Mô phỏng và thiết kế

LỜI MỞ ĐẦU Trong thời kì công nghiệp hóa đại hóa đất nước, với phát triển hệ thống truyền thông đa phương tiện, nhiều đơn vị nghiên cứu khoa học, nghiên cứu xây dựng thành công hệ thống phần mềm mô hoạt động phức tạp hệ thống máy móc trang bị dựa công nghệ mô 3D Những sản phẩm mô áp dụng việc thiết kế thiết bị nhà máy sản xuất, cụ thể giới thiệu cấu trúc, chế hoạt động thiết bị dùng sản xuất, thông thường sản phẩm đồ họa 3D từ Maya, 3DS max, Invertor, Solidworks, AutoCAD,… Đặc điểm sản phẩm mô tương đối xác chi tiết thiết bị, hoạt động phận khí không quan sát Với khả đồ họa lập trình công nghệ mô 3D, người học quan sát chi tiết hoạt động phận thiết bị trình sản xuất, quy trình hoạt động tương tác phận thiết bị Cùng với việc mô tả hoạt động vật lý trang thiết bị, công nghệ mô 3D cho phép mô tả tác động ảnh hưởng môi trường, người sử dụng thiết bị đến kết đạt Hệ thống phần mềm mô thí nghiệm hình ảnh minh họa sống động, giúp cho người xem dễ nhận biết, dễ tiếp thu Trong thời kì công nghệ phát triển việc sử dụng mô thiết kế ngày cao Việc mô thiết bị trước thiết kế quan trọng cần thiết Mô thiết bị nhằm xác định hiệu kinh tế - kỹ thuật thiết bị để triển khai áp dụng rộng rãi thực tiễn sản xuất Mô thiết bị để nghiên cứu số thông số tối ưu làm sở hoàn thiện trình công nghệ thiết kế chế tạo thiết bị phương pháp sấy thăng hoa nhằm nâng cao suất chất lượng sản phẩm, giảm chi phí cho trình Đây lý chúng em chọn đề tài “Mô thiết kế thiết bị trình sản xuất” I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÔ PHỎNG VÀ THIẾT KẾ I.1 Khái niệm mô Mô việc nghiên cứu trạng thái mô hình để qua hiểu hệ thống thực, mô tiến hành thử nghiệm mô hình Đó trình tiến hành nghiên cứu vật thật nhân tạo, tái tạo tượng mà người nghiên cứu cần để quan sát làm thực nghiệm, từ rút kết luận tương tự với vật thật Ta thực việc mô từ phương tiện đơn giản giấy, bút đến nguyên vật liệu tái tạo lại nguyên mẫu (mô hình gỗ, gạch, sắt,…) hay đại dùng máy tính điện tử Mô máy tính sử dụng mô tả toán học, mô hình hệ thống thực dạng chương trình máy tính Mô máy tính thường sử dụng có hiệu để nghiên cứu trạng thái động nguyên mẫu điều kiện nghiên cứu vật thật khó khăn, tốn không an toàn Mô máy tính hiển thị chuỗi hình ảnh khung hình hình theo chuyển động Thực ra, mô dạng ảo ảnh thị giác, tạo nên động, truyền sinh khí chuyển động cho đối tượng khô khan Mô máy tính xu hướng dạy học mới, đại nghiên cứu áp dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực Trong lĩnh vực giáo dục, giảng có ứng dụng mô kết hợp phương tiện nghe nhìn đại tạo cho sinh viên nhiều kỹ như: khả hoạt động quan sát (các hình ảnh tĩnh động), khả thao tác đối tượng, khả tự phát triển tư duy, lựa chọn đường tối ưu để nhận thức Hình 1.1 Thiết bị mô hình ảnh