Phương phỏp cõn đong này cú nghĩa là vật liệu được định lượng qua khối lượng (đo bằng kg) vật liệu cung cấp qua thiết bị trong một đơn vị thời gian.
Như vậy: thực chất của phương phỏp định lượng này là định lượng vật liệu bằng cỏch cõn đong từng mẻ vật liệu. Do vậy nhất định độ chớnh xỏc sẽ cao và loại
trừ hoàn toàn sai số do độ xốp của vật liệu (tức là do độ sai khỏc về kớch thước của hạt vật liệu).
Phương phỏp định lượng vật liệu theo khối lượng hay được ỏp dụng trong cỏc trạm trộn chu kỳ (trộn theo mẻ).
Do vậy phương phỏp thiết kế định lượng cho trạm là định lượng theo khối lượng.
3.1.3.Vấn đề bự sai trong quỏ trỡnh định lượng:
3.1.3.1.Khối lượng định mức (mđ).
- Đõy là khối lượng cần phải đạt được trong quỏ trỡnh cõn ứng với khối lượng mỗi mẻ bờtụng và mỏc của nú ta cú khối lượng định mức cỏc thành phần khỏc nhau. Vỡ vậy mỗi khi cần thay đổi mỏc bờtụng hoặc khối lượng mỗi mẻ ta phải đặt lại cỏc số liệu mới vào bộ nhớ của mỏy.
3.1.3.2.Khối lượng định mức (mb).
- Trong quỏ trỡnh cõn, khi khối lượng vật liệu cần cõn đó đủ thỡ cửa phễu chứa (hoặc mỏng rung) đúng lại, nhưng vỡ cửa của phễu chứa (hoặc mỏng rung) nằm trờn thựng cõn một khoảng cỏch nờn vẫn cũn một đoạn dũng chảy vật liệu tiếp tục rơi xuống. Hơn nữa cửa phễu chứa (hoặc mỏng rung) chỉ đúng kớn sau khoảng thời gian nhất định , do vậy khối lượng vật liệu rơi thờm kể từ khi đủ cõn, gõy ra sai số Am của phộp cõn. Nếu dũng chảy vật liệu và thời gian đúng của phễu chứa (hoặc dừng mỏng rung) ở thời điểm khi khối lượng trong thựng cõn đạt mức.
mb = mđ - Am Trong đú:
mb – gọi là khối lượng bự sai. mđ – gọi là khối lượng định mức.
Am– gọi là khối lượng rơi thờm hay sai số của phộp cõn. Vậy khối lượng cõn thực: mt= mđ
Cần lưu ý rằng Am phụ thuộc nhiều vào tỡnh trạng của vật liệu cũng như khối lượng định mức mđ .
Để xỏc định mb cho từng vật liệu ta làm như sau:
- Đầu tiờn đặt mb= mđ, chọn mđ hay dựng ứng với dung tớch thựng trộn trong trạm.
- Cõn vài lần rồi tớnh ra Am trung bỡnh. - Sau đú tớnh lại mb= mđ- Am
Theo nhiệm tớnh toỏn em tớnh chọn: - Thựng cõn ximăng.
- Thựng cõn nước.
3.2.. Tớnh chọn hệ thống cấp nước
Nước là một trong những thành phần quan trọng của bờ tụng xi măng cũng như cỏc loại vật liệu thành phần : cỏt, đỏ, ximăng. Việc định lượng nước phải đạt độ chớnh xỏc cao để đảm bảo chất lượng bờ tụng xi măng.
Hiện nay thiết bị định lượng nước rất hiện đại , độ chớnh xỏc của thiết bị này rất cao, sai số nhỏ dưới 5/1000. Những thiết bị này ta nhập rất nhiều của Phần Lan, Nhật Bản ...
Trong hệ thống định lượng này cú thể lắp đặt thiết bị định lượng hiện đại hiện nay để định lượng nước cú cỏc mụ hỡnh định lượng nước được ỏp dụng trong cỏc trạm trộn bờ tụng.
3.2.1 Cỏc mụ hỡnh định lượng nước 3.2.2.. Mụ hỡnh 1
Mụ hỡnh định lượng nước được thể hiện như hỡnh 3.1.
