hình 3.11b thiết bị phân ly không khí loại kín

1

•Hình 3.11b Thiết bị phân ly không khí loại kínGV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004

Máy và thiết bị sản xuất VLXD Chương 3: Máy và thiết bị phân loại

Chương 3:

CÁC MÁY VÀ THIẾT BỊ PHÂN

LOẠI• Phân loại thiết bị• Nguyên lý cấu tạo và họat động

2

GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004


Quá trình gia công nguyên vật liệu

I. ĐẠI CƯƠNG VÀ PHÂN LOẠI

Các phương thức phân loại nguyên vật liệu

- Phân loại các sản phẩm theo kích thước yêu cầu

- Phân loại phẩm chất- Loại bỏ các chất tạp...

- Phương pháp phân loại cơ khí.

- Phương pháp phân ly không khí

- Phương pháp phân ly điện từ

- Phương pháp phân ly thủy lực

3

II. PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI CƠ KHÍ (SÀNG)II.1 Những khái niệm cơ bản

Phương pháp phân loại cơ khí được thực hiện bằng sàng, sàng có

thể phân loại được 2 hay nhiều nhóm hạt khác nhau. Số nhóm

hạt nhận được phụ thuộc vào số lưới sàng mà vật liệu đi qua. Nếu

số lưới sàng là n thì số nhóm hạt nhận được là n+1

II.1.1 Sơ đồ sàng

Phương pháp phân loại bằng sàng có thể theo nhiều sơ đồ khác

nhau: sàng hạt nhỏ khỏi hạt lớn, sàng hạt lớn khỏi hạt nhỏ,

sàng liên hợp.

Sàng hạt nhỏ khỏi hạt lớnƯu điểm - Đơn giản, sửa chữa dễ dàng- Các nhóm hạt rơi dễ dàng vào các phễu chứa tương ứng yêu

cầu.

4

Khuyết điểm:

- Khối vật liệu ban đầu, trong đó có những hạt vật liệu lớn lại

rơi ngay vào sàng có kích thước nhỏ nhất, có cấu tạo mảnh nhất,

nên dễ dàng làm cho sàng mau hỏng.

- Khi khối vật liệu rơi vào sàng nhỏ trước, những hạt có kích

thước lớn hơn lỗ sàng sẽ che phủ 1 phần lớn lỗ, gây khó khăn

cho các hạt nhỏ rơi qua sàng, do đó hiệu suất sàng kém.

Theo sơ đồ hình (H.3.1) những hạt nhỏ sẽ đi qua lỗ sàng có kích

thước nhỏ trước, tiếp theo những hạt có kích thước trung bình lọt

qua lỗ sàng trung bình, sau đó những hạt có kích thước lớn sẽ

lọt qua lỗ sàng lớn. Cuối cùng những hạt lớn nhất nằm trên sàng

đi ra ngoài.



5

Hình 3.1 Sơ đồ sàng hạt nhỏ khỏi hạt lớn

0-15 15-30

30-60

1530

60>60

Sàng hạt lớn khỏi hạt nhỏ

Theo sơ đồ sàng này, sàng trên cùng có kích thước lỗ lớn nhất,

sàng dưới cùng có kích thước lỗ nhỏ nhất. Sơ đồ này được dùng

phổ biến trong công nghiệp VLXD GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004


6

Hình 3.2 Sơ đồ sàng hạt lớn khỏi hạt nhỏ



7

Ưu điểm:

- Khối vật liệu được rơi ngay vào sàng có kích thước lỗ lớn,

do đó bảo đảm độ bền của sàng.

- Những hạt vật liệu lớn và trung bình không ngăn cản sự

tách các hạt nhỏ lọt qua sàng.

Khuyết điểm:

- Cần có máng phụ để dẫn các nhóm hạt vào các bun ke tương

ứng.

Sàng liên hợp:

Vật liệu trước tiên rơi trên sàng có kích thước trung bình, tiếp

theo mặt sàng trên những hạt có kích thước lớn rơi qua sàng có

lỗ lớn, còn những hạt nhỏ rơi qua sàng nhỏ. Sơ đồ này nằm ở vị

trí trung gian, dung hòa ưu khuyết điểm của 2 sơ đồ sàng trên.



