Bài giảng Quá trình và thiết bị Silicat 1: Chương 3 – ĐH BKTPHCM

Bài giảng “Quá trình và thiết bị Silicat 1 – Chương 3: Thiết bị đập nón” cung cấp cho người học các kiến thức: Giới thiệu nguyên lý; cấu tạo, phân loại; vận hành; tính toán thông số cơ bản. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Q TRÌNH & THIẾT BỊ SILICAT CHƯƠNG THIẾT BỊ ĐẬP NÓN Bộ mơn Vật liệu Silicat Khoa Cơng Nghệ Vật Liệu Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh THIẾT BỊ ĐẬP NÓN 3-1 THIẾT BỊ ĐẬP NÓN ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI Được dùng đập thơ (i=3-8), trung bình nhỏ (i=620) vật liệu rắn (b), (c) : quanh điểm cố định vạch mặt nón Góc tạo đường thẳng đứng với đường sinh của: Nguyên tắc làm việc: vật liệu bị nén ép, kết hợp với uốn, mài bề mặt nón ngồi cố định với bề mặt ngồi nón quay liên tục Vật liệu bị ép, uốn vỡ dần xuống phía ngồi theo máng tháo Nón : α1 = – 100, Nón ngồi: α2 = 17 – 200 Nguyên tắc làm việc máy đập nón gần giống với máy đập hàm O O1 c a THIẾT BỊ ĐẬP NĨN 3-2 (a) Khi nón chuyển động, trục nón quay quanh trục nón ngồi vạch mặt trụ Sau nửa chu kỳ đầu, bề mặt nón gần bề mặt nón ngồi: vật liệu bị đập b 3-3 THIẾT BỊ ĐẬP NÓN 3-4 ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI Sau nửa chu kỳ sau: bề mặt hai nón xa nhau, vật liệu đập xong tháo Cùng thời gian này, vật liệu vùng đối xứng bị đập Máy đập nón làm việc liên tục vòng quay Khác so với máy đập hàm thực làm việc nửa vòng quay Năng suất Ưu điểm: Năng lượng tiêu hao cho đơn vị sản phẩm nhỏ, máy vừa nén ép vừa uốn, chà vật liệu Kích thước sản phẩm đồng Năng suất cao, khơng có tải trọng động, Làm việc êm, liên tục Khuyết điểm: Cấu tạo phức tạp, cao, khó sửa chữa, đắt tiền Máy đập nón phân loại sau: Theo kết cấu máy: 1-Máy đập nón trục treo (nón dốc) 2-Máy đập nón trục lệch tâm (nón dốc, gấp khúc) 3-Máy đập nón trục cơng-xơn (nón thoải thn), Theo đặc trưng kỹ thuật, nhiệm vụ: Loại máy đập nón Đập nón lớn (a,b) Đập nón trung bình Đập nón nhỏ (c) Năng suất (Tấn/giờ) 45 – 1500 50 – 800 13 - 300 Kích thước vật liệu nạp (mm) 300 – 1500 75 – 380 30 – 150 Kích thước sản phẩm (mm) 75 – 220 15 – 30 – 15 Không đập vật liệu quánh dẻo, dễ bị nghẽn máy THIẾT BỊ ĐẬP NÓN 3-5 1-MÁY ĐẬP NÓN TRỤC TREO Giá máy lắp chặt với nón ngồi cố định bu-lơng Trên nón ngồi có nắp ổ trục Ổ trục lắp cứng với nón nhờ trục 7, có đầu tựa vào ống lệch tâm 3-6 1-MÁY ĐẬP NÓN TRỤC TREO THIẾT BỊ ĐẬP NĨN Bề mặt làm việc hai nón có bọc lót thép Mn Ống lệch tâm gắn chặt vào hệ thống bánh trục ngang truyền động từ động Khi trục ngang quay, làm ống lệch tâm trục nón quay theo quanh điểm cố định Do bề mặt ngồi nón gần, xa với bề mặt nón ngồi 1- Giá máy 2- Nón ngồi 3-Trục nón ngồi 4- Nắp máy 5- Ổ trục 6- Nón 7- Trục nón 8- Ống lệch