CHƯƠNG VI CÁC MÁY KHUẤY TRỘN I Đại cương phân loại Một ảnh hưởng quan trọng đến động học trình phản ứng chất trình nung luyện xi măng, thuỷ tinh, gốm sứ, vật chòu lửa… độ đồng phối liệu Vì việc khuấy trộn đóng vai trò quan trọng công nghiệp silicat Căn vào nguyên tắc làm việc, cấu tạo thiết bò, người ta chia máy khuấy trộn thành nhóm sau: ‰ Máy khuấy trộn vật liệu dạng bột + Máy khuấy trộn liên tục: Máy trộn vít trục Máy trộn vít trục chiều ngược chiều + Máy khuấy trộn gián đoạn: Máy khuấy trộn cánh chữ Z Máy trộn Be-gun ‰ Máy khuấy trộn dung dòch huyền phù (bùn, pat, men, nguyên liệu…) + Máy khuấy trộn liên tục: Máy bừa bùn Máy khuấy trộn không khí nén Máy khuấy trộn liều lượng khối khí nén học + Máy khuấy trộn gián đoạn: Máy khuấy trộn guồng ngang Máy khuấy trộn guồng đứng Máy khuấy trộn chân vòt II Các máy khuấy trộn vật liệu dạng bột II.1 Máy khuấy trộn vít xoắn liên tục Thiết bò loại máy dùng để trộn làm ẩm vật liệu dạng bột khô, dẻo hay gầy sản xuất gạch, sản phẩm chòu lửa, hay dùng trộn phế liệu thuỷ tinh II.1.1 Máy khuấy trộn vít trục Máy trộn vít trục thường dùng để trộn nhóm hạt sa mốt với bột đất xét vàcao lanh, đất sét làm gạch nghiền nhỏ với cát, sau làm ẩm Đôi người ta dùng máy trộn vít trục để trộn vật liệu khô làm ẩm chúng, sau trộn máy trộn vít trục Cấu tạo máy trộn vít trục tương tự máy tiếp liệu vít (hình 6.1) S Hình 6.1 Sơ đồ nguyên lý máy trộn vít - Đối với vật liệu khô thường lắp vít xoắn liên tục Đối vật liệu có độ ẩm lớn thường lắp cánh trộn gián đoạn Có thể xoay độ lệch cánh trộn so với trục để hiệu chỉnh xuất độ đồng phế liệu II.1.2 Máy khuấy trộn vít trục Máy trộn vít trục có chiều dài tương đối ngắn hơn, chất lượng tốt so với máy trộn vít trục, máy trộn vít trục có loại chính: Máy trộn vít trục chiều (H 6.2) Loại dược ứng dụng phổ biến công nghiệp sản suất gạch vật chòu lửa để trộn khô trộn vật liệu dẻo ẩm ‰ Hình 6.2 Sơ đồ nguyên lý máy trộn trục vít trục chiều Cấu tạo gồm trục vít (1) (2) có lắp cánh trộn (3,4) số cánh trộn trục độ lệch đặt ngược chiều Hai trục vít quay có số vòng quay ngược chiều Do động truyền chuyển động đến cặp bánh (5,6) làm quay trục vít 1, đầu trục có lắp bánh 7, bánh ăn khớp với bánh (8) có đường kính (số răng) làm cho bánh (8) quay dẫn đến trục (2) quay ngược chiều với trục (1) Tuy hai trục quay ngược chiều, phối liệu trộn đẩy cuối máy ‰ Máy trộn vít trục ngược chiều (H 6.3) Hình 6.3 Sơ đồ nguyên lý máy trộn trục vít trục ngược chiều Hình 4.2 a) Máy khuấy trộn dạng vít xoắn; b) Các loại vít xoắn Thiết bò sử dụng rộng rãi công nghiệp thuỷ tinh, cấu tạo gồm có trục vít (1) (2), có lắp cánh trộn (3) (4) Số lượng cánh trộn hai trục độ lệch đặt chiều Trục