ứng dụng xe đạp I.2 Khái niệm thiết kế Thiết kế việc tạo kế hoạch quy ước cho việc xây dựng đối tượng hệ thống (như thiết kế kiến trúc, vẽ kỹ thuật, quy trình kinh doanh, sơ đồ mạch mẫu may) Thiết kế có ý nghĩa khác lĩnh vực khác Trong số trường hợp, việc xây dựng trực tiếp đối tượng (như đồ gốm, kỹ thuật, quản lý, lập trình thiết kế đồ họa) coi thiết kế Một định nghĩa khác cho thiết kế lộ trình cách tiếp cận chiến lược cho người để đạt kết Nó định nghĩa thông số kỹ thuật, kế hoạch, thông số, chi phí, hoạt động, quy trình cách thức phải làm ràng buộc pháp lý, trị, xã hội, môi trường, an toàn kinh tế việc đạt mục tiêu Quy trình thiết kế sản phẩm: thường chu trình lặp lại nhiều vòng, từ hình thành ý tưởng sản phẩm tới đưa sản phẩm vào sản xuất, mô tả hình sau: Hình 1.2 Quy trình thiết kế sản phẩm  Trong giai đoạn đầu: hình thành ý tưởng, ý đồ sản phẩm/công nghệ Mục tiêu chủ yếu tìm kiếm ý tưởng sản phẩm công nghệ sử dụng khai thác tương lai Nó bắt đầu từ sản phẩm/công nghệ khác bắt đầu đưa thị trường, xuất sản phẩm sử dụng tỏ rõ ưu điểm nhược điểm chúng Những ý tưởng thu thập qua công tác nghiên cứu thân doanh nghiệp, qua thông tin chuyên ngành, qua quan sát cán bộ, nhân viên công ty, qua hoạt động nghiên cứu phận có liên quan doanh nghiệp qua nguồn thông tin khác Nhiều khi, doanh nghiệp tổ chức thi để tìm tòi ý tưởng thích hợp cho  Trong giai đoạn thiết kế chi tiết sản phẩm công nghệ: ý tưởng sản phẩm công nghệ cụ thể hoá thiết kế cụ thể (về kiểu dáng, kết cấu, tính tác dụng, vật liệu, kỹ thuật sản xuất, khả sử dụng, ) kiểm định tất mặt Những hoạt động thực cách riêng rẽ theo đề án (một cách tổng hợp) Nó không bao gồm việc cụ thể hoá ý đồ vẽ kỹ thuật, hướng dẫn kỹ thuật công nghệ, mà có kết luận, đánh giá phương án đưa Những đánh giá tập hợp, lưu trữ để sử dụng lại sau (chẳng hạn nghiên cứu để đổi mới, cải tiến sản phẩm công nghệ này) Như vậy, sản phẩm giai đoạn hệ thống vẽ, thiết kế với mức độ cụ thể nội dung khác liên quan tới toàn trình sản xuất, lưu thông khai thác, sử dụng sản phẩm/công nghệ Trong nhiều trường hợp, việc thiết kế coi hoàn thành có mô hình mô sản phẩm/công nghệ Nếu việc hình thành ý tưởng, ý đồ với sản phẩm công nghệ đòi hỏi có tham gia đông đảo người hoạt động thiết kế giai đoạn lại thường tập trung vào số phận có liên quan (phòng kỹ thuật, trung tâm nghiên cứu, phòng thí nghiệm, ) sau có thiết kế mô hình sản phẩm/công nghệ người ta tổ chức đánh giá chúng tập hợp ý kiến người có liên quan  Sản xuất thử: giai đoạn bắt buộc phải có hầu hết hoạt động nghiên cứu, thiết kế sản phẩm công nghệ Mục đích việc không kiểm tra, đánh giá lại khả sản xuất sản phẩm khả sử dụng, vận hành công nghệ mà giúp cho nhà thiết kế phát bất hợp lý kết cấu sản phẩm/công nghệ Đối với sản phẩm/công nghệ có liên