1- Đường ống về; 7-Thanh trượt
2- Thựng chứa; 8-Cụng tắc khống chế hành trỡnh điều khiển được độ cao
3- Phao; 9-Quả nặn
4- Dõy mềm khụng gión 10-Van đúng mở đường ống
5- Rũng rọc; 11 -Đường ống về thựng cõn đo
6- Cụng tắc điều khiển van đúng mở đường ống về trạm; 12-Đường ống về bể.
Nguyờn lý làm việc :
Bơm nước hoạt động (thựng chứa khụng cú nước) van (10) mở, van (6) đúng nước chảy từ bơm qua ống (11) vào thựng nõng phao (2) lờn làm quả nõng (8) tụt xuống. Khi mực nước trong thựng cú thể tớch vừa đủ theo yờu cầu thỡ cũng là lỳc quả nõng (8) chạm vào cụng tắc khống chế (9) tạo tớn hiệu điều khiển làm van (10) đúng, van (6) mở, nước định lượng xong chảy về thựng trộn, phao hạ dần xuống theo mực nước
Khi nước chảy hết cũng là lỳc quả nõng (8) chạm vào cụng tắc (4) van (6) đúng lại, van (10) mở ra tiếp tục định lượng lượt sau. Khi van (10) đúng nước từ bơm qua ống (11,12) về phớa chứa, khi van (10) mở, van (6) đúng, nước khụng chảy qua ống (12) được vỡ cột ỏp lớn hơn trong thựng.
Thời gian một chu kỳ định lượng phụ thuộc vào cỏc yếu tố sau: - Lưu lượng từ bơm chảy vào thựng định lượng.
- Thời gian đúng mở cỏc van.
- Tiết diện ống phụ thuộc van tiết lưu điều chỉnh.
Với bơm đó chọn thời gian nước chảy đầy thựng gần như khụng đổi, để điều chỉnh thời gian trong một chu kỳ định lượng phự hợp với dõy chuyền của trạm trộn, trờn đường ống cú lắp van tiết lưu điều chỉnh được để thay đổi thời gian nước chảy từ thựng định lượng đến thựng trộn.
Để thay đổi lượng nước cho một mẻ một mẻ ứng với cỏc mỏc bờ tụng, độ ẩm của vật liệu ta thay dổi chiều cao của cụng tắc (6).
3.2.3. Mụ hỡnh 2
Mụ hỡnh định lượng nước được thể hiện như hỡnh 3.2.
Nước được bơm từ bể chứa vào thựng (7) làm phao (1) nổi dần lờn để thay đổi chiều cao mực nước trong bỡnh. Kim (2) thay đổi dần tức làm thay đổi dũng
chạy qua đầu đo (4). Khi nước lờn tới độ cao nhất định tức là lỳc đó đủ thể tớch nước cần thiết thỡ dũng qua (4) đạt đến cường độ lớn nhất gõy ra tớn hiệu đúng van (8), mở van (9), nước được chảy vào thựng trộn.
Sau đú mực nước trong thựng chứa hạ dần xuống làm kim (2) xoay chiều ngược lại. Điện trở Rcb tăng dần, dũng điện qua đầu đo (4) giảm đến nhỏ nhất tức trong thựng cõn hết nước và gõy ra tớn hiệu điều khiển mở van cửa (8) và đúng van cửa (9). Nước lại được tiếp tục bơm điều chỉnh biến trở (6).
Hỡnh 3.2. Sơ đồ thể hiện hệ thống cấp nước theo mụ hỡnh 2
1-Phao; 6-Biến trở điều chỉnh
2-Kim; 7-Van điều khiển
3-Biến trở đo chuyển vị gúc; 8-Van đúng mở đường ống từ bơm tới
4-Đầu đo; 9-Thựng 10-Ống từ bơm về thựng định lương
3.2.4 Mụ hỡnh 3 (Mụ hỡnh cõn trực tiếp)
Ngày nay người ta thường cõn trực tiếp. Thựng cõn được treo lờn và số đo được hiện lờn bảng hiển thị. Mụ hỡnh định lượng nước trực tiếp được thể hiện như hỡnh 3.3.