8

Hình 3.3 Sơ đồ sàng liên hợp

> 6060

30

15

15-30

0-15 30-60



9

- Những hạt vật liệu đi qua lỗ sàng được gọi là sản phẩm dưới

sàng. Ngược lại, những hạt không lọt qua lỗ sàng được gọi là sản

phẩm trên sàng.

- Theo lý thuyết có thể coi tất cả những hạt có kích thước nhỏ

hơn kích thước lỗ sàng sẽ đi qua lỗ sàng. Nhưng trong thực tế bao

giờ cũng còn lại trên sàng một phần những hạt vật liệu có kích

thước nhỏ hơn kích thước lỗ sàng đi ra cùng với sản phẩm trên

sàng.

II.1.2. Hiệu suất sàng.

- Để đánh giá chất lượng máy sàng và quá trình sàng người ta

dùng hệ số hiệu suất sàng:

A BA- lượng hạt dưới sàng có k.thước yêu cầu thu được khi sàng.

B- lượng hạt có kích thước yêu cầu thực tế nằm trong vật liệu

ban đầu. GV: BÙI ĐỨC VINH, BM VLXD, MULTIMEDIA VERSION 2003 - 2004


10

Hiệu suất sàng thường phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Độ ẩm của vật liệu: trong đa số trường hợp vật liệu có độ

ẩm càng cao hiệu suất sàng càng giảm.

- Bề dày lớp vật liệu: lớp vật liệu quá dày hiệu suất kém,

nhưng quá mỏng năng suất giảm.

-Biên độ dao động: nếu kích thước vật liệu lớn, yêu cầu cần

phải tăng biên độ dao động.

Phân loại máy sàng :+ Sàng phẳng+ Sàng thùng quay



11

II.2 Máy sàng phẳng

Sàng phẳng có thể phân thành các loại cơ bản sau:

- Sàng ghi- Sàng lắc phẳng- Sàng lắc tròn- Sàng rung.

II.2.1 Cấu tạo của mặt sàng

Bộ phận làm việc chủ yếu của sàng là ghi hay lưới sàng.

Ghi : có hai loại chính là ghi thanh và ghi tấm

Ghi thanh: có cấu tạo bằng các thanh thép tròn đặt song song

nhau, cách nhau 1 khoảng nào đó, tùy thuộc vào kích thước yêu

cầu của sản phẩm dưới sàng. Sàng ghi thanh dùng để phân loại

những vật liệu có kích thước lớn.



12

Ghi tấm: là 1 tấm thép có đột lỗ tròn, ellip hay lỗ vuông. Ghi tấm

có lỗ tròn sản phẩm dưới sàng có kích thước đồng nhất hơn.Để vật liệu lọt dễ dàng qua lỗ sàng (không bị kẹt), bề dày của

ghi nên

< kích thước lỗ. Ghi tấm dùng để phân loại các vật liệu trung

bình và vật liệu nhỏ. Lưới sàng

Được chế tạo bằng cách đan các sợi kim loại hay các sợi hữu cơ.

cỡ sợi tùy thuộc vào loại sàng. Sàng lưới dùng để sàng những vật

liệu nhỏ và mịn, có thể đạt từ 2,5mm - 40m.Tiết diện sống của

lỗ sàng lớn, chiếm 70% tổng diện tích của sàng. Kích thước của

sàng được đặt trưng theo 3 hệ: Hệ liên Xô: đặc trưng bằng kích thước lỗ (m), sàng No 009 tương ứng k.thước lỗ 90 m

Hệ Đức: đặc trưng bằng số lỗ/cm hay số lỗ /cm2. sàng No70 có 70 lỗ/cm hay 4900 lỗ/cm2

Hệ Anh: đặc trưng bằng Mecso /dium, Mecso số lỗ, dium: tấc anh = 25,4mmVí dụ Số Mecso 180 có nghĩa là 180lỗ/25,4mm tương đương 72 lỗ/cm hay 4900 lỗ/cm2



13

II.2.2. Xác định tốc độ hạt vật liệu trên sàng.

Tốc độ hạt vật liệu trên sàng tùy thuộc vào tốc độ sàng. Nếu

tăng tốc độ chuyển động của sàng, kéo theo tăng tốc độ chuyển

động của hạt vật liệu trên sàng, dẫn đến tăng hiệu suất sàng.

