BÀI TIỂU LUẬN:

QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CƠ HỌC

Đề tài: Giới thiệu về thiết bị phân riêng vật liệu rời

GVHD: Ths. Nguyễn Đức Vinh

Danh sách nhóm:

Họ và tên: Mã số SV:

1.Trần Trọng Trí 10162951

2.Nguyễn Văn Thắng 10142661

3.Bùi Hữu Vinh 10239731

4.Lâm Ngọc Trâm 10069681

5.Hồ Ngọc Quyền 10217701

6.Lê Phƣớc Ngọc 10259501

7.Phạm Ngọc Trƣởng 10069881

8.Nguyễn Duy Tâm 10238531

9.Giang Đình Hạnh 10253261

TP.HCM, Tháng 10, 2011

1

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU.................................................................................................................... 2

I.GIỚI THIỆU: .................................................................................................................. 3

II.SƠ LƢỢC VỀ QUÁ TRÌNH ĐẬP NGHIỀN: ........................................................ 3

II.1.Khái niệm, ý nghĩa, thông số cơ bản: .................................................................... 3

II.2.Các phƣơng pháp nghiền và phân loại máy nghiền .......................................... 3

III.QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ PHÂN RIÊNG VẬT LIỆU RỜI......................... 4

III.1.Khái niệm, cơ sở phân loại vật liệu ...................................................................... 4

III.2.Phƣơng pháp sàng ................................................................................................... 5

III.2.1.Khái niệm về sàng................................................................................................. 5

III.2.2.Hiệu suất sàng........................................................................................................ 5

III.2.3.Cấu tạo sàng........................................................................................................... 6

III.2.4.Thiết bị phân riêng điện từ ...............................................................................11

III.3.Rây.............................................................................................................................12

III.3.1.Khái niệm .............................................................................................................13

III.3.2.Máy rây kiểu tủ ...................................................................................................13

III.3.3.Máy rây hai tầng .................................................................................................15

III.3.4.Máy rây ly tâm ....................................................................................................16

2

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa ở nƣớc ta, ngành công nghệ

hóa học ngày càng phát triển và góp phần quan trọng trong nền kinh tế quốc dân.

Tại các xí nghiệp, công xƣởng vừa và nhỏ, cũng nhƣ các nhà máy hiện đại, ta luôn

sử dụng những máy móc, thiết bị hóa chất nhằm thục hiện những quá trình công

nghệ nhất định.

Trong số những thiết bị và quá trình thuộc công nghệ hóa học, lĩnh vực phân

loại vật liệu rời giữ một vai trò quan trọng nhất định, các loại máy móc thiết bị và

những quy trình phân loại đƣợc nghiên cứu và cải tiến hằng ngày. Chính vì vậy,

nhóm chúng em đã nhận phụ trách giới thiệu về một số thiết bị phân loại vật liệu rời

và nguyên lý làm việc của chúng trong bài tiểu luận này.

Bài tiệu luận sử dụng những tài liệu về các quá trình rây sàng và các sơ đồ

thiết bị trong giáo trình Các Quá Trình và Thiết Bị Cơ Học(xuất bản 2009 và 2011),

và một số hình ảnh thực tế từ Internet.

3

I.GIỚI THIỆU:

Vận tốc phản ứng, vận tốc hòa tan của chất rắn vào chất lỏng, hiệu suất và

cƣờng độ của nhiều quá trình hóa học,... đều phụ thuộc vào kích thƣớc và diện tích

bề mặt riêng của hạt.

Vì vậy, trong công nghiệp hóa chất và thực phẩm ngƣời ta thƣờng tiến hành

quá trình gia công hạt vật liệu để đạt đƣợc nguyên liệu có kích thƣớc hạt mong

muốn.

II.SƠ LƢỢC VỀ QUÁ TRÌNH ĐẬP NGHIỀN:

II.1.Khái niệm, ý nghĩa, thông số cơ bản:

Đập nghiền là quá trình tác dụng cơ học làm cho kích thƣớc của vật rắn nhỏ

lại, để tăng diện tích bề mặt riêng của nó.

