Tài liệu Máy định lượng_Chương 5 ppt

ðể ñịnh lượng vật liệu rời hay là các sản phẩm hạt, người ta dùng các máy ñịnh lượng thể tích và trọng lượng, ñịnh lượng liên tục và từng phần.. Những máy ñịnh lượng cấp liệu liên tục th

CHƯƠNG 5: CÁC MÁY ðỊNH LƯỢNG

1 MỤC ðÍCH VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG

Trong các nhà máy thực phẩm, quá trình ñịnh lượng nguyên liệu, ñịnh lượng vật liệu bổ sung và thành phẩm có ý nghĩa lớn ñể ñảm bảo năng suất và hiệu suất sản xuất cũng như mọi chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm

ðối tượng ñịnh lượng rất ña dạng và phong phú như: dạng rời, lỏng ít nhớt, lỏng nhớt, ñậm ñặc, dẻo, nhão, quánh Do ñó, tùy theo cấu tạo và tính chất của sản phẩm cần ñịnh lượng mà có các phương pháp và các thiết bị ñịnh lượng khác nhau

Các máy ñịnh lượng thường ñược lắp ngay dưới boong ke chứa, ñặt trước các máy và thiết bị chế biến hoặc các máy trộn v.v

2 PHÂN LOẠI

2.1.Theo nguyên tắc ñịnh lượng:

- Máy ñịnh lượng theo thể tích: Cấu tạo ñơn giản, dễ sử dụng nhưng mức ñộ chính xác thấp

- Máy ñịnh lượng theo trọng lượng: Kết cấu phức tạp, giá thành cao nhưng mức ñộ chính xác cao

Phương pháp ñịnh lượng thể tích có sai số từ 2-3% nên chỉ áp dụng khi ño lường sơ bộ Phương pháp ñịnh lượng theo khối lượng có sai số ñịnh lượng thấp khoảng 0,1% nên ñược áp dụng khi cần ño lường chính xác các cấu tử của hốn hợp 2.2 Theo phương thức làm việc

- Máy ñịnh lượng liên tục

- Máy ñịnh lượng gián ñoạn (từng mẻ)

2.3 Theo tính chất vật liệu

- Máy ñịnh lượng vật liệu rời

- Máy ñịnh lượng vật liệu dẻo

- Máy ñịnh lượng vật liệu lỏng

3 CÁC MÁY ðỊNH LƯỢNG VẬT LIỆU RỜI

ðể ñịnh lượng vật liệu rời hay là các sản phẩm hạt, người ta dùng các máy ñịnh lượng thể tích và trọng lượng, ñịnh lượng liên tục và từng phần Phương pháp ñịnh lượng theo thể tích có sai số lớn hơn nhưng kết cấu máy ñơn giản hơn, sai số nằm trong giới hạn cho phép nên vẫn ñược sử dụng rộng rãi trong nhiều dây chuyền sản xuất

Những máy ñịnh lượng cấp liệu liên tục thường gặp là loại thùng, ñĩa, vít tải, băng tải, máy lắc, pittông, rung lắc và dao ñộng cũng như loại trọng lượng làm việc tự ñộng

và nửa tự ñộng

3.1 Thùng ñịnh lượng : (Máy ñịnh lượng kiểu tang)

3.1.1 ðặc ñiểm và phạm vi ứng dụng:

- Máy ñịnh lượng thể tích làm việc liên tục

- ðịnh lượng các sản phẩm dạng rời, dạng hạt, bột v v

3.1.2 Phân loại:

- Kiểu thùng hình trụ hay thùng có nhiều cạnh (hình 5.1a và 5.1 b): ðể ñiều chỉnh dòng sản phẩm nhờ lực ma sát và lực bám dính với bề mặt thùng

- Kiểu hình quạt: loại hốc (hình 5.1c) và loại cánh ( hình 5.1d):Ở các loại thùng này thì loại thùng trụ nhẵn và có những nếp gợn nhỏ dùng cho sản phẩm bột và hạt nhỏ Những thùng mài cạnh dùng cho sản phẩm dạng cục nhỏ và cục trung bình

Hình 5.1 Các thùng ñịnh lượng a) Thùng ñịnh lượng hình trụ b) Thùng ñịnh lượng có cạnh

c) Thùng ñịnh lượng có hốc d) thùng ñịnh lượng có cánh

1 Trục thùng 2 Thùng 3 Lỗ ñể tháo 4 Cái nạo ñể cào vật liệu dư

ở trong các ngăn 5 Ngăn 6 Thùng chứa liệu 7 Trục nạo

Tốc ñộ vòng của thùng từ 0,025 ñến 1m/s Năng suất của thùng có thể ñiều chỉnh bằng tấm chắn thay ñổi chiều dầy của lớp sản phẩm ñi vào, hoặc thay ñổi số vòng quay của tang