quan tới sức khoẻ người an toàn lao động, kiểm nghiệm chặt chẽ vai trò trình sản xuất thử quan trọng, việc thực chúng có quy mô lớn phức tạp Hầu có quy định cụ thể (về mặt kỹ thuật - công nghệ tiêu chuẩn vệ sinh, sức khoẻ) việc kiểm nghiệm sản xuất thử Giai đoạn kết thúc có kết luận rõ ràng sản phẩm/công nghệ dự kiến đưa sản xuất không thích hợp chúng chấp nhận tài liệu thiết kế (đã sửa đổi/điều chỉnh) bàn giao cho phận sản xuất  Sau việc sản xuất thử khẳng định tính ưu việt, hiệu sản phẩm/công nghệ mới, chúng chuyển sang sản xuất hàng loạt sử dụng cách đại trà Đây giai đoạn khai thác kinh tế sản phẩm/công nghệ Trong sau sản xuất hàng loạt, có cải tiến cần thiết có đa dạng hoá sản phẩm/công nghệ trước đưa vào tiếp tục sản xuất sản phẩm (hoặc sử dụng công nghệ) Các hoạt động thường đan xen vào nhau, vừa cho phép kéo dài thời gian sản xuất sản phẩm khai thác công nghệ thực tế Điều quan trọng giai đoạn phải có chế độ đánh giá định kỳ việc sử dụng công nghệ sản xuất sản phẩm theo giác độ nghiên cứu - thiết kế để có cải tiến thích hợp Mục tiêu trình sử dụng công nghệ sản xuất sản phẩm khai thác chúng nhiều tốt lâu tốt Theo mô hình trên, hình dung rằng, trình nghiên cứu, thiết kế sản phẩm công nghệ mới, người ta thu một, mà số sản phẩm/công nghệ Điều cho phép doanh nghiệp lựa chọn sử dụng sản phẩm/công nghệ cho thích hợp I.3 Một số phần mềm dùng mô thiết kế  Edraw Max 6.1: phần mềm dành cho sinh viên, giảng viên nhân viên + • • • + kỹ thuật thiết kế đồ hình, mô hình, sơ đồ tuyệt đẹp đáp ứng nhu cầu cao mặt thẩm mỹ Ngoài Edraw Max sử dụng thiết kế cho nhiều ngành khác Trang trí nội thất, Điện, Kiến trúc,… Nó tất đồ họa phần mềm làm cho đơn giản tạo chuyên nghiệp, tìm sơ đồ, bảng xếp hạng tổ chức, sơ đồ mạng, thuyết trình kinh doanh, kế hoạch xây dựng, đồ tâm trí, thiết kế thời trang, sơ đồ UML, quy trình công việc, cấu trúc chương trình, sơ đồ thiết kế web, sơ đồ kỹ thuật điện, đồ hướng, sơ đồ sở liệu nhiều Với 200 loại sơ đồ khác nhau, thư viện đa dạng 6000 biểu tượng vector giúp vẽ sơ đồ dễ dàng Edraw Max cho phép bạn tạo loạt sơ đồ sử dụng mẫu, hình dạng, công cụ vẽ làm việc môi trường văn phòng phong cách trực quan quen thuộc Ưu điểm: Dễ sử dụng Nhiều mẫu sẵn sàng để sử dụng Bao gồm sưu tập clipart phong phú Nhược điểm: Giá cao Hình 1.3 Biểu tượng phần mềm Edraw Max  AutoCAD: phần mềm vẽ đồ họa 3D máy tính tốt nay, phát triển tập đoàn Autodesk Hầu hết kỹ sư công trình, xây dựng cầu đường, nhà ở, kiến trúc, sử dụng AutoCAD công cụ để sáng tạo tác phẩm, công trình Phần mềm AutoCAD hỗ trợ người dùng tạo vẽ kỹ thuật vector 2D, 3D hay dùng để vẽ vẽ chiều (2D) chiều (3D) mô hình hóa hình học tạo nhiều hình ảnh thực vật thể + Ưu điểm: • Tạo sửa lỗi dễ dàng • Trực quan cho phép ta quan sát mô hình góc nhìn 3D với