Khi thiết kế ta chọn cỏch này vỡ : - Gọn nhẹ, khụng quỏ phức tạp - Cõn đạt chớnh xỏc cao - Khi di chuyển dễ dàng 1 3 4 5 6 7
Hỡnh 3.3. Sơ đồ hệ thống cấp nước theo mụ hỡnh 3
1-Cao su (giảm chấn); 4- Hộp chỉnh
2- Bu lụng 5-Màn hiển thị
3- Tấm đỡ 6-Nguồn 7-Thựng cõn nước.
3.3..Tớnh toỏn thể tớch thựng cõn nước
Do ta chọn bờ tụng mỏc M300 và tớnh được một m3 bờ tụng cần khối lượng nước là 184 (Kg).
Vậy mỗi mẻ trộn cần khối lượng nước là: Mn =1,2.184 = 220,8 (Kg)
Gọi Vn là thể tớch nước trong một mẻ trộn. 3 220,8 0, 2208( ) 1000 n V = = m
Tham khảo thực tế lấy thể tớch thựng cõn nước là : Vcõn nước = 0,25m3. Chọn kết cấu thựng cõn như hỡnh 3.4 .Trong đú :
D = 710 mm h’ = 460 mm d = 70 mm Khi đú thể tớch thựng cõn là : V = .R2..h + h’(R2 + r2 + R.r)/3 Hỡnh 3.4. Thựng cõn nước Với : 2 D R= - Bỏn kớnh thựng cõn 2 d r= - Bỏn kớnh cửa xả.
Thay số ta cú : 3 35 . 305 35 305 . 460 . 305 . 14 , 3 25 , 0 2 2 2 + + + = h h = 600 (mm)
Chọn bề dày thựng cõn là : a = 3(mm). Thựng cõn nước này ta dựng một đầu cõn điện tử nờn phải dựng hệ thống thanh đũn treo thựng cõn. Đồng thời trờn thựng cõn phải bố trớ cỏp treo để sử dụng khi di chuyển.
Cứa xả thựng cõn nước phải đảm bảo xả nước nhanh và kớn khớt khi đổ nước vào. Theo kết cấu thực chọn đường kớnh cửa xả 70. Phải cú doăng cao su để cho cửa xả đúng kớn.
3.3.1. Thiết kế thựng chứa nước chớnh
Trong sản xuất bờ tụng xi măng nước là một thành phần quan trọng khụng thể thiếu.
Ngoài sản xuất bờ tụng nước cũn được dựng để rửa cỏc mỏy múc, thựng trộn. Do nhu cầu xõy dựng cỏc cụng trỡnh ngày càng nhiều nờn khối lượng bờ tụng xi măng phải được đỏp ứng. Trong mỗi trạm ta cần phải đưa ra sơ đồ bố trớ dõy truyền hợp lý nhất, như vậy hệ thống nước phải được bố trớ hợp lý.
Thụng thường hệ thống nước thường cú 2 mụ hỡnh bố trớ. Mụ hỡnh 1:
✓ Ưu điểm :
- Lưu lượng bơm nhỏ
- Nước luụn cú trờn thựng, khụng sợ bị mất điện, nú khụng ảnh hưởng tới năng suất của trạm.
✓ Nhược điểm :
- Phải đặt thờm một thựng nước trờn cao và hệ thống kết cấu thộp đỡ nú, khụng hiệu quả kinh tế.
Mụ hỡnh 2:
Bể Nước Bơm Thựng Thựng cõn Thựng trộn
✓ Ưu điểm :
- Khụng cần thựng nước trờn cao
- Khụng cần hệ thống kết cấu thộp đỡ thựng nước.
✓ Nhược điểm :
- Cần lưu lượng bơm lớn
Phõn tớch ưu nhược điểm của từng mụ hỡnh cựng với tham khảo thực tế ta đi đến chọn mụ hỡnh 2.
Do yờu cầu của trạm trộn bờ tụng xi măng cần cú tớnh cơ động cao, vận chuyển dễ dàng khụng cồng kềnh nờn thiết kế thựng nước cú dung tớch vừa phải, mà bơm cú thể hoạt động liờn tục được. Ở đõy ta chọn kiểu thựng hỡnh trụ vỡ nú tiết kiệm khụng gian chiếm chỗ.