Năng suất thùng cấp liệu kiểu tang trơn (Hình 6.1a ) ñược tính theo công thức :

Q = 3600 F v k γγγγ , kg/h Trong ñó: F : Diện tích tiết diện của lố, m2

v : Tốc ñộ trung bình của sản phẩm chảy qua lỗ, (m/s )

(Thường lấy bằng vận tốc vòng của tang ñịnh lượng v = 0,025 - 1 m/s)

k : Hệ số chứa ñầy của cửa xuống liệu, phụ thuộc khối lượng riêng của hạt

γ : Trọng lượng riêng của sản phẩm kg/ m3

3.2 ðĩa ñịnh lượng :

3.2.1 ðặc ñiểm và phạm vi ứng dụng:

- Máy ñịnh lượng thể tích làm việc liên tục

- Dùng ñể cấp và ñịnh lượng vật liệu dạng hạt nhỏ và dạng bột khô

- ðảm bảo cấp liệu ñủ chính xác khi năng suất tương ñối lớn

3.2.2 Sơ ñồ kết cấu:

ðĩa quay mâm ñịnh lượng (hình 5.2a) là một ñĩa quay nằm ngang 1, sản phẩm ở trên ñĩa ñược ñiều chỉnh bằng ống tiếp liệu di ñộng 3 phủ bên ngoài ống tháo của boong ke

ðộng cơ ñiện làm quay trục thẳng ñứng 4 qua cơ cấu truyền ñộng

Hình 5.2a Sơ ñồ kết cấu mâm hay ñĩa ñịnh lượng

3.2.3.Cấu tạo và nguyên tắc làm việc

Cấu tạo:

1 ðĩa chứa liệu

2 Trục

3 ðai thang

4 Hộp giảm tốc

5 Bánh răng thẳng

6 Hộp cấp liệu

7 Ống cố ñịnh

8 Ống di ñộng

9 Tấm gạt

10 ðai ốc

11 Tay quay

12 Cặp bánh răng nón

13 Bánh răng vòng

14 Bánh răng

15 Cánh ñảo

Hình 5.2b Máy ñịnh lượng kiểu ñĩa

Nguyên tắc làm việc:

ðĩa 1 lắp cứng trên trục 2 nhận chuyển ñộng quay từ môtơ qua ñai thang 3, hộp giảm tốc 4 và cặp bánh răng thẳng 5 Liệu từ hộp chứa liệu 6 chảy qua 2 cánh ñảo 15 gắn trên trục 2 (ñể chóng dính bết) rồi xuống ñĩa 1 ðể ñiều chỉnh lượng liệu trên ñĩa

1, dùng hệ thống ống chắn liệu 7 và 8 Ống 7 phía trong lắp cố ñịnh, mặt ngoài ống có tiện ren Ống 8 lồng ngoài ống 7, ñầu phía trên hàn với ñai ốc 10 - ăn ren trên ống 7

ðai ốc 10 hàn với bánh răng vòng 13 ăn khớp với bánh răng 14 Khi tay quay 11 quay truyền chuyển ñộng qua cặp bánh răng nón 12, cặp bánh răng 14 và 13 làm ñai ốc 10 quay ăn ren với ống 7 cố ñịnh Do ñó cũng làm ống 8 cùng ñai 13 vừa quay vừa tịnh tiến dọc trục (lên hoặc xuống) làm thay ñổi lượng liệu trên ñĩa 1 Dùng gạt 9 (cũng ñiều chỉnh ñược vị trí cao thấp) ñể gạt liệu trên ñĩa 1 xuống ống tháo liệu

Có 2 khả năng ñiều chỉnh năng suất :

- Thay ñổi vòng quay của trục 2 mang ñĩa 1

- Dịch chuyển vị trí ống 8 bằng tay quay 11

3.2.4 Năng suất của ñĩa ñịnh lượng :

Năng suất của ñĩa ñịnh lượng ñược tính theo công thức:









 +

0 0

2

ϕ

π

tg

h R tg

n h

, kg/h

Trong ñó:

ρ : Khối lượng riêng của hạt hoặc bột kg/m3

h : Chiều cao nâng ống tiếp liệu 8 so với ñĩa (m) n: Số vòng quay của ñĩa, vòng/phút

R : Bán kính ống tiếp liệu 8, m

ϕ : Góc nghiêng tự nhiên của khối vật liệu khi chuyển ñộng, ñộ 3.3 Vít ñịnh lượng