nhiều cách quan sát khác • Lưu tái sử dụng vẽ dễ dàng đĩa cứng hay CD • Tăng độ xác Do vẽ máy tính nên chắn vẽ xuất xác làm tay nhiều • Lưu trữ thành sở liệu để dễ dàng quản lý Đồng thời chuyển file mô hình dễ dàng Internet Giảm thiểu thời gian trao đổi thao luận kỹ sư khu vực địa lý khác Gửi nhận qua email vài giây • Việc phân tích, mô kiểm tra mô hình 3D dễ dàng + Nhược điểm: Thời gian chi phí cho việc triển khai hệ CAD lớn Thời gian chi phí cho việc đào tạo người dùng CAD lớn Tuy nhiên nhờ nguồn tài liệu phong phú mạng Internet diễn đàn thảo luận mở nên có phần dễ dàng chút • Chi phí bảo trì cho phần mềm CAD lớn • Thời gian chi phí cho việc chuyển vẽ cũ, vẽ tay sang CAD không nhỏ • • Hình 1.4 Biểu tượng phần mềm AutoCAD  SolidWorks: Là phần mềm chuyên thiết kế 3D hãng Dassault System phát hành dành cho xí nghiệp vừa nhỏ, đáp ứng hầu hết nhu cầu thiết kế khí Solidworks biết đến từ phiên Solidworks 1998 du nhập vào nước ta với phiên 2003 với phiên 2016 phần mềm phát triển đồ sộ thư viện khí phần mềm dành cho xí nghiệp khí mà dành cho ngành khác như: đường ống, kiến trúc, trang trí nội thất, mỹ thuật,… + Ưu điểm: • Giao diện người dùng thân thiện, dễ sử dụng trực quan • Khả tương thích với chương trình 3D • Thiết kế mềm mại, mượt mà, hợp lý với nhiều kiểu lắp ghép thông minh hơn, giúp hoàn thiện thiết kế nhanh + Nhược điểm: Đòi hỏi cấu hình máy tính phải mạnh Hình 1.5 Biểu tượng phần mềm AutoCAD SolidWorks  Autodesk Inventors: phần mềm CAD ứng dụng thiết kế mô hình động học khí, với nhiều khả mạnh thiết kế mô hình Solid, có giao diện người dùng thuận tiện trực quan Autodesk Inventors có công cụ tạo mô hình 3D, quản lý thông tin, làm việc nhóm hỗ trợ kỹ thuật Có thể sử dụng phần mềm để xây dựng mô hình 3D vẽ 2D; xây dựng chi tiết thích nghi, chi tiết vẽ lắp; quản lý chi tiết mô hình lắp ghép với số lượng lớn chi tiết; nhập file SAT, STEP, AutoCad, Autodesk Mechanical Desktop file IGES; làm việc nhóm với nhiều thành viên trình xây dựng mô hình + Ưu điểm: • Thiết kế mạch lạc, sử dụng công nghệ phát triển thông dụng • Tương tích với phần cứng đại • Có khả xử lý hàng ngàn chi tiết cụm lắp ráp lớn • Cung cấp giao diện lập trình ứng dụng • Có khả trao đổi trực tiếp liệu thiết kế với vẽ 2D AutoCAD, mô hình 3D Mechanical Desktop mô hình STEP từ hệ thống CAD khác + Nhược điểm: Đòi hỏi cấu hình máy tính phải mạnh Hình 1.6 Biểu tượng phần mềm Autodesk Inventor II  • • • • • • •  • Các bước mô thiết bị Các bước mô phỏng: Bước 1: Xây dựng sơ đồ trình sản xuất Bước 2: Kiểm tra đơn vị đo lường Bước 3: Xác định thành phần Bước 4: Chọn nhiệt độ thích hợp Bước 5:Cung cấp nguồn liệu Bước 6: Cung cấp điều kiện cho trình Bước 7: Chạy xem kết Các bước mô thiết bị phần mềm Inventor: Shape Generator: Sử dụng công cụ tạo hình để