Trong các dây chuyền sản xuất của nhiều ngành công nghiệp cần có nguyên

liệu ở dạng hạt nhỏ để cung cấp cho các công đoạn chế biến. Quá trình đập nghiền

đƣợc áp dụng rộng rãi trong các ngành hóa học và thực phẩm để làm tăng quá trình

hòa tan, quá trình hóa học, quá trình cháy để tạo sàn phầm đồng nhất, ... Ví dị trong

sản xuất xi-măng, clanh-ke từ lò nung ra phài cho vào nghiền.

Quá trình đập nghiền đƣợc đặc trƣng bằng dộ nghiền i là tỉ số giữa đƣờng kính

D của vật liệu trƣớc khi nghiền với đƣờng kính d của hạt sau khi nghiền:

d

Di

Nhƣng thƣờng kích thƣớc của hạt không có hình dạng xác định, vì vậy kích

thƣớc hạt đƣợc xác định thông qua kích thƣớc lỗ sàng khi phân loại vật liệu nghiền.

II.2.Các phƣơng pháp nghiền và phân loại máy nghiền

Tùy theo kích thƣớc của vật trƣớc và sau khi nghiền mà ngƣời ta phân loại các

máy nghiền ra làm máy nghiền thô, trung bình, nhỏ, mịn và máy nghiền keo.

Các loại máy nghiền đều nghiền nhỏ vật liệu bằng một hoặc vài dạng tác dụng

cơ học: 1.va đập, 2.nén ép, 3.mài mòn, 4.cắt, 5.chà xát

4

Trên thực tế, ngƣới ta thƣờng dùng cách tổng hợp các phƣơng pháp nghiền

trên, nhƣ vừa chèn ép vừa đập hoặc vừa chà xát vừa đập...tùy theo tính chất của vật

liệu.

Lựa chọn phƣơng pháp nghiền theo tính chất của liệu:

Vật liệu nghiền Phƣơng pháp nghiền

Cứng và giòn Chèn ép, đập

Cứng dẻo Chèn ép

Dòn, cứng trung bình Đập, chà xát, cắt

Dẻo, cứng trung bình Đập, cắt

III.QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ PHÂN RIÊNG VẬT LIỆU RỜI

III.1.Khái niệm, cơ sở phân loại vật liệu

Để phân riêng các hạt rắn sau khi nghiền ra thành các hạt có kích thƣớc gần

giống nhau, ngƣời ta ứng dụng các phƣơng pháp phân loại

CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN RIÊNG VẬT

LIỆU RỜI

1- Phân loại dựa vào kích thƣớc

của VL

Sàng

Rây

2- Phân loại dựa vào khối lƣơng

riêng

bằng pp khí động

bằng pp tuyển nổi

3- Phân lọai theo tính dẫn điện

5

Đối trọng

sàng

Bệ đỡ

Lò xo

Điểm quay

khuỷuLò xo Hệ lò xo

Lò xo

sàng

CƠ CẤU SÀNG

III.2.Phƣơng pháp sàng

III.2.1.Khái niệm về sàng

Phƣơng pháp sàng thƣờng đƣợc ứng dụng rộng rãi nhất, nó có thể phân loại

đƣợc các hạt có đƣờng kính từ 250 ÷ 1mm.

Để sàng các vật liệu, ngƣời ta thƣờng dùng các tấm lƣới kim loại hay những

tấm kim loại đục lỗ tròn hoặc vuông. Ngƣời ta thƣờng ký hiệu mặt sàng theo các số,

chữ số đó thƣờng chỉ chiều dài cạnh cuả lỗ, biểu diễn bằng mm. Ví dụ mặt sàng

No.5 là mặt sàng có lỗ vuông cạnh 5mm.

Để phân loại các hạt có kích thƣớc khác nhau có thể dùng hệ thống sàng, kích

thƣớc các lỗ mặt sàng nhỏ dần từ mặt sàng trên xuống mặt sàng dƣới, tỉ lệ lỗ sàng

trên với lỗ sàng dƣới có một giá trị không đổi và gọi là môđun.