Dựa vào thực tế ta chọn thựng nước cú thể tớch là : V = 6,6(m3) Theo cụng thức tớnh thể tớch : V = R2.h
Trong đú :
R - Bỏn kớnh thựng chứa.
h - chiều cao thựng chứa. Chọn h = 2,6(m)
R = 0,9( ) 6 , 2 . 14 , 3 6 , 6 .h m V = =
Chọn bề dày thựng chứa nước là : a = 4(mm) Kết cấu thựng chứa nước :
3.3.2. Tớnh toỏn thiết kế thựng chứa nước phụ
Dựa vào thực tế ta lấy V = 0,5(m3) , dày 3(mm) Dựa vào cụng thức : V = .R2.L
L – chiều dài thựng chứa lấy L = 0,7(m)
R = 0, 5 0, 48( ) . 3,14.0, 7 V m h = = 3.4.. Thiết kế thựng cõn ximăng:
Do ta chọn bờ tụng mỏc M300 và tớnh được một m3 bờ tụng cần khối lượng xi măng là 424,2 (Kg).
Tỉ trọng của ximăng x = 1300 1600 (kg/m3). Tỉ trọng của nước n = 1000 (kg/m3).
Ta thiết kế trạm trộn 45 m3/h mà lượng bờtụng trộn được 1 lần là 1,2 (m3).Vậy chu kỡ sản xuất bờtụng của dõy truyền sẽ là 1 phỳt sẽ đươc 1 mẻ là 1,2 (m3).
Lượng ximăng dựng cho 1 mẻ sẽ là : 2 , 1 2 , 424 =353,5 (kg). Thể tớch cần chứa cho 1 mẻ sẽ là: 1300 5 , 353 = 0,27 (m3). Khi thiết kế thựng ta lấy dung tớch thựng V= 0,27 (m3).
Kớch thước của thựng cần phải đảm bảo được khụng gian làm việc của nú là nhỏ nhất để dễ bố trớ trờn trạm . Hỡnh dỏng của thựng cõn phải đảm bảo sao cho việc bố trớ cỏc đầu cõn điện tử được dễ dàng và hợp lý. Riờng cơ cấu đúng mở thựng cõn phải thiết kế sao cho dũng vật liệu trong thựng cõn chảy ra ngoài hết và kịp thời.
Hỡnh 3.6 thựng cõn xi măng
Kiểm tra lại thể tớch thựng cõn:
V1= 3,14.0,32.0,6 = 0,17 m3.
V2= 0,34.3,14.(0,32+0,12+0,3.0,1)31 = 0,046 (m3). V1 +V2 +V 3 > 0,27 m3 .
Vậy thoả món.
* Kiểm tra lại kớch thước cửa xả:
- Kớch thước cửa xả ximăng tớnh theo cụng thức sau. (tài liệu mỏy sản xuất vật liệu xõy dựng.trường ĐHXD).
A> k(a+80)tgx. Trong đú:
k- hệ số phụ thuộc kớch thước vật liệu. k = 2,4 - 2,6 .Ta chọn k = 2,6.
x (độ) –gúc chõn nún của ximăng là 350. Thay vào ta được :
A2,6(0,16+80)tg350= 146 (mm).
Để vật liệu chảy được dễ dàng khụng bị kẹt khi chảy qua cửa xả, rỳt ngắn thời gian chảy ta chọn tiết diện cửa xả là hỡnh trũn cú đường kớnh
d= 200(mm).
- Gúc đổ vật liệu của thựng cõn yờu cầu phải lớn hơn gúc chõn nún của vật liệu. Đối với ximăng gúc chõn nún là 400 .Vậy 400.
Ta tớnh toỏn tg = (
2 200 600−
)-1. 340 . Vậy 600.
Do vậy kớch thước của thựng cõn ximăng là hồn tồn thoả món. - Chiều dày vỏ thựng theo thực tế là =3(mm).
Đường kớnh của cửa nạp ximăng phớa trờn thựng lấy theo đường kớnh vớt tải. Chọn đường kớnh cửa nạp là d = 200(mm).
- Để cú thể định lượng ximăng ta dựng 3 đầu cõn điện tử. Do đú thựng cõn được treo trờn 3 đầu cõn và ta cần bố trớ cỏc tai treo theo theo đường kớnh trục cỏch đều nhau 1 gúc là 1200.
3.5. Tớnh chọn bơm Yờu cầu: Yờu cầu:
Bơm phải cấp nước cho hệ thống kịp thời định lượng và đầy đủ. Với năng suất của trạm 45m3/h.