khám phá khả thiết kế sớm giai đoạn thiết kế Xác định hình dạng chức cho phận thiết kế Inventor cung cấp hình thức tối ưu hóa cho độ cứng, trọng lượng Với Shape Generator bạn nạp áp dụng điều kiện giới thực để xem sản phẩm sử dụng nào; kiểm soát xem đâu hình dạng sản phẩm tối ưu với độ dày vật liệu tối thiểu; xác định vùng cần tránh (keep - out zone) trì đối xứng; sử dụng hình dạng tạo hình tham khảo bên môi trường thiết kế Hình 2.1 Công cụ tạo hình phần mềm thiết kế CAD Inventor • Mô hình tham số: Sử dụng menu để truy cập lệnh trỏ chuột; tạo thông số kích thước phác họa; đối tượng 3D, fillet, chamfer có kích thước linh hoạt; lệnh Iterate thiết kế sử dụng công cụ để nhanh chóng xác định tính có lịch sử mô hình xem mối quan hệ cha Hình 2.2 Truy cập lệnh thông qua menu trỏ chuột 10 Hình 2.6 Thiết kế layout khái niệm Inventor • Thiết kế phận nhựa: Với công cụ thiết kế phận nhựa Inventor bạn có thể: + Tạo hình dạng phức tạp dựa công nghệ T – Splines + Tạo hình phổ biến hình vòm, gờ cong hay lưới tản nhiệt + Xác định vấn đề chất lượng tiềm phận sử dụng phân tích dòng nhựa dựa công nghệ Moldflow 13 Hình 2.7 Thiết kế phận nhựa tiêu chuẩn, phức tạp với Inventor • Thiết kế kim loại phức tạp: phù hợp với tiêu chuẩn doanh nghiệp nhờ vào công cụ với khả năng: + Chuyển đổi thiết kế kim loại 2D sang mô hình 3D tạo từ đầu + Tạo nếp gấp, đường viền gờ (mặt bích) Hình 2.8 Thiết kế kim loại chi tiết bề mặt Inventor • Cấu hình sản phẩm tự động: + Kéo thả code từ thư viện đoạn code khổng lồ ứng dụng 14 + Chọn thông số quy tắc từ danh sách thêm chúng vào form mà không cần lập trình + Để triển khai cấu hình bên doanh nghiệp bạn cần tải sản phẩm lên đám mây, sử dụng dịch vụ Configurator 360 Hình 2.9 Cấu hình sản phẩm tự động nhờ thông số Inventor • Thiết kế phận lắp ráp tự động: Tạo phận, tính năng, lắp ráp tái sử dụng, cấu hình cách xác định tham số biến Để chèn phận, tính năng, lắp ráp thiết kế cần chọn vị trí xác định thông số hình học mục tiêu Hình 2.10 Xác định vị trí, thông số để chèn lắp ráp Inventor • Tạo tính toán thành phần: Sử dụng công cụ máy tính tích hợp sẵn để biết khớp phổ biến thiết kế mối hàn, kẹp miếng lót Công cụ tạo thành 15 phần tự động tạo phận đáp ứng yêu cầu thiết kế bạn kết nối bắt vít bên khối lắp ráp Hình 2.11 Tạo phận đáp ứng yêu cầu thiết kế Inventor • Thiết kế khung tự động: Đơn giản hóa việc thiết kế khung cấu trúc nhờ lệnh tự động Với lệnh bạn có thể: + Chèn thành phần khung từ thư viện hàng ngàn khung tiêu chuẩn + Dịch chuyển xoay khung bạn muốn + Áp dụng cắt tỉa cho nhiều thành phần khung lúc + Để phân tích hiệu suất khung hình cần thêm ràng buộc định nơi để áp dụng tải Hình 2.12 Thiết kế khung cấu trúc đơn giản với lệnh tự động Inventor 16 • Xuất file PDF 3D: Xuất thiết kế 3D bạn sang định