3.3.1 ðặc ñiểm và phạm vi ứng dụng:

- Máy ñịnh lượng thể tích làm việc liên tục

- Vít ñịnh lượng dùng ñể cấp và ñịnh lượng sản phẩm dạng hạt, cục nhỏ và dạng bột trong những trường hợp bỏ qua hiện tượng nghiền nát

- Máy có thể ñịnh lượng ở vị trí ñặt nằm ngang hay nằm nghiêng một góc nào ñó 3.3.2 Cấu tạo vít ñịnh lượng

Hình 5.3 Vít ñịnh lượng

3.3.3 Năng suất của vít ñịnh lượng:

Năng suất của vít ñịnh lượng ñược xác ñịnh theo công thức :

Q = 47 D2 SK nγγγγ ( kg/h) Trong ñó:

D : ðường kính vít xoắn , m

S : Bước vít, m Thường thường : S = (0,8 - 1,0) D

K : Hệ số ñổ ñầy, K= 0,8 - 1,0

n : Số vòng quay của vít xoắn trong 1 phút ðối với sản phẩm linh ñộng

n = 40 - 80 v/ ph, ít linh ñộng hơn thì n = 20 - 40 v/ph

γ : Khối lượng riêng của sản phẩm (kg/m3)

ðể tránh vật liệu tích tụ trong vít ñịnh lượng cần phải ñảm bảo tỉ lệ:

D ≥ (4-5) DC (mm)

Trong ñó : DC : Kích thước lớn nhất của cục sản phẩm

3.4 Băng tải ñịnh lượng

3.4.1 ðặc ñiểm và phạm vi ứng dụng:

- Máy ñịnh lượng làm việc liên tục

- Dùng ñể cấp và ñịnh lượng vật liệu cục nhỏ cũng như vật liệu ẩm dính kết Với vật liệu ẩm, dính, dùng thanh gạt làm sạch bộ phận chịu tải và bằng vải bông tẩm cao

su

- Băng tải ñịnh lượng có thể ñặt nằm ngang hay nằm nghiêng

3.4.2 Phân loại:

- Băng tải ñịnh lượng theo thể tích

- Băng tải ñịnh lượng theo trọng lượng

3.4.3 Băng tải ñịnh lượng theo thể tích

Hình 5.4 Băng tải ñịnh lượng theo thể tích

1 Khung 2 tang dẫn 3 tang căng ( tang kéo) 4 Băng 5 ðộng cơ ñiện

6 Hộp giảm tốc dẫn ñộng 7 ðiểm tựa của thùng chứa liệu 8 Phễu chứa

9 Tấm chắn ñiều chỉnh 10 Cơ cấu kéo căng

Nhánh băng phía trên ñỡ bằng những con lăn ñịnh lượng Dọc theo băng có ñặt thanh chắn tạo thành máng nhỏ dẫn sản phẩm cấp liệu Vật liệu từ thùng chứa liệu ñược cấp vào băng một cách ñều ñặn và có thể ñiều chỉnh theo chiều cao của tấm chắn Tốc ñộ của băng lấy từ 0,1 - 0,5m/s

3.4.4 Băng tải ñịnh lượng theo khối lượng

- Băng tải ñịnh lượng theo khối lượng tựa trên giá ñỡ bản lề

Hình 5.5 Băng tải ñịnh lượng theo khối lượng

Trên hình 5.5 cho ta sơ ñồ nguyên tắc của băng tải ñịnh lượng theo khối lượng;

cơ cấu này lắp trên khung, tựa trên giá ñỡ bản lề Sản phẩm cấp bằng băng tải ñược cân bằng ñối trọng; dịch chuyển ñối trọng có thể ñiều chỉnh ñược năng suất trong giới hạn 1/3 Khi thay ñổi ñộ nghiêng của khung máy ñịnh lượng thì do thay ñổi trọng lượng sản phẩm nên hệ thống ñòn bẫy tự ñộng thay ñổi vị trí ñiều chỉnh tấm chắn và tiết diện lỗ ra của thùng chứa liệu

- Băng tải ñịnh lượng theo khối lượng ñiều chỉnh bằng ñiện

Hình 5.6a Băng tải ñịnh lượng theo khối lượng ñiều chỉnh bằng ñiện

1 Băng tải 2 ðiểm tựa 3 ðộng cơ ñiện 4 Cánh tay ñòn 5 Tay ñòn

6 Cơ cấu cấp liệu dao ñộng ñiện 7 ðối trọng 8 Công tắc ñiện

Băng tải ñịnh lượng theo trọng lượng có thể tự ñộng hoá nhờ thiết bị ñiện khí nén thủy lực