Chất lƣợng của quá trình sàng đƣợc biểu diễn bởi hiệu suất sàng. Vật liệu đến

sàng gồm các hạt có kích thƣớc khác nhau, gồm các hạt có kích thƣớc có thể lọt qua

sàng và các hạt không thể lọt qua sàng.

III.2.2.Hiệu suất sàng

Sau khi sàng thu đƣợc sản phẩm nằm dƣới sàng gồm các hạt lọt qua lƣới, còn

trên sàng là các hạt không thể lọt qua mặt sàng. Thực tế khi sàng không phải tất cả

các hạt có kích thƣớc nhỏ hơn lỗ sàng đều lọt qua, nên lƣợng hạt dƣới sàng bao giờ

cũng nhỏ hơn lƣợng hạt có kích thƣớc lọt qua mặt sàng.

6

Tỉ lệ lƣợng hạt qua sàng với lƣợng hạt có thể lọt qua sàng ta gọi là hiệu suất

sàng, tính bằng phần trăm

,%.

M1100

aME

M-khối lƣợng vật liệu ban đầu cho vào sàng,kg

M1-Khối lƣợng sản phẩm dƣới sàng,kg

a-Khối lƣợng hạt có thể lọt qua sàng lúc đầu,%

Tùy thuộc vào và cấu taọ sàng, hiệu suất thƣờng thay đổi trong khoảng 60-

70%, tối đa là 90%

Những yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất sàng:

Hình dạng và kích thƣớc lỗ sàng

Chiều dày lớp vật liệu trên sàng

Độ ẩm vật liệu

Vận tốc và đặc trƣng chuyển động trên sàng

III.2.3.Cấu tạo sàng

Ngƣời ta có thể phân sàng theo các cách sau đây:

Theo cách làm việc, chia ra sàng đứng yên hoặc sàng chuyển động

7

Theo hình dạng của lƣới, chia ra loại hình phẳng và loại hình thùng

Theo lỗ lƣới, chia ra loại rãnh và loại lỗ

a) Sàng đứng yên

Thực tế ít dùng vì năng suất thấp, cấu tạo gồm tấm thép cố các rãnh đặt

nghiêng một góc 20-25%. Vật liệu đƣợc đổ vào lƣới trên sàng, các hạt nhỏ

đi qua lỗ sàng xuống dƣới, hạt to trƣợt theo lỗ sàng đi ra một phía.

b) Sàng chuyển động

Có loại đĩa, loại trục lăn, loại thùng, loại xích...

Sàng đĩa: dùng để sàng các hạt vật liệu tƣơng đối lớn. Sàng gồm dãy đĩa

lắp trên trục nằm ngang, sao cho giữa các đĩa tạo thành khe hở để các vật

liệu đi qua khi đĩa quay. Kích thƣớc giửa các ạt vật liệu qua sàng ứng với

khoảng cách giữa các đĩa.

Sàng xích: dùng để phân chia một lƣợng lớn các vật liệu có kích thƣớc

lớn, chủ yếu dùng trong khai thác quặng. Cấu tạo gồm nhiều xích chuyển

động theo trục lăn. Vật liệu đi vào khe hở giữa các mắt xích. Vật liệu lớn

không đi qua khe hở đƣợc đƣa về đầu sàng.

Sàng xích

8

Sàng hình thùng: có kiểu hình trụ đặt nghiêng một góc 2÷9o, có kiểu hình

nón, trong đó vật liệu chuyển động theo độ dốc của hình nón, có kiểu hình

lăng trụ 6 hay 8 cạnh.

Sàng này có thể lắp lƣới có lỗ khác nhau và lắp theo 2 cách:

Cách thứ nhất lắp nối tiếp theo chiều dài của thùng, ở đầu thùng đặt

lƣới có lỗ bé nhất, cuối thùng lắp lƣới có lỗ lớn nhất.

