4.3.1 Визначення оптимального діаметру повітряної трубки, економічний розрахунок .
4.3.2 Розрахунок чисельних показників(ДАМ) для визначення приведених витрат та розрахунок опору повітряної трубки.
4.3.3 Розрахунок чисельних показників(Т1-ВРА-6Ата Т1-ВР2А-6) для визначення приведених витрат та розрахунок опору повітряної трубки.
Література
Вступ
Дозування в хімічній промисловості і медицині Дозування -- подача хімічних речовин в заданій кількості в атмосферу, ємкість або куди або ще з деякими інтервалами з метою надати досить часу для реакції, дії з речовиною або виявлення результату дії речовини. У техніці і сільському господарстві Дозування - відмірювання порції (дози) якої-небудь речовини з використанням дозатора.
Дозування рідких продуктів буває трьох видів: за об'ємом, по рівню, по вазі. Як би конструктивно не відрізнялися пристрої об'ємного дозування рідин, в них обов'язково присутні: два клапани (що відсікає і зливний) і мірна ємкість, як правило, з регульованим об'ємом. Клапани по черзі відсікають або відкривають потік рідини, самоплив або що примусово йде від витратного бака в мірну ємність і з неї в тару. Як варіант пристрою клапан може бути один: у одному положенні він відкриває трубопровід, що йде від бака до мірної ємкості, і перекриває трубопровід, ведучий в тару, в іншому -- навпаки. Зазвичай клапан подвійної дії поєднується з примусовим заповненням мірної ємкості і виведенням продукту з неї. Дозування по рівню застосовується найчастіше при фасуванні алкогольних напоїв.
Суть дозування полягає в тому, що зливний клапан дозатора закривається в той момент, коли продукт в тарі досягає заданого рівня. При дозуванні по рівню особливі вимоги пред'являються до тари -- її розміри і товщина стінок мають бути однакові. Тим часом більше проблем виникає не із здобуттям дози, а з розміщенням її в тару. Так, молоко під час вступу до пакету або пляшки утворює піну, що на деяких видах устаткування помітно знижує продуктивність. Фахівці з фасування алкогольних, слабоалкогольних і безалкогольних напоїв, наприклад, розрізняють п'ять способів наповнення тари рідиною. Всі вони знаходять вживання залежно від властивостей рідин.
Крім того, існує три способи фасування: барометричний, надбарометричний і вакуумний. Перший полягає в тому, що фасування виробляється при атмосферному тиску, і рідина рухається самоплив. Застосовується для звичайних рідин, у тому числі «спокійних» вин. Якщо ж напій насичений газами, то застосовують надбарометричний спосіб (зустрічається і термін «ізосверхбарометричеський»), при якому у фасувальному пристрої або витратному баку і в наповнюваній тарі створюється надлишкове тиск. Це перешкоджає виходу газів з рідини. Можуть виникнути проблеми і на дорозі тари між ділянкою її наповнення і запечатування. Досить рідке вживання дій-паку для рідких продуктів викликане тим, що не всі виробники фасувального устаткування здатні забезпечити нерозпліскування рідини при горизонтальному русі ще розкритих, але вже наповнених пакетів. Особливо якщо вони рухаються з високою швидкістю, при цьому дискретно.
1.Дозатор
Дозатор - пристрій для автоматичного відмірювання (дозування) заданої маси або об'єму рідких і сипких матеріалів. Дозатор застосовують при виробництві будівельних матеріалів, в металургійній, хімічній, харчовій, фармацевтичній і ін. галузях промисловості, на ж.-д., морському і річковому транспорті, в лабораторній практиці і торгівлі.
Матеріал, що дозується, можна вимірювати в одиницях маси (кг) -- ваговими дозатор або в одиницях об'єму (м3) -- об'ємними дозатор. Продуктивність дозатора виражається відношенням маси (або об'єму) до одиниці часу (кг/ч або м3/ч). Як вагові, так і об'ємні дозатори можуть бути періодичної (дискретного) і безперервної дії з ручним і автоматичним управлінням. Вибір типа дозатора визначається характером технологічного процесу і властивостями матеріалів. Дозатор періодичної дії використовують головним чином в технологічних процесах з розміщенням устаткування по висоті, а дозатор безперервної дії -- в процесах з горизонтальним розміщенням устаткування і конвеєрним транспортуванням матеріалу.
Дозатор дискретної дії мають зазвичай конструкцію бункерного типа, а безперервної дії -- бункерного і стрічкового.
Найбільш прості об'ємні дозатори не забезпечують достатньої точності; складні і точні технологічні процеси, як правило, ведуться з використанням вагових дозаторів. Вагові автоматичні дозатори є комплексом, що складається з датчика контролю маси, машини-автомата для подачі матеріалу і системи автоматичного управління дозою або витратою маси.
Основні елементи вагового дозатора: об'ємний дозатор, службовець живильником, вантажо-приймальний пристрій і вимірювальний пристрій (датчик), системи реєстрації і регулювання, виконавчий пристрій. За принципом дії живильники можуть бути гравітаційними (зазвичай воронки) без примусової подачі і з примусовою подачею матеріалів стрічковими, гвинтовими, тарілчастими і ін. конвеєрами або плунжерними, шестерними і ін. насосами.
Дозатори дозволяють економічно витрачати сировину, скоротити втрати матеріалів, розширити потокове виробництво, виключити багато трудомістких процесів, а також поліпшити умови праці.
2.Розливнімашини
Пристрої для наповнення пляшок по об'єму називаються дозувальними, а для наповнення по рівню - розливними.
2.1Гравітаційнірозливнімашини
Гравітаційний спосіб характеризується тим, що витікання рідини з резервуара в дозувальний прилад, а потім з приладу в пляшку проходить самоплином в умовах атмосферного тиску. Напір залежить тільки від сил гравітації і величина його визначається висотою стовпа рідини.
Рис. 4. Розливна машина Т1-ВРА-6А : 1-пустотіла станина, 2-завантажувально-розвантажуваьний стіл з механізмом і системою автоблокування, 3- вхідна труба, 4-витратний резервуар, 5-дозувальні прилади (28 шт).
2.2ДозуючіпристроїмашинТ1-ВРА-6А,Т1-ВР2А-6
Ці машини оснащенні фасувальними пристроями з роздільним керуванням клапанами наповнення та випорожнення мірного стакана.
Фасувальний пристрій Т1-ВРА-6А наведено на рис. 1 а. В цьому пристрої рідина надходить з витратного резервуара в мірний стакан через кільцевий колектор після того, як за допомогою нерухомого копіру відкривається клапан наповнення 12, що контактує з роликом 13.
Нерухомий копір встановлено в передній частині машини. В момент, коли пляшка піднята столиком, горловина її