Nhưng nếu tăng tốc độ lớn quá sẽ làm giảm hiệu suất sàng. Vì

với tốc độ quá lớn, hạt vật liệu sẽ vượt qua lỗ sàng mà không lọt

qua lỗ. Vì vậy cần phải xác định tốc độ sàng hợp lý.

xD

O O1

dv

Hình 3.4 Sơ đồ xác định vận tốc hạt trên sàng

y

Theo hình (H 3.4), giả sử hạt vật liệu có kích thước d, chuyển

động với vận tốc v với sàng có kích thước lỗ D. Ta thấy các hạt

vật liệu chuyển động qua lỗ theo quỹ đạo parabol



14

Phương trình chuyển động của hạt vật liệu như sau:

x vt 2y gt 2 (3.1) và

x D d 2 Mặt khác y d 2và

Thời gian rơi tự do của hạt:

(3.2)

2y 2.d d

tg 2g g

x d gv D -

t 2 dvà

Qua thực nghiệm người ta thấy rằng, nếu d =D, hạt không thể

lọt qua sàng, hạt chỉ có thể lọt qua sàng khi d =0.8D hay D =

d/0.8Thay vào công thức trên ta có:

d d gv - 2,36 d

0,8 2 d[m/sec] (3.4)

Như vậy tốc độ chuyển động của hạt vật liệu trên sàng phụ thuộc vào kích thước hạt.



15

Nếu sàng đặt nghiêng, hạt đi qua lỗ cần có kích thước nhỏ hơn,

đồng thời vận tốc hạt cũng giảm.

Hình 3.5 Sơ đồ xác định vận tốc hạt trên sàng nghiêng

D

Dcos

esin

dmax

v

e

d Dcos - esin

v 2,36 Dcos - esin [m/sec] (3.6)

(3.5)



16

II.2.3 Sàng lắc phẳng

Nguyên tắc làm việc của sàng lắc phẳng cơ bản dựa vào tác

dụng của trọng lực, lực quán tínhvà lực ma sát.

Sàng lắc phẳng được phân làm 2 loại:- Sàng lắc dọc:

+ Sàng lắc dọc theo mặt phẳng nghiêng lưới sàng

+ Sàng lắc dọc theo 1 góc đối với mặt phẳng nghiêng của

lưới sàng.

- Sàng lắc tròn

Trong công nghiệp VLXD chủ yếu là sử dụng sàng lắc dọc. Sàng lắc dọc theo mặt phẳng nghiêng của lưới sàng

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Sàng gồm có thành sàng (1) gắn với sàng dưới (2), thanh kéo (3)

và (4) được gắn vào thành sàng. Sàng chuyển động xuôi ngược

dọc theo mặt phẳng nghiêng của lưới sàng nhờ động cơ truyền

chuyển động đến ổ trục lệch tâm đối xứng (5).

17

Hình 3.4. Sơ đồ sàng lắc dọc theo mặt phẳng nghiêng của lưới sàng

G.cos

r

G.sin

F

Pu

G

3

4

a1 = 2.r

a2 = 2.r 5

f = 0.3 – 0.45 tg

2

1



18

Xác định số vòng quay thích hợp của trục lệch tâm Khi sàng chuyển động lui tới (ngược xuôi) với gia tốc nhỏ, những

hạt vật liệu trên lưới sàng sẽ ở trạng thái yên tĩnh tương đối (do

lực ma sát). Nếu tăng gia tốc đến 1 giới hạn nào đó những hạt

vật

liệu sẽ chuyển ngược theo sàng. Khi đó lực quán tính của hạt

vật liệu sẽ thắng lực ma sát giữa hạt vật liệu và lưới sàng. Vì

vậy gia tốc tới hạn cần thiết để hạt vật liệu có thể chuyển dịch

ngược xuôi theo sàng được xác định như sau: Gọi a1: gia tốc tới hạn để vật liệu có sự chuyển động tương đối đi xuống.