vít quay nhờ động truyền chuyển động đến cặp bánh khía (5), làm quay bánh khía (6) gắn với trục (1) Bánh khía (6) quay kéo theo bánh khía (7) quay Nhưng cấu tạo số khác quay ngược chiều cho nên, số vòng quay hai trục vít khác ngược chiều Một trục đẩy nguyên liệu đầu máy trục đẩy nguyên liệu cuối máy mục đích để tăng độ đồng sản phẩm… Để tăng hiệu trộn ẩm, người ta dùng máy trộn vít trục có hệ thống nước làm ẩm làm nóng vật liệu Hơi nước cấp vào hai lớp vỏ máy, vỏ kín vỏ có lỗ thủng thông vào máy, từ nước phun vào làm ẩm vật liệu So với trộn ẩm nước, trộn ẩm nước theo phương pháp có ưu việt sau: - Chất lượng phối liệu (đất sét) dùng để tạo hình tốt Nếp nhăn sản phẩm tạo hình giảm Năng suất tạo hình sản phẩm tăng từ 10-20% Năng lượng tiêu hao tạo hình giảm đến 20% - Thời gian sấy sản phẩm tạo hình giảm 40-50% - Hiệu trộn chất lượng sản phẩm nâng cao II.1.3 Tính xuất máy trộn vít Năng suất máy trộn vít cánh phẳng, không ý đến thời gian chất lượng trộn, xác đònh theo công thức: π T Q = 60 (D − d )z.ϕ.b.n.β.γ.sin α   α (6-1) Trong đó: D : Đường kính cánh vòt vạch [m] d : Đường kính trục vít [m] ϕ : hệ số đổ đầy Thùng ϕ = 0.55 − 0.6 Z : số cánh trộn bước vít (đối với máy trộn trục chiều, tính số cánh trộn trục vít) b: chiều rộng cách trộn [m] n: số vòng quay trục vít vòng/phút β : hệ số ý đến phần vật liệu ngựơc lại trộn β =0.85-0.90 α : góc nghiêng cánh trộn so với trục vít γ : trọng lượng riêng vật liệu T/m3 II.2 Các máy khuấy trộn gián đoạn II.2.1 Máy trộn Be-gun ( bánh xe ) 10 12 11 14 13 15 15 b a Hình 6.4 Sơ đồ nguyên lý máy trộn bánh xe Máy trộn Be-gun dùng để trộn khoáng sản, vật liệu dạng bột sau làm ẩm Thường dùng để trộn phế liệu công nghiệp gốm sứ xây dựng Cũng công nghiệp vật liệu chòu lửa Máy trộn Be-gun có loại loại trục quay a/ loại trục quay b/ Thường tâm trục quay cánh quạt không trùng với tâm đóa quay, đóa gắn cánh quat cố đònh Vì quỹ đạo chuyển động vật liệu đóa phức tạp Cấu tạo máy gồm trục quay (1) lắp với bánh xe (2) cánh quạt (3), trục quay nhờ động truyền chuyển động đến trục ngang (4) đến bệ bánh khía (5) (6), đồng thời trục ngang (4) quay kéo theo bánh khía (7) (8) quay ăn khớp với bánh khía (9) 10 làm trục (11) (12) quay Trên trục có lắp bánh (13) (14) khớp với bánh đóa (15) làm cho đóa quay ngược chiều với chiều quay bánh xe (2) cánh quạt nhờ vật liệu trộn Máy làm việc gián đoạn theo chu kỳ nạp tháo liệu III Các máy khuấy trộn vật liệu dạng dung dòch huyền phù (máy trộn ướt) II.1 Máy khuấy trộn chân vòt Máy khuấy trộn chân vòt dùng để khuấy trộn dung dòch huyền phù công nghiệp chế tạo gốm sứ xây dựng 4 Hình 6.5 Sơ đồ nguyên lý máy khuấy trộn chân vòt Cấu tạo máy gồm cánh chân vòt (1) gắn liền với trục quay (2), trục quay nhờ động (3) truyền chuyển động qua hộp giảm tốc (4) phận chuyển động đặt dầm ngang (5), bể chứa (6) thường làm thép hay bê tông cốt thép Đường kính bể D=1.5H (H: chiều cao bể) Tốc độ quay chân vòt xác đònh theo công thức : 125 n= + 80 (v/phút) d d: đường kính chân vòt quay tạo nên [m] II.2 Máy bừa bùn Máy bừa bùn sử dụng công nghiệp sản xuất xi măng theo phương pháp ướt lò quay, máy dùng để làm tơi đất sét đá phấn vào nước thành dung dòch huyền phù với hàm ẩm 50-60% trước đưa vào máy nghiền nhỏ Cấu tạo gồm có bể (1) bê tông cốt thép thường có dạng hình bát giác để tăng góc độ khuấy trộn Những cánh bừa (2) treo dầm (3) nhờ dây xích (4), dầm lắp liền với trục quay (5) bánh hình côn (6) Cách bừa quay nhờ động (7) truyền chuyển động qua giảm tốc (8) làm quay bánh (9) ăn khớp với bánh (6) kéo theo bừa quay tròn Hình 6.6 Sơ đồ nguyên lý máy bừa bùn Vật liệu nước nạp liên tục vào bể bò cánh bừa quay làm tơi sau phối liệu tháo liên tục qua cửa (10) có chắn song để loại rác bẩn chảy vào trạm bơm bể chứa II.3 Thiết bò khuấy trộn khí nén 11 10 6 Hình 6.7 Sơ đồ nguyên lý máy khuấy trộn khí nén Thiết bò khuấy trộn khí nén dùng để trộn bùn bể chứa hay bể điều chỉnh nhà máy xi măng sản xuất theo phương pháp ướt lò quay Thiết bò có cấu tạo dạng hình trụ (1) bê tông cốt thép, chiều cao phần hình trụ (2) lần đường kính Đáy có cấu tạo hình nón, góc nghiêng 45° , ống dẫn khí (2) lồng vào ống (3) nối liền với phao (4) Do bùn ống (3) trạng thái bão hoà không khí nên trọng lượng thể tích nhỏ trọng lượng thể tích bùn chứa bể Vì vậy, bùn dâng lên ống qua lỗ đầu gần phao tạo lên chuyển động bùn bể Để tăng cường khả khuấy trộn, bể có đường kính lớn người ta lắp thêm ống dẫn khí (5), đường kính ống khoảng φ = 50-100mm Bùn dẫn vào bể qua ống dẫn (6), sản phẩm tháo đáy bể qua ống dẫn (7), nhờ bơm ly tâm (8) chyển vận đưa sử dụng (vào lò nung) theo ống dẫn (9) Để cân phao (4) có đối trọng (10), không khí nén dẫn vào theo ống dẫn (11) II.4 Thiết bò khuấy trộn không khí nén thiết bò học liên hợp 12 10 11 13 Hình 6.8 Sơ đồ nguyên lý máy khuấy Cơ khí-Khí nén Trong nhà máy xi măng sản suất theo phương pháp ướt lò quay, bùn dự trữ thường chứa bể trụ hay bể hình chữ nhật Trên bể có lắp kết cấu mang cánh khuấy quay tròn hay chạy dọc theo bể Phía cánh khuấy có lắp ống dẫn khí nén để tăng cường khuấy trộn phối liệu bùn, làm tránh lắng đọng hay phân lớp phối liệu - Đối với bể trụ có dung tích V = 5.000-8.000 m2 cầu trục mang 3-4 cánh khuấy, quay với tốc độ n=4.8 v/phút lượng khí nén tiêu hao cho m bùn : 0.003-0.0045 m - Đối với bể hình chữ nhật có dung tích từ 3.000-4.000m3, cầu trục mang ánh khuấy, chuyển động dọc theo bể với tốc độ v= m/phút Lượng khí nén tiêu hao cho m bùn 7.5-10 m Lượng khí nén tiêu hao lớn góc bể hình chữ nhật đặt thêm ống sục khí nén để tránh lắng góc bể Hiện người ta sử dụng phổ biến thiết bò khuấy liên hợp bể tròn, cầu trục chuyển động tròn quanh bể tạo cho bùn có tốc độ chuyển động cao hơn, qoá trình khuấy tốt so với bể hình chữ nhật Cấu tạo thiết bò khuấy liên hợp bể tròn: Gồm bể tròn (1) làm bê tông cốt thép Cầu trục (2) đầu tựa ổ trục quay (3), đầu chuyển động tròn quanh bể nhờ động (4) gắn liền bánh xe (5) chuyển động đường ray (6) Các cánh khuấy (7) quay tròn nhờ động (8) truyền chuyển động qua trục ngang (9) đến bệ bánh khía hình côn (10) làm quay trục (11) mang cánh khuấy (7) Đồng thời không khí nén dẫn vào theo ống dẫn (12), khí nén phun theo ống (13) lắp cánh khuấy Từ tạo lên khuấy trộn không khí nén kết hợp học III Tính công suất động máy nén khí Công suất máy nén khí tính sau: Q A N = u o [KW] 60.102 Qu : xuất máy nén không khí (m3/ph) Vu : khối lượng không khí tiêu hao (m3/s) vu : hệ số tính đến tổn thất không nhỏ ( vu =1.15-1.2) Ao : động tiêu hao cho m không khí, phụ thuộc vào công suất máy nén khí [kgm] Máy khấy trộn hai trục Máy khuấy trộn chân vòt Máy khuấy trộn khí [...]... theo các ống (13 ) lắp dưới các cánh khuấy Từ đó tạo lên sự khuấy trộn bằng không khí nén kết hợp cơ học III Tính công suất động cơ của máy nén khí Công suất của máy nén khí được tính như sau: Q A N = u o [KW] 60 .10 2 Qu : năng xuất máy nén không khí (m3/ph) Vu : khối lượng không khí tiêu hao (m3/s) vu : hệ số tính đến sự tổn thất không nhỏ ( vu =1. 15 -1. 2) Ao : động năng tiêu hao cho 1 m 3 không khí,... tròn (1) được làm bằng bê tông cốt thép Cầu trục (2) một đầu tựa trên ổ trục quay (3), đầu kia chuyển động tròn quanh bể nhờ động cơ (4) gắn liền bánh xe (5) chuyển động trên đường ray (6) Các cánh khuấy (7) quay tròn nhờ động cơ (8) truyền chuyển động qua trục ngang (9) đến các bệ bánh khía hình côn (10 ) làm quay trục (11 ) mang các cánh khuấy (7) Đồng thời không khí nén được dẫn vào theo ống dẫn (12 ), ... trọng lượng riêng vật liệu T/m3 II.2 Các máy khuấy trộn gián đoạn II.2 .1 Máy trộn Be-gun ( bánh xe ) 10 12 11 14 13 15 15 b a Hình 6.4 Sơ đồ nguyên lý máy trộn bánh xe Máy trộn Be-gun dùng để... kéo theo bánh khía (7) (8) quay ăn khớp với bánh khía (9) 10 làm trục (11 ) (12 ) quay Trên trục có lắp bánh (13 ) (14 ) khớp với bánh đóa (15 ) làm cho đóa quay ngược chiều với chiều quay bánh xe (2)... (4) có đối trọng (10 ), không khí nén dẫn vào theo ống dẫn (11 ) II.4 Thiết bò khuấy trộn không khí nén thiết bò học liên hợp 12 10 11 13 Hình 6.8 Sơ đồ nguyên lý máy khuấy Cơ khí-Khí nén Trong