trong bunke chứa liệu và đường ống vận chuyển bằng áp lực khí nén tại các nhà máy xi măng, hóa chất
TS. PHẠM VĂN QUẾ - Viện Nghiên cứu Cơ khí
Hình 1: Súng bắn khí Airchoc (Pháp) tại nhà máy sản xuất xi măng
Hình 2: Sơ đồ lắp các súng bắn khí làm sạch bunker
Nghiên cu & Trin khai
Áp lực khí vận hành được bảo vệ không vượt qua giới hạn áp suất cho phép nhờ có một bộ điều chỉnh áp suất có thể thiết lập một áp suất vận hành nhỏ hơn 1,0 MPa được lắp ở đầu súng bắn khí SHOCH-BLOWER. Ngoài ra, còn có một van an toàn cũng phải được lắp giữa bộ điều chỉnh áp suất và súng bắn khí SHOCK-BLOWER để làm giảm khí nén trong trường hợp áp suất tăng cao quá mức cho phép.
Súng bắn khí được dùng để loại trừ những vấn đề trục trặc dòng chảy, vón cục tạo vòm trong các thiết bị vận chuyển vật liệu rời trong hệ thống vận chuyển từ: bunker và xi lô; kho dự trữ và các phương tiện lưu giữ khác; các phễu và máng rót; trong thiết bị lọc bụi và đường ống; tháp phun, tháp trao đổi nhiệt và xiclon; bộ trao đổi nhiệt, bộ sấy không khí,… Khí nén với áp suất cao phun xung vào mặt phân chia giữa vật liệu và tường thành xi lô, bunker, đường ống,… qua những vòi phun dẫn hướng giãn nở đặc biệt, vật liệu được bóc tách ra khỏi tường và di chuyển về phía cửa thoát. Trên Hình 2 là nguyên lý lắp các súng bắn khí cho bunker trong hệ thống vận chuyển vật liệu.
2.1.2. Cơ sở lý thuyết tính toánkiểm bền vỏ bình áp lực: kiểm bền vỏ bình áp lực:
Trên Hình 4 thể hiện mặt cắt dọc của bình tích áp thiết kế theo mẫu và cần chế tạo trong nước bao gồm 3 chi tiết cơ bản là nắp bình 1, thân bình 2 và đáy bình 3. Tách từ vỏ bình tích áp ra một phân tố vô cùng nhỏ (Hình 5). Các cạnh của phân tố là: dlt , dlm các ứng suất tác dụng lên những cạnh đó là ứng suất pháp chính (σm) và ứng suất tiếp (σt). Gọi bán kính cong tại điểm đang xét theo hướng kính là ρm, bán kính cong của cung tròn theo hướng vuông góc với chiều hướng kính là ρt
Chiếu tất cả các lực lên phương pháp tuyến với phân tố, ta có phương trình cân bằng:
Với điều kiện
Nếu lấy gần đúng
Hình 3: Cấu trúc (a), nguyên lý hoạt động (b) của súng bắn khí Agrichema và mẫu chế thử BK-150L của nhóm nghiên cứu
(a) (b)
Hình 4. Nguyên lý kết cấu của vỏ bình tích áp súng bắn khí BK-150L cần chế tạo
Hình 5. Ứng suất sinh ra trong phần tử vỏ bình
Nghiên cu & Trin khai
Thay vào phương trình (1) ta có: (2)
Đây là phương trình Laplas. Đối với phần hình trụ của bình chịu áp suất, ta có phương trình cân bằng lực như sau:
Trong trường hợp này
Điều này cho thấy ứng suất trên mối hàn dọc bình lớn hơn gấp 2 lần trên mối hàn ngang của bình.
Độ dày của bình được xác định theo thuyết bền 3:
Trong đó
Với phần vỏ bình hình trụ
Thay các giá trị này vào phương trình (3) ta tính được độ dày thành bình
Trong đó:
d - đường kính trong của bình; R - bán kính ngoài thành bình. Chiều dày thành bình trong điều
kiện lý thuyết xác định theo biểu thức:
Trong đó:
Φ - hệ số kể đến độ bền của mối hàn;
pt- áp suất trong điều kiện làm việc thực tế;
ptn - áp suất trong điều kiện thí nghiệm.
Theo yêu cầu làm việc:
d = 488 mm; pt= 2,5MPa; Φ= 0,9 Với vật liệu sử dụng để chế tạo bình tích áp là thép C20, lấy hệ số an toàn n = 1,5, khi đó ta có [σ]= 163 MPa. Thay số vào biểu thức (6) ta nhận được Slt
R= 3,7 mm.
Lượng bù chiều dày tính toán của thành bình chịu áp lực được xác định theo công thức: C = C1+C2+C3 (7) Trong đó: С1 - Lượng bù do sự ăn mòn, mm; С2 - Lượng bù do sai số, mm; С3 - Lượng bù công nghệ, mm. Trong thực tế thường chọn C = 1 mm. Chiều dày bình tính toán sau khi kể đến các lượng bù cần thiết được xác định theo công thức sau:
Stt= Slt
R + C (8)Thay số vào công thức (8) ta có Stt