Điều kiện để hạt vật liệu đi lên theo sàng dốc ( theo hình vẽ)

uP F Gsin

Pu: lực quán tính của cục vật liệu gây ra bởi gia tốc a

(3.7)

2 22 n r

a r900

mà với: r - độ lệch tâm và n - số vòng quay của trục lệch tâm [v/ph]



19

2 2 2

u

G G n r Gn rP ma a

g 900g 900với: F- lực ma sát F Gf cos

Thay vào công thức trên ta có:

2Gn r

Gf cos Gsin900

(3.9)

Như vậy, điều kiện để hạt vật liệu chuyển động tương đối đi lên theo sàng

(3.10)

f cos sinn 30

r[v/ph] (3.11)

Điều kiện để hạt vật liệu chuyển động tương đối đi xuống theo sàng:

uP Gsin Gf cos(3.12)

hay

2Gn r

Gsin Gf cos900



20

f cos sinn 30

r

(3.13)

Mặt khác ta thấy, khi f cos sin

n 30r

Hạt vật liệu cũng chuyển động đi xuống,vậy điều kiện để hạt vật

liệu chuyển động đi xuống theo sàng, như vậy:

f cos sin f cos sin30 N 30

r r

(v/ph) (3.14)

Để đánh giá sự trượt của vật liệu trên mặt sàng yêu cầu độ dốc của sàng phải nhỏ hơn góc ma sát của vật liệu:

(3.15)



21

Sàng lắc dọc theo một góc so với mặt phẳng nghiêng của lưới sàng

a

Pu

G

G.cosPucos

Pusin

G.sin

3

Hình 3.5a Sàng lắc dọc theo một góc đối với mặt phẳng nghiêng của lưới sàng

4

1



22

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Cấu tạo: của lưới sàng này tương tự như sàng lắc dọc theo mặt

phẳng nghiêng, chỉ khác đối với loại sàng này là lực quán tính Pu

không hướng dọc theo lưới sàng mà hướng theo phương tạo với

mặt phẳng nghiêng của lưới sàng một góc .

Phân tích Pu theo 2 thành phần : Thành phần vuông góc và song song với mặt phẳng nghiêng

lưới sàng :

u1 u

u2 u

P P sin

P P cos(3.16)

uF f Gcos -P sin

Thành phần lực ma

sát Điều kiện để vật liệu chuyển động tương đối đi

xuống: u uP cos Gsin f Gcos -P sin (3.17)



23

Thay 2

u

Gn r P

900và chia 2 vế cho Gcos ta được:

2n r

(1 ftg ) f - tg900

(3.18)

f = tgvới

2n r tg - tgtg( - )

900 1 tg tg(3.19)

tg( )n 30

r

(3.20)

[v/ph]

Điều kiện để vật liệu chuyển động tương đối đi lên:



u uP cos f(Gcos P sin ) Gsin

24

G

Pu

Gcos

PuSin

PuCos

GSinF

Hình 3.5b



với uF f(Gcos P sin ) biến đổi tương tự như trên, ta có:

tg( )n 30

r[v/ph] (3.22)

Như vậy, điều kiện để vật liệu chuyển động đi xuống theo sàng:

25



tg( ) tg( )30 n 30

r r[v/ph] (3.23)

Từ hình (H.3.5b) ta thấy điều kiện để hạt vật liệu tung lên khỏi sàng khi

uP sin Gcos(3.24)

Thay 2

u

Gn rP

900ta xác định được điều kiện vật liệu bị tung lên khi số vòng quay của trục:

30n

rtg

[v/ph] (3.25)

Thực tế số vòng quay của trục lệch tâm luôn luôn nhỏ hơn số

vòng quay tính toán vì hạt vật liệu không bị tung lên. Tuy nhiên

lực Pusin cũng làm chấn động vật liệu, làm cho quá trình sàng

tốt hơn.

26

Xác định công suất của sàng lắc phẳng

Công suất tiêu hao cần thiết khi sàng làm việc gồm:- Công suất tiêu hao để lắc toàn khối- Công suất tiêu hao để khắc phục các lực cản khác.