dạng PDF 3D để xem thiết kế 3D với Adobe Acrobat Reader Với tính bạn có thể: + Bao gồm nhiều trình bày thiết kế người dùng định nghĩa + Đính kèm tệp bổ sung vào file PDF, bao gồm vẽ định dạng tập tin CAD + Xem cấu trúc lắp ráp hoàn thiện thuộc tính tập tin Hình 2.13 Xuất tài liệu PDF 3D để cộng tác tốt Hình 2.14 Chèn đoạn lắp ráp nhỏ vào vẽ Inventor 17 • BIM có khả tương tác: Sử dụng công cụ BIM (Building Information Modeling) để: + Giảm phức tạp mô hình 3D mô hình BIM có sẵn + Xác định điểm kết nối thuộc tính hệ thống + Xuất tập tin Revit gốc định dạng IFC để sử dụng BIM Hình 2.15 Xác định điểm kết nối hệ thống vẽ • Quản lý liệu: Quản lý tất liệu thiết kế bạn vị trí Chức tìm kiếm mạnh mẽ giúp dễ dàng tìm thấy tập tin Nhanh chóng chép thiết kế tập tin để sử dụng chúng thiết kế thiết kế chuyển hóa Tránh ghi đè lên liệu với khả check - in, check - out Hình 2.16 Quản lý tất tài liệu liên quan đến thiết kế vị trí Inventor 18 • Xem mô hình với hiệu ứng: + Chọn lệnh Tweak để tạo di chuyển tương tác xoay thành phần + Lưu chụp xem mô hình để sử dụng bên timeline hiệu ứng, xem vẽ lưu lại dạng hình ảnh mô hình + Khi trình xem sẵn sàng, thiết lập trình tự để hiển thị bước trình lắp ráp tạo hiệu hứng để trình bày cách phận ghép vào Hình 2.17 Thiết lập trình tự lắp ráp hiệu ứng cho mô hình để hình dung dễ dàng Hình dung dựng hình: Tính cho phép hình dung rõ ràng sản phẩm thiết kế với công cụ dựng hình: + Chọn kiểu bạn muốn môi trường thiết kế + Sử dụng chế độ mặc định bóng mờ, wireframe, đơn sắc minh họa + Sử dụng kỹ thuật ray tracing để nhận dựng hình tốt III Một số ví dụ mô quy trình sản xuất công nghệ thực phẩm • III.1 Mô quy trình sản xuất bia 19 Hình 3.1 Quy trình sản xuất bia ∗ Tóm tắt quy trình: III.2 Quy trình sản xuất đường 20 Hình 3.2 Quy trình sản xuất đường 21 IV Mô hệ thống sấy thăng hoa Hình 4.1 Thiết bị hệ thống sấy thăng hoa gián đoạn - Bình thăng hoa; - Van; - Xyphông; - Bể chứa nước nóng; - Bình ngưng nước nóng; - Bình tách lỏng; - Giàn ngưng; - Bình chứa ammoniac; - Máy nén; 10 - Bơm chân không; 11, 12, 13 - Động điện; 14 - Bơm nước; 15 - Phân tử lổ; 16 - Tấm gia nhiệt; 17 - Chân không kế; 18 - Van điều chỉnh; 19 - Khay chứa vật liệu; 20 - Tấm gia nhiệt dưới; 21 - Bộ điều chỉnh nhiệt 22 Hình 4.2 Mô thiết bị trình sấy thăng hoa Hình 4.2 Mô số thiết bị trình sấy thăng hoa – Bình thăng hoa; – Chân không kế; – Van điều chỉnh; – Bể chứa nước nóng; – Bình ngưng nước nóng; – Bơm chân không; – Bình tách lỏng; – Máy nén; – Bình chứa ammoniac; 10 – Giàn ngưng ∗ Tóm tắt quy trình: Vật liệu sấy làm lạnh đến nhiệt độ thích hợp kho lạnh sâu (- 10 ÷ - 40oC) cho vào bình thăng hoa (1) Bình thăng hoa mặt nối với bơm chân không (10) qua bình ngưng – đóng băng (5) làm lạnh máy lạnh ammoniac Máy lạnh gồm máy nén (9), giàn