Cách thứ hai lắp đồng tâm, vật liệu đi vào thùng trong cùng có lỗ

lớn nhất, sau khi qua lỗ đó vật liệu đi vào sàng đồng tâm có đƣờng

kính ngắn hơn và lỗ nhỏ hơn, cứ tiếp tục nhƣ thế ra đến ngoài

Sàng hình thùng có nhƣợc điểm là phân loại vật liệu kém hơn loại sàng rung

hay sàng lắc nên nó không dùng để phân loại các hạt nhỏ, ngoài ra nó còn có

nhƣợc điểm lả không sử dụng hết bề mặt sàng, nặng, ồn ào và tạo nhiều bụi.

Sàng hình thùng

9

Sàng lắc: là loại rất phổ biến, cấu tạo của nó gồm một hộp chữ nhật trong đó

có lắp lƣới lỗ. Sàng chuyển động nhờ bánh xe lệch hay cơ cấu cam. Sàng dật

nghiêng một góc 7÷14o.

Ƣu điểm: năng suất cao so với sàng hình thùng, chắc chắn, sử dụng và lắp

ghép dễ dàng, vật liệu ít bị đập nhỏ.

Nhƣợc điểm: cấu tạo không cân băng nên làm rung chuyền nền nhà, vì thế

loại sàng này không đƣợc đặt ở các tầng trên.

Sàng rung: là loại sàng dần dần đƣợc thay thế cho sáng hình thùng. sàng có

thể lắp phẳng hay nghiêng đi một góc . sàng rung nhờ cơ cấu đặc biệt. Số lần rung

của sàng là khoảng 900 ÷ 1500 trong 1 phút ( đôi khi đên 3600),biên dộ giao động

khoảng 0,5 ÷ 13mm. Do không bị giữ cứng hoàn toàn hay một phần các bộ phận

của sàng, nên sự giao động ở các điểm trên bề mặt sàng không đồng nhất và phụ

thuộc vào tốc dộ góc của trục,và sự đàn hồi của lò xo, vào sự chuyển động của

sàng và vật liêu..v.v...

Một số loại sàng rung:

Sàng lắc

10

11

Nam châm

cố định

Trống quay

Ống thoát bụi

Tạp chất sắt từ

Thành phần chưa phân

được

Hạt sạch

III.2.4.Thiết bị phân riêng điện từ

Để tách các vật liệu bằng thép, gang lẫn vào trong vật liệu nghiền có thể gây

hỏng máy, ngƣời ta dùng thiết bị phân riêng điện từ, thiết bị này đƣợc đặt ở đầu

băng tải vật liệu. Thiết bị là một cái thùng bằng đồng thau, trong đặt lẹch tâm một

nam châm điện cố định, dùng dòng điện một chiều đi qua cổ trục của chúng.

Khi quay, bề mạt sàng sát cực của nam châm điện, sắt vụn ở trong vùng từ

trƣờng mạnh sẽ bị giữ lại trên bề mặt thùng. Khi phần bể mặt thùng ra hỏi tác dụng

của điện từ trƣờng, vật liệu sắt không bị hút nữa nên rơi xuống dƣới ở bên ngoài

thùng và đƣợc lấy ra ngoài.

Một số máy phân riêng điện từ:

12

III.3.Rây

Máy tách điện từ HGMS Máy khử từ

13

III.3.1.Khái niệm

Máy rây dùng để phân loại các sản phẩm nghiền từ hạt, các loại bột mịn.

Bộ phận chủ yếu của máy là thân rây, gồm những khung gỗ (inox) xếp cái nọ

lên cái kia. Trên các khung đƣợc căng những lƣới nằm ngang. Lƣới đƣợc làm bằng:

Tơ đan: ƣu điểm là lỗ rây nhỏ, không sinh nhiệt khi ma sát. Nhƣng nhƣợc

điểm là dễ hút ẩm làm bịt kín lỗ.

Kim loại: không hút ẩm nhƣng sinh nhiệt khi ma sát

Kapơzông: không sinh nhiệt và không hút ẩm nhƣng đàn hồi

Thân rây thực hiện chuyển động tịnh tiến tròn trong mặt phẳng nằm ngang.

