nhược điểm : tốn nhiều khí nén. - Đường kính : 2.5 ÷ 5.5 m - Lưu lượng khí nén từ 20 x 10 3 ÷ 30.10 3 m 3 /h. 2. Thiết bị phân loại vật liệu bằng khí loại đối lưu có đĩa ly tâm và cánh: - Ưu điểm: gọn hơn. 7 - Kích thước “giới hạn” phân loại của hạt có thể thay đổi nhờ việc điều chỉnh bán kính, cách bố trí các cánh quạt và góc cánh chớp. 3. Thiết bị phân loại vật liệu có quạt và vùng gom liệu đặt ngoài: IV/ CÁC THIẾT BỊ LỌC BỤI VÀ LÀM SẠCH KHÔNG KHÍ: 1. Xyclon ly tâm: - Làm sạch, khô bằng cơ khí : tách bụi khỏi khí nhờ lực ly tâm và trọng lực. - Đường kính càng nhỏ, hiệu quả tách bụi càng cao. - Hệ số làm sạch : 70 ÷ 90 % 2. Bộ lọc có màng: - Làm sạch hỗn hợp nhờ vật liệu lọc. - Hệ số làm sạch : 98 ÷ 99 % 3. Làm sạch bằng điện : - Hệ số lọc hữu ích : 99.5% 8 . PHẦN II : MÁY PHÂN LOẠI VẬT LIỆU CHƯƠNG 1 NHỮNG KHÁI NIỆM CHUNG I/ CÔNG DỤNG: - Tách hỗn hợp dạng hạt thành nhiều nhóm loại khác nhau theo độ lớn hoặc tỉ trọng. Cơ. (m 3 /h) - Hiệu quả sàng: E = e K 1 ’ K ’ 2 K 3 ’ 5 CHƯƠNG III MÁY VÀ THIẾT BỊ PHÂN LOẠI BẰNG DÒNG KHÍ I/ KHÁI NIỆM: - Phân loại vật liệu rời , khô, kích thước < 1mm. - Hạt có kích thước lớn bị ảnh hưởng. được đưa khỏi vùng phân loại. - Trong một thiết bị có nhiều vùng phân loại, nhưng có một vùng phân loại tích cực và hiệu quả nhất. Vùng đối lực li tâm (I) o Thiết bị phân loại dòng thông qua