ngưng (7), bình tách lỏng (6) bình chứa ammoniac (8) Nhờ bình ngưng – đóng băng mà ẩm thoát từ vật liệu dạng băng, máy hút chân không (10) làm việc với không khí khô Điều tạo cho bơm chân không làm việc nhẹ nhàng mà theo tính toán thực tế chi phí điện cho hệ thống giảm Ngoài bình thăng hoa nối với hệ thống cung cấp nước nóng từ bình chứa (4) làm nguồn gia nhiệt cho vật liệu Các thiết bị hệ thống sấy thăng hoa bao gồm bình thăng hoa, bình ngưng đóng băng, bơm chân không máy lạnh với thiết bị: bình tách lỏng giàn ngưng, bình chứa tác nhân lạnh máy nén Các máy sấy thăng hoa bao gồm buồng chân chứa khay đựng sản phẩm thiết bị đun nóng để cấp nhiệt cho trình thăng hoa Các ống xoắn ruột gà lạnh dẹt lạnh sử dụng để ngưng tụ nước trực tiếp thành băng 23 Chúng gắn với thiết bị tự động làm tan băng để giữ cho bề mặt dây xoắn ruột gà trống tối đa cho việc ngưng tụ nước Điều cần thiết phần lớn lượng đầu vào dùng làm lạnh đông thiết bị ngưng tụ tính kinh tế sấy thăng hoa xác định hiệu suất thiết bị ngưng tụ Cấu tạo hai thiết bị chính:  Bình thăng hoa: Bình hình trụ tròn nằm ngang Một đáy hàn liền với hình trụ đáy chòm cầu gắn với hình trụ bu lông để đưa vật liệu sấy vào Đỉnh bình thăng hoa có mặt nối với bơm chân không qua bình ngưng – đóng băng Phía bình thăng hoa người ta bố trí hộp kim loại xen kẽ Trên hộp khay chứa vật liệu sấy Trong hộp nước nóng chuyển động Do nhiệt độ bình thăng hoa thấp có mật độ chân không lớn nên truyền nhiệt thành hộp chứa nước nóng với vật liệu sấy chủ yếu sảy nhờ xạ nhiệt Thiết bị sấy thăng hoa phải có độ dày vật liệu phải đảm bảo chịu áp suất chân không lớn trình sấy Các khay sấy đặt vào lòng buồng sấy, thiết bị phân loại theo diện tích sấy Hình 4.3 Cấu tạo bình thăng hoa khay sấy  Bình ngưng - đóng băng: Là thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống Cấu tạo bình hình trụ đứng, bố trí ống có đường kính 51 - 57 mm gắn kết với với hình trụ nhờ hai mặt sàng Hỗn hợp nước không khí bơm chân không hút từ bình thăng hoa qua lưới phân phối phía vào ống Amoniac đưa vào mặt sàn chứa đầy không gian ống Ở hỗn hợp nước – không khí làm lạnh nước hỗn hợp ngưng tụ lại bám vào thành ống, không khí khô qua bơm chân không để thải vào khí Ngược lại amoniac lỏng nhận nhiệt hỗn hợp nước – không khí để bay qua bình tách lỏng máy nén cùa máy làm lạnh 24 Hình 4.5 Cấu tạo bình ngưng – đóng băng  Giàn ngưng: Giàn ngưng thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống lồng Ống đồng có cảnh tản nhiệt nhôm Gas lạnh ống nước làm mát ngược chiều không gian hai ống Nước làm mát khỏi giàn ngưng đưa lên tháp giải nhiệt để làm mát cho quay lại để giải nhiệt cho dàn ngưng Hình 4.6 Cấu tạo giàn ngưng  Bình tách lỏng: Là thiết bị có nhiệm vụ tách giọt ẩm lại dòng trước máy nén, dùng để ngăn ngừa