Trên hình 5.6a cho biết sơ ñồ thiết bị ñiện ñể ñiều chỉnh quá trình làm việc của máy ñịnh lượng - Băng tải 1 lắc trên ñiểm tựa 2 ñược dẫn ñộng bằng ñộng cơ ñiện 3

Tiến hành cân bằng nhờ cơ cấu cánh tay ñòn trọng lượng 4 với tay ñòn 5 và ñối trọng

7 Vật liệu ñược ñưa vào bằng cơ cấu cấp liệu dao ñộng ñiện 6 Ở tay ñòn 5 có hệ thống công tắc ñiện 8 qua một thiết bị ñặc biệt làm thay ñổi chế ñộ làm việc của bộ rung, ảnh hưởng ñến việc cung cấp vật liệu, sao cho khôi phục ñược sự cân bằng của

hệ trọng lượng

Trên hình 5.6b là sơ ñồ một kiểu băng tải ñịnh lượng ñiều chỉnh bằng ñiện khác Sự ñiều chỉnh ñó ñược thực hiện bằng cách thay ñổi cơ cấu cấp liệu 7 khi thay ñổi trọng lượng của băng tải 1, cơ cấu trọng lượng 2,3 và 4 làm thay ñổi vị trí của hệ thống cắt ñiện 5 Nhờ ñiều khiển bằng ñiện mà thay ñổi ñược tỉ số truyền của bộ biến tốc 6, làm chuyển ñộng máy cấp liệu 7

Hình 5.6b Băng tải ñịnh lượng theo trọng lượng ñiều chỉnh

bằng ñiện ñể thay ñổi tốc ñộ cấp liệu

1 Băng tải 2,3,4 Cơ cấu trọng lượng 5 Hệ thống cắt ñiện

6 Bộ biến tốc 7 Máy cấp liệu 3.5 CÁC MÁY ðỊNH LƯỢNG THEO TRỌNG LƯỢNG

3.5.1 ðặc ñiểm:

- Máy ñịnh lượng trọng lượng loại từng phần một gồm các bộ phận:

Bộ phận cấp liệu ñể cấp sản phẩm vào ñịnh lượng

Thùng chứa ñể cân

Bộ phận ñiều khiển tự ñộng máy ñịnh lượng

- thùng chứa phải có hình dạng như thế nào ñể nó tiếp nhận ñược hoàn toàn vật liệu dạng rời dưa vào và tháo liệu ra hết sau khi ñã xác ñịnh trọng lượng

Các máy ñịnh lượng theo trọng lượng có các loại sau:

3.5.2 Máy ñịnh lượng bột:

Hình 5.7 Máy ñịnh lượng bán tự ñộng dùng cho bột

1 Phễu chứa bột cần cân 6 Lăng trụ

2.Vít tải bột 7,8 Cánh tay ñòn

3.ðộng cơ ñiện 9 ðối trọng

4.Bộ giảm tốc 10 Bộ phận ñóng cắt ñiện

5.Thùng ñịnh lượng

Trên hình 5.7 là máy ñịnh lượng trọng lượng bán tự ñộng dùng cho bột, chuyển bột từ thùng chứa 1 bằng vít tải 2, vít tải này ñược truyền chuyển ñộng quay từ ñộng

cơ ñiện 3 qua bộ giảm tốc 4 Bột ñi vào trong thùng chứa ñịnh lượng 5, phần cuối của thùng chứa có gắn lăng trụ 6 tựa trên các tay ñòn của cơ cấu trọng lượng 7 và 8, ñối trọng 9 và bộ phận ñóng cắt ñiện 10 của ñộng cơ vít tải cấp liệu và ñình chỉ việc cấp bột Tiến hành ñóng ñiện lại cho vít tải cấp liệu ở nút ấn tay 11

ðể ñiều khiển tự ñộng máy ñịnh lượng theo trọng lượng từng phần, người ta dùng bộ phận cơ ñiện hay ñiện và khí nén

3.5.3 Máy ñịnh lượng ñiều khiển bằng khí nén hay thủy lực:

Trên hình 5.8 cho biết các bộ phận ñể ñiều chỉnh máy cấp liệu ñịnh lượng trọng lượng làm việc liên tục Máy ñịnh lượng trọng lượng là tang có nhiều hốc 1, ñược cân bằng trên ñòn bẩy 2 bằng ñối trọng 3 (di ñộng ñể chỉnh lại cơ cấu ñịnh lượng) và 4