Do ta chọn bờ tụng mỏc M300 và tớnh được một m3 bờ tụng cần khối lượng nước là 184 (Kg). Vậy mỗi mẻ trộn cần khối lượng nước là:
Mn =1,2.184 = 220,8 (Kg)
Trong một giờ cần cú lượng nước là: 48.220,8 =10598(Kg). - Thể tớch chiếm chỗ là :
1000 10598
= 10,598 (m3) - Khối lượng riờng của nước = 1000(Kg/m3)
Vậy trong một giờ làm việc cần một thể tớch nước là 10,6(m3) Lưu lượng cần thiết của bơm Qct = 10,6(m3/h)
Cụng suất của bơm (cần thiết) . ( ) 3, 6. P Q N kW =
P : ỏp suất vận chuyển nước P = 0,6( MPa ) Q : Lưu lượng ( khối lượng vận chuyển ) : Hiệu suất = 0,9
Thay số ta được cụng suất bơm cần thiết:
2( ) 9 , 0 . 6 , 3 6 , 10 . 6 , 0 kW = =
Chọn cụng suất động cơ Nđc Nct . Chọn cụng suất của bơm N = 2,2(kW) Do yờu cầu của trạm bờ tụng xi măng 45m3/h kiểu nằm cú tớnh chất cơ động vận chuyển dễ dàng, khụng cồng kềnh nờn thiết kế thựng nước cú dung tớch vừa phải, mà bơm nước cú thể hoạt động hàng giờ liờn tục.
+) Tớnh chọn đường ống dẫn nước Theo cụng thức d = 3 14 , 3 10 . 9 , 2 4 4 3 = − V = 0,036(m) = 36 (mm) Trong đú
+) V- Lưu lượng thể tớch nước chuyển động qua đoạn ống đang tớnh m3/s V = 10,6 m3/h = 2,9.10-3 m3/s
+) - Tốc độ nước chuyển động trờn ống chọn theo bảng
- Đối với đầu đẩy của bơm, chọn =3 m/s - Đối với đầu đẩy của bơm, chọn = 2 m/s Ta cú d = 2 14 , 3 10 . 9 , 2 4 4 3 = − V = 0,043(m) = 43(mm)
Bảng tra tốc độ của nước
Trường hợp Tốc độ của nước m/s
Đầu đẩy của bơm 2,4ữ3,6
Đầu hỳt của bơm 1,2ữ2,1
Đường xả 1,2ữ2,1
Đường hướng lờn 0,9ữ3,0
Cỏc trường hợp thụng thường 1,5ữ3,0
Nước thành phố 0,9ữ2,1
3.6. Tớnh toỏn Silụ xi măng
Xyclo chứa xi măng là một loại bun ke chứa vật liệu, có nhiệm vụ chứa đựng và bảo quản xi măng trong một thời gian ngắn để phục vụ cho q trình sản xuất bê tơng của trạm trộn. Xyclo có dạng hình trụ trịn, phần d-ới có đoạn vát cơn để xi măng có thể dễ dàng rơi từ trên xuống đến một đầu của băng vít. Kết cấu cơ bản của xyclo nh- hình 2.7 và hình 2.8.
Hỡnh 3.7: Xyclo chứa xi măng
Trong quá trình sản xuất bê tơng, chỉ nên dùng xyclo để chứa xi măng trong một ngày, không nên l-u lại xi măng sang ngày sau để tránh hiện t-ợng vón cục và ảnh h-ởng của thời tiết sẽ làm chất l-ợng xi măng bị giảm. Dựa vào cơ sở đó, ta sẽ tính tốn ra dung tích xyclo để có thể chứa đ-ợc l-ợng xi măng đủ dùng trong một ngày phù hợp với năng suất trạm trộn Q = 45m3/h.
Theo tính tốn ở phần tr-ớc, ta có năng suất của băng vít vận chuyển xi măng là Qbv = 22 T/h. Giả thiết một ngày trạm trộn làm việc một ca với thời gian t = 4 h. Vậy xyclo phải chứa đ-ợc l-ợng xi măng để dùng trong một ngày là:
Vậy dùng 2 xyclo để chứa xi măng, mỗi xyclo chứa 45 T. Dung tích của mỗi xyclo là:
Vx = Mx . xm = 45 . 1,3 = 58,5 (m3).