tâm THIẾT BỊ ĐẬP NÓN Khi hai bề mặt nón gần nhau: vật liệu bị đập Khi hai nón xa nhau: tháo liệu Kích thước hạt điều chỉnh 3-7 THIẾT BỊ ĐẬP NÓN 3-8 2-MÁY ĐẬP NÓN LỆCH TÂM 2-MÁY ĐẬP NÓN LỆCH TÂM Trục nón ngồi cố định lắp cứng vào hai ổ đỡ hình Nón có trục lệch tâm song song với trục Ống lệch tâm lắp cứng với trục nón hệ bánh 6,7 trục quay 66 7 Do đó, động vận hành trục nón vạch nên mặt trụ gần xa với bề mặt nón ngồi Nên vật liệu bị đập, tháo liệu 1-trục nón ngồi 6,7-bánh Máy dùng đập thơ trung bình vật liệu rắn 2-ổ đỡ hình Có ưu điểm: 8-trục quay Chiều cao máy giảm so với máy trục treo ống lệch tâm chuyển vào nón Năng suất cao lực tác dụng lên tồn chiều cao vật liệu 3-nón 4-ống lệch tâm, 5-nón ngồi THIẾT BỊ ĐẬP NĨN 3-9 10 Máy dùng đập trung bình nhỏ, dùng đập lần hai Kích thước vật liệu vào máy khoảng 30–75 mm Mức độ đập nghiền i tới 15-20 Máy khác với loại ở: 12 11 14 16 Nón có dạng dốc thoai thoải Miệng máy rãnh có dốc hẹp 13 3-10 3-MÁY ĐẬP NĨN TRỤC CƠNG-XƠN 3-MÁY ĐẬP NĨN TRỤC CƠNG-XƠN 15 THIẾT BỊ ĐẬP NĨN Vật liệu di chuyển máy nhờ lực ly tâm, hai loại nhờ trọng lực Trục nón mang nón gắn vào ống lệch tâm 1: Trục nón 10 Nón ngồi 2: Nón 11 Vành 3: Ống lệch tâm 12 Ren điều chỉnh lên xuống 4: Ổ đỡ 13 Giá máy : Bánh 14 Lị xo an tồn 7: Thanh truyền 15 Cửa nạp liệu 8: Ổ đở 16 Cửa tháo liệu 9: Đĩa phân phối nạp liệu THIẾT BỊ ĐẬP NÓN Ống lệch tâm lắp với ổ đỡ 4, khớp với bánh 5,6 truyền chuyển động từ động Khi truyền quay, ống lệch tâm trục mang nón quay quanh điểm cố định Ổ đỡ đỡ trọng lượng ống lệch tâm bánh Toàn trọng lượng trục, nón đỡ ổ đỡ cầu 3-11 THIẾT BỊ ĐẬP NÓN 3-12 3-MÁY ĐẬP NÓN TRỤC CƠNG-XƠN 3-MÁY ĐẬP NĨN TRỤC CƠNG-XƠN Khi gặp vật liệu cứng, lò xo 14 bị nén lại Vòng đỡ nón ngồi nâng lên, vật liệu lạ tháo ngồi Sau đó, vịng đỡ nón ngịai tác dụng lị xo trở lại vị trí cũ Nón 10 điều chỉnh ren 12 để tạo khe hở lỗ tháo liệu (điều chỉnh sp) Vành 11 liên kết với giá máy 13 lò xo 14 Như vậy, lò xo đảm bảo an toàn cho máy vận hành Vật liệu nạp vào cửa 15, qua đĩa vào khu vực đập THIẾT BỊ ĐẬP NĨN - Kích thước sản phẩm đồng hai nón có khu vực song song (nón thoải khơng gấp khúc) - Năng suất cao - Mức độ đập nghiền lớn (đập trung bình, nhỏ) - Bền an tồn nhờ có hệ thống lò xo Khuyết điểm - Cấu tạo phức tạp - Giá thành đắt, khó sửa chữa - Cơng suất thấp đập nhỏ 3-13 GIỚI THIỆU MÁY ĐẬP NÓN THIẾT BỊ ĐẬP NÓN Ưu điểm THIẾT BỊ ĐẬP NÓN 3-14 GIỚI THIỆU MÁY ĐẬP NÓN 3-15 THIẾT BỊ ĐẬP NÓN 3-16 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN (máy đập nón dốc, đập thơ) (máy đập nón dốc, đập thơ) Năng suất: dùng cho trường hợp máy có trục nón ngồi song song nhau, hai trục tạo góc – 30 D1 d1 e e H α2 b a+s a (a + s) + a 2a + 2e =h = h(a + e) 2 Dc = D2–(a+2e) α1 α2 h d2 F =h Gọi Dc đường kính trung