tượng ngập lỏng gây hư hỏng máy nén Khi giảm đột ngột tốc độ dòng từ tốc độ cao xuống tốc độ thấp vào khoảng 0,5 m/s đến m/s giọt lỏng động rơi xuống đáy bình Khi thay đổi hướng chuyển động dòng môi chất cách đột ngột, dòng môi chất đưa vào bình không theo phương thẳng mà thường theo góc định Dùng chắn để ngăn giọt lỏng, dòng môi chất chuyển động va vào vách chắn, giọt lỏng bị động rơi xuống, kết hợp tách lỏng hồi nhiệt, môi trao đổi nhiệt bốc 25 hoàn toàn Bình tách lỏng làm việc nhiệt độ thấp nên phải bọc cách nhiệt thường lắp cao gian máy, phòng lạnh Hình 4.7 Bình tách lỏng  Máy nén khí kiểu piston dạng cấp: Ở kì nạp, chân không tạo lập phía piston, không khí đẩy vào buồng nén thông qua van nạp Van mở tự động chênh lệch áp suất gây chân không bề mặt piston Khi piston xuống tới điểm bắt đầu lên, không khí vào buồng nén cân áp suất phía nên van nạp đóng lại trình nén khí bắt đầu xảy Khi áp suất buồng nén tăng tới mức làm cho van thoát mở ra, khí nén thoát qua van thoát để vào hệ thống khí nén Cả hai van nạp thoát thường có lò xo van đóng mở tự động chênh lệch áp suất phía van Sau piston lên đến điểm bắt đầu xuống trở lại, van thoát đóng chu trình nén khí bắt đầu Máy nén khí kiểu piston cấp hút lượng đến 10m/phút áp suất nén bar, số trường hợp áp suất nén đến 10 bar Máy nén khí kiểu piston cấp nén đến áp suất 15 bar Loại máy nén khí kiểu piston 3, cấp nén áp suất đến 250 bar Loại máy nén khí cấp hai cấp thích hợp hệ thống điều khiển khí nén công nghiệp Máy nén khí piston phân loại theo số cấp nén, loại truyền động phương thức làm nguội khí nén 26 Hình 4.8 Cấu tạo máy nén khí kiểu piston cấp  Bơm chân không: Bơm chân không phận quan trọng để tạo độ chân không thích hợp bình thăng hoa Hình 4.9 Máy bơm chân không KẾT LUẬN Mô thiết bị trước thiết kế cần thiết quan trọng Nó giúp hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động nguyên lý vận hành thiết bị, giúp dễ dàng nhận biết khắc phục lỗi trình sản xuất Kết mô sở khoa học cho việc khảo sát thông số ảnh hưởng đến trình sản xuất sản phẩm nhằm lựa chọn thiết bị, quy trình sản xuất phù hợp hơn, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm 27 ...I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÔ PHỎNG VÀ THIẾT KẾ I.1 Khái niệm mô Mô việc nghiên cứu trạng thái mô hình để qua hiểu hệ thống thực, mô tiến hành thử nghiệm mô hình Đó trình tiến hành nghiên... ưu để nhận thức Hình 1.1 Thiết bị mô hình ảnh ứng dụng xe đạp I.2 Khái niệm thiết kế Thiết kế việc tạo kế hoạch quy ước cho việc xây dựng đối tượng hệ thống (như thiết kế kiến trúc, vẽ kỹ thuật,... Chạy xem kết Các bước mô thiết bị phần mềm Inventor: Shape Generator: Sử dụng công cụ tạo hình để khám phá khả thiết kế sớm giai đoạn thiết kế Xác định hình dạng chức cho phận thiết kế Inventor