Sản phẩm nghiền đƣợc dịch chuyển từ trên xuống dƣới, từ khung này đến khung

khác (đƣợc phân riêng ra một số thành phần khác nhau về độ lớn của hạt).

Theo nguyên tắc cân bằng của các khối lƣợng chuyển động tịnh tiến va ftheo

phƣơng pháp treo của các con lắc, ngƣời ta chia các loại máy rây ra nhƣ sau:

III.3.2.Máy rây kiểu tủ

Máy gồm tủ, cơ cấu cân bằng, động cơ điện, các bộ phận nạp phân phối và bộ

phận tháo liệu. Phần chính của tủ là một ống thép trên đó đƣợc hàn bốn tấm thếp

vuông góc với nhau, chia tủ ea làm bốn ngăn riêng biệt, đồng thời chúng tạo nên bộ

khung chịu tải của máy rây. Khung rây và khung chƣá đƣợc đẩy vào trong các hộp

phân phối đến chỗ tựa theo những thanh hƣớng dẫn. Phía ngoài khung đƣợc ép chặt

bởi thành phía trong của các cuwarkhi đóng cửa thì khung đƣợc ép giữa các hộp

phân phối và cửa, còn những chỗ nối đố đƣợc bịt kín hoàn toàn nhờ bánh lệch tâm ở

bản lề cửa.

Trên nắp tu có lắp bốn bộ phận nạp phân phối, hỗn hợp ban đầu từ những hộp

nạp liệu đi vào các bộ phận này qua các túi vải.

14

Trong các máy rây, lƣợng hạt lọt rây (hoặc năng suất) lớn nhất đạt đƣợc khi

biên độ dao động A = 25mm và số vòng quay của máy n=230 – 250 vg/ph. Trong

thực tế, ngƣời ta chọn A = 45mm, và n = 210 vg/ph, vì tong máy rây ngoài bột ra

còn có những sản phẩm lớn hơn nằm lại trên mặt rây nhƣng với vận tốc tƣơng đối

lớn thì chúng cũng có thể lọt rây.

Chiều dày của lớp vật liệu trên mặt rây cũng có ảnh hƣởng đến cƣờng độ rây.

Đối với đa số sản phẩm nghiền từ hatjthif chiều dày thích hợp cả lớp vật kiệu trên

mặt rây phải nằm trong khoảng 15 – 24 mm.

Công suất tối thiểu của cọc trên trục của máy rây có thể xác định theo công

thức:

N = N1+ N2 + N3

Trong đó:

N1 - công suất cần thiết để thắng ma sát của vật liệu với mặt rây và đáy góp;

N2 - công suất cần thiết để thắng ma sát trong ổ trục dƣới của cơ cấu truyền

động

N3 – công suất cần thiết để thắng ma sát với không khí (tổn thất về quạt) và

ma sát tại các chi tiết máy v.v...

15

III.3.3.Máy rây hai tầng

Công dụng: phân loại vật liệu theo kích thƣớc hạt về nguyên lý rây (sàng) vật

liệu qua lƣới

Lƣới sàng và thùng đƣợc làm bằng inox. Có thể chỉnh đối trọng để phân loại

các vật liệu khác nhau

Máy rây tầng

16

Ví dụ về một máy rây có các thông số kỹ thuật

Năng suất max 500kg/h

Đƣờng kính thùng bao F800x135

Motor 1HP, 1450V/ph

Số tần rung 02

Số lƣới 01

Cỡ lƣới 0.5 - 1- 1.5 – 2.5

Điện áp sử dụng 220/380V, 3 pha

KÍch thƣớc máy D935xR815xC1335 (mm)

III.3.4.Máy rây ly tâm

Đƣợc sử dụng kết cấu dạng nằm, linh kiện chủ yếu sử dụng là inox AIS304 để

chế tạo, chuyển động bình ổn, thao tác liên tục, đơn giản vả sử dụng tấm rây inox

đặc chế, kết cấu hình búa, hiệu quả khép kín tốt, chất lƣợng rây tốt, là thiết bị rây lý

tƣởng cho các ngành lắng bột.

Máy rây ly tâm