bình khối vật liệu hình vành khăn: h α1 Sau vịng quay trục nón trong, vật liệu tháo khỏi máy khối vành khăn có tiết diện F hình thang Gọi d kích thước vật liệu sau nghiền, e nhỏ xem a+2e = a+e = d, nên: Dc = D2 - d s=2e Vậy thể tích vật liệu tháo sau vòng quay máy là: V = πDcF = π(D2 – d)dh D2 THIẾT BỊ ĐẬP NÓN 3-17 THIẾT BỊ ĐẬP NĨN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN (máy đập nón dốc, đập thơ) (máy đập nón dốc, đập thơ) Chiều cao h cột vật liệu tháo: h= 2e tgα1 + tgα Tính số vịng quay nón n (vịng/phút) 2e tg α + tg α Khi trục nón quay n vịng/phút vật liệu có khối lượng riêng ρ tấn/m3, hệ số tơi ϕ, suất khối lượng máy đập Q tấn/giờ là: Q = 60Vnρϕ ϕ 2e Q = 60πnρϕ(D − d )d tgα1 + tgα e Q = 377nρϕ(D − d )d tgα1 + tgα e Nếu xem Dc = D2 suất máy là: Q = 377nϕρD d tgα1 + tgα Vậy thể tích m3 khối vật liệu: V = π (D − d )d THIẾT BỊ ĐẬP NÓN 3-18 3-19 Tương tự máy đập hàm, nghĩa chiều cao h để vật liệu rơi tự khỏi máy là: h= thời gian rơi là: 2h t= g gt Trong vịng quay nón có giao động, sang trái sang phải Thời gian thực giao động là: t = 60 = 30 Điều kiện máy làm việc tốt là: hay n = g = 30 2h h 30 = g n 981 ( tg α + tg α ) = 470 * 2e THIẾT BỊ ĐẬP NÓN n tg α + tg α e n 3-20 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN (máy đập nón dốc, đập thơ) (máy đập nón dốc, đập thơ) Tính kích thước máy: D1 Do có ma sát vật liệu với mặt nón, nên vật liệu khơng hồn tồn rơi tự do, nên số vòng quay thực tế ntt tgα1 + tgα giảm 5-10% bằng: ntt = (424 − 447) d1 e Tính chiều rộng cửa nạp liệu b: phải lớn kích thước D vật liệu nạp D, tính bằng: b = 0,75−0,80 α2 H Đường kính nón d2: d2=D2-2a+s= D2-2(a+e) ee Đường kính nón ngồi D1 tính theo kích thước D vật liệu nạp: α1 h D1 = d1 + 2,2 D a+s Tính góc kẹp α : Tính máy đập hàm, điều kiện để máy làm việc là: α = α1 + α2 ≤ 2ϕ ϕ d2 Chiều cao nón H: D2 H = Đường kính nón ngồi D2, tính từ suất Với đập thơ: α = 21 – 230 Với đập trung bình nhỏ: α = 12 – 180 THIẾT BỊ ĐẬP NÓN 3-21 D1 − D d − d = tg α 2 tg α THIẾT BỊ ĐẬP NĨN 3-22 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN (máy đập nón dốc, đập thơ) (máy đập nón dốc, đập thơ) Tính cơng suất: Cơng máy đập nón sau vịng quay tính máy đập hàm: π D π D tb π D D tb V1 = = Thể tích vật liệu nạp máy: Thể tích sản phẩm: V2 = πd 6 D π d tb d = THIẾT BỊ ĐẬP NĨN Cơng suất q trình: A= σ ∆V 2E = σ 2π D ( D − d ) 12 E n σ 2π D ( D − d ) N = An = 720 * 75 * 100 E E , σ : modun đàn hồi, giới hạn bền nén n : số vòng quay π d d tb (Hp) kG/cm2 vịng/phút Có thể dùng công thức kinh nghiệm sau: D, d: kích thước vật liệu, sản phẩm (cm) Dtb, dtb: đường kính trung bình vùng nạp tháo liệu (cm) Giả sử Dtb = dtb = D2 ta có: ∆ V = V1 − V = Công q trình đập là: Cho đập thơ: N = 60Kned2 (kW) N = 85D2 (kW) Cho đập