Theo lý thuyết, đối với sàng lắc phẳng công suất tiêu hao ở ½

chu kỳ đầu làm việc sẽ được hoàn lại trong ½ chu kỳ làm việc

sau. Nhưng thực nghiệm cho thấy vì có sự phân tán lực và có sự

tiêu hao năng lượng để khắc phục các lực cản khác, cho nên khi

tính toán có thể không tính đến việc hoàn lại năng lượng động

học trong ½ chu kì làm việc sau: 22 2 2 2 2mv G n r Gr n

A 22 900g 900

[kG.m] (3.26)

Khi trục lệch tâm quay n vòng trong 1 phút, công suất tiêu hao

2 3An Gr nN

60 75 4050000[ml] (3.27)



27

Đối với sàng lắc phẳng hệ số tác dụng hữu ích = 0,7, công suất

của động cơ:

2 3

dc

Gr n N

2.800.000



trong đó: G - trọng lượng của vật liệu [KG]

r - độ lệch tâm [m]

28



Sự chấn động của sàng rung được tạo nên bởi lực quán tính, lực va đập hoặc lực điện từ. Căn cứ vào phương thức tạo nên chấn động, có thể phân loại sàng rung theo:

- Sàng rung quán tính

- Sàng rung điện từ

- Sàng rung do va đập

Trong công nghiệp sản xuất VLXD chủ yếu sử dụng sàng rung quán tính.

II.2.4 Sàng rung

Sàng rung quán tínhCấu tạo:

Trên khung chấn động (1), đặt trục lệch tâm không cân bằng (2), quay trong ổ trục (3). Trên khung chấn động có đặt các thanh ngang (4) đỡ các lưới sàng (5) có kích thước lỗ khác nhau. Một đầu sàng được bắt chặt vào tấm căng 6 đầu kia bắt vào tấm căng (7) nối liền với bulông (8).

29



Nguyên lý hoạt động

Khi trục lệch tâm quay xuất hiện lực ly tâm quán tính luôn luôn

thay đổi phương chiều theo mặt phẳng vuông góc vơi trục. Qua

đó hệ thống lò xo cùng với khung chấn động bị dao động theo tất

cả các phương làm cho sàng rung động để sàng vật liệu.

Pu

1

6

9

10

3

Hình 3.6a Sơ đồ cấu tạo sàng rung quán tính

7

4 52

30

Hình 3.6b Hệ thống máy sàng rung



31



32



Biểu đồ dao động của sàng phụ thuộc vào phụ tải không cân

bằng của trục lệch tâm, vào độ cứng của hệ thống lò xo và vào

cách bố trí lò xo.

Lực ly tâm quán tính Pu có thể phân thành 2 thành phần theo

phương nằm ngang và thẳng đứng:

u1 u

u2 u

P P sin

P P cos (3.29)

: góc tạo bởi phương của lực ly tâm với trục thẳng đứng.

Dưới tác dụng của lực ly tâm quán tính sàng chấn động, các

điểm của sàng vạch thành quỹ đạo ô-van.Sàng được đặt nghiêng

một góc 5-15o

33



Xác định năng suất của sàng rung Sàng rung thường được dùng để sàng cát, sỏi, đá dăm có độ ẩm tương đối thấp W = 35%. Sàng thường có kích thước lỗ vuông 5100mm

Bảng 3.1. Năng suất của các loại sàng rungVị trí sàng và vật liệu sàng Công thức [m3/h]

Sàng rung đặt nằm ngang, sàng hỗn hợp cát sỏi 1 2V 0,8F.q.k .kSàng rung đặt nằm ngang, sàng vật liệu đập 1 2V 0,65F.q.k .k

Sàng rung đặt nghiêng, sàng hỗn hợp cát sỏi 1 2V 0,5F.q.k .k

Sàng rung đặt nghiêng, sàng vật liệu đập 1 2V 0,4F.q.k .k

Trong đó:F: tiết diện của sàng [m2]q: năng suất riêng đối với 1m2 tiết diện sàng [m3/h], tra bảng.k1: hệ số phụ thuộc vào hàm lượng % sản phẩm dưới sàng có

trong vật liệu ban đầu. k2: hệ số phụ thuộc vào hàm lượng % sản phẩm dưới sàng có kích thước nhỏ hơn ½ kích thước của lỗ sàng.

34

Câu hỏi ???Câu hỏi ???

Question ??Question ??


Máy và thiết bị sản xuất VLXD Giới thiệu môn học

35

Cám ơn các bạn đã chú ý theo dõi

Merci beaucoup !!Merci beaucoup !!Merci beaucoup !!Merci beaucoup !!

Thank you for your attention !!Thank you for your attention !!Thank you for your attention !!Thank you for your attention !!


Máy và thiết bị sản xuất VLXD Giới thiệu môn học

hình 3.11b thiết bị phân ly không khí loại kín

Documents