Khi thay ñổi trọng lượng, tang 1 truyền ñộng bằng ñòn bẩy làm thay ñổi vị trí của van 5, ñiều chỉnh việc cấp không khí nén hay dầu, làm thay ñổi vị trí pít tông của ñộng cơ trợ ñộng 6 và cào 7, thay ñổi lượng vật liệu do ñĩa cấp liệu 8 cung cấp

ðối với các máy ñịnh lượng trọng lượng thì bộ phận ñóng ñiện ñơn giản và thuận tiện hơn cả là công tắc thủy ngân; chúng ñược ñặt trên những chi tiết tương ứng

của cơ cấu ñịnh lượng trọng lượng (ñòn bẩy hay thanh lắc) mà vị trí của nó thay ñổi trong quá trình cân Những trang bị ñịnh lượng ñóng bao tự ñộng thường gặp có cấu tạo khác nhau phụ thuộc vào tính chất cơ lý của sản phẩm cân (bột ñường, hạt gạo, chè, kẹo, mì ống và các sản phẩm thực phẩm khác)

Hình 5.8 Máy ñịnh lượng ñiều chỉnh bằng khí nén hay thủy lực

3.5.4 Máy ñịnh lượng bằng tế bào quang ñiện

Khi ñịnh lượng ñóng bao có thể dùng máy ñịnh lượng cân một lần và các máy ñịnh lượng cân nhiều lần Khi cân một lần thì thực hiện ñịnh lượng trọng lượng một phần sản phẩm sau một lần nhận

Trong các máy ñịnh lượng cân nhiều lần ñể ñược phần trọng lượng ñã biết thì tiến hành cân một vài lần liên tục; ñiều ñó cho phép tăng số lần cân trong một ñơn vị thời gian mà không giảm mức chính xác của việc ñịnh lượng

Dưới ñây là sơ ñồ nguyên lý sự ñiều khiển tự ñộng máy ñịnh lượng bằng tế bào quang ñiện (hình 5.9):

Bao bì rỗng ñưa lên trên bàn quay và ñưa về phía bộ phận cấp liệu dao ñộng 1,2 Hộp bao bì ñi vào một trong các ñĩa cân của ñòn cân, trên ñĩa cân khác có ñặt sẵn mẫu trọng lượng; lắp một màn chắn nhỏ trên ñầu ñòn cân này, khi ñạt ñến trọng lượng cân bằng thì tấm chắn ñó che nguồn ánh sáng tác dụng lên tế bào quang ñiện trong khi ñó thì rơle quang ñiện bị tiêu hao, tác dụng ñến các bộ phận thừa hành của thiết bị tự ñộng, làm ñình chỉ việc cấp sản phẩm vào trong bao bì ðồng thời cơ cấu bàn quay

làm việc, ựẩy bao bì ựầy ra và ựặt lên ựó bao bì rỗng khác Sau ựó bộ phận cấp liệu bằng dao ựộng lại tự ựộng làm việc và làm ựầy bao bì mới

Hình 5.9 Máy ựịnh lượng trọng lượng nhờ tế bào quang ựiện

1 Phễu nạp liệu 6 lá chắn

2 Bộ rung 7 Mẫu trọng lượng

3 đèn chiếu sáng 8 bàn cân

4 Ống dẫn luồng sáng 9 Bao bì ựã nạp ựầy

5.Tế bào quang ựiện 10 Bao bì rỗng

11 Rơle quang ựiện

4 CÁC MÁY đỊNH LƯỢNG DÙNG CHO SẢN PHẨM DẠNG BỘT NHÀO 4.1 Khái niệm:

định lượng sản phẩm dạng bột nhào nghĩa là phân chia liên tục từ khối chung

ra thành các cục riêng, có thể tắch xác ựịnh và có trọng lượng tương ứng bằng nhau Trong khi ựó phải ựảm bảo tỷ trọng các cục cho ựồng ựều Vắ dụ như trong sản xuất bánh mì thì sai số ựịnh lượng không ựược vượt quá ổ 2,5% trọng lượng trung bình các ựoạn

4.2 Phân loại: Các máy ựịnh lượng thể tắch ựối với bột nhào thường gặp những dạng sau:

a/ Các máy ựịnh lượng cắt cục bột nhào từ dạng sợi ựược ép ựều ựặn từ khuôn

ép ra, những ựoạn ấy phải có hình dạng xác ựịnh và ựược cắt bằng dao chuyển ựộng với tần số không ựổi;

b/ Máy ựịnh lượng có thùng lường ựược nạp ựầy bột nhào và tháo ra bằng phương pháp cưỡng bức ;