trung bình, nhỏ: N = 12,6nd2 (kW) π 2D2 (D − d ) 3-23 K: hệ số phụ thuộc tính chất vật liệu, với vật liệu cứng K=24 D2, d2, e: có đơn vị m THIẾT BỊ ĐẬP NĨN 3-24 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN (máy đập nón thoải, đập trung-nhỏ) (máy đập nón thoải, đập trung-nhỏ) Phân lực T=Gsinθ Phân lực N=Gcosθ Tính số vịng quay n: D1 d1 θ θ d2 G N β D Quãng đường trượt: Lực ma sát F=Gfcosθ θ F T L Do đó, vận tốc v = dx/dt = gt(sinθ θ - fcosθ θ)+C Hạt vật liệu trượt bề mặt nghiêng chịu tác dụng lực G, lực ma sát F Lực đẩy cục vật liệu: T – F = G(sinθ θ - fcosθ θ) Do lực đẩy không đổi, nên hạt chuyển động nhanh dần với gia tốc γ Nên: T – F = G(sinθ θ - fcosθ θ ) = mγ = Gγ/g γ = dv/dt =g(sinθ θ - fcosθ θ) THIẾT BỊ ĐẬP NÓN x= gt (sin θ − f cos θ ) + C Khi t = x = , v = nên C = C1 = L =  60  g   n  (sin θ − f cos θ Thời gian vòng quay trục lệch tâm 60/n, để hạt vật liệu nghiền vùng song song có chiều dài L, L ≥ x n = 470 sin θ − f cos θ d Với L=0,08 d2, ta có: 3-25 n = 133 sin θ − f cos θ L THIẾT BỊ ĐẬP NĨN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN (máy đập nón thoải, đập trung-nhỏ) (máy đập nón thoải, đập trung-nhỏ) Năng suất: D1 d1 β Với máy quay n vịng/phút, vật liệu có hệ số tơi µ, khối lượng riêng ρ tấn/m3 suất khối lượng là: D2 Q = 60.n.V.µ µ.ρ L θ d2 Với a: kích thước hạt vật liệu khỏi máy = chiều rộng vùng song song Thể tích vật liệu rơi khỏi máy sau vịng quay nón trong: V = aLπ πDtb = aLπ πd2 Q = 60.n.π π.d2 a.L.µ µ.ρ Q = 188.a.L.n.d2µρ (tấn/giờ) THIẾT BỊ ĐẬP NĨN 3-27 ) Tính cơng suất: N = 3-26 nσ D tb D + ,388 D − ,052 ad 22 357000 E ( Dtb: đường kính tb khu vực song song hai nón a : chiều rộng khe tháo liệu d2: đường kính nón D: đường kính vật liệu nạp ) (Hp) cm cm cm cm Tính kích thước máy : Từ suất tính được: Đường kính trung bình Dtb Đường kính nón ngồi: D2 =Dtb + Lcosθ +2(a+e) Đường kính nón trong: d2= Dtb + Lcosθ -2 (a+e) d − d1 Chiều cao nón: H= tg θ Đường kính nón ngồi: D1 = d1 + 2,2D THIẾT BỊ ĐẬP NĨN 3-28 BÀI TẬP NHĨM Tính tốn thơng số kích thước máy đập nón đập nhỏ vật liệu kaolin, suất 50 tấn/h THIẾT BỊ ĐẬP NÓN 3-29 ... 800 13 - 30 0 Kích thước vật liệu nạp (mm) 30 0 – 1500 75 – 38 0 30 – 150 Kích thước sản phẩm (mm) 75 – 220 15 – 30 – 15 Không đập vật liệu quánh dẻo, dễ bị nghẽn máy THIẾT BỊ ĐẬP NÓN 3- 5 1-MÁY... suất thấp đập nhỏ 3- 13 GIỚI THIỆU MÁY ĐẬP NÓN THIẾT BỊ ĐẬP NÓN Ưu điểm THIẾT BỊ ĐẬP NÓN 3- 14 GIỚI THIỆU MÁY ĐẬP NÓN 3- 15 THIẾT BỊ ĐẬP NÓN 3- 16 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN... suất Với đập thơ: α = 21 – 230 Với đập trung bình nhỏ: α = 12 – 180 THIẾT BỊ ĐẬP NÓN 3- 21 D1 − D d − d = tg α 2 tg α THIẾT BỊ ĐẬP NÓN 3- 22 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN TÍNH TỐN THIẾT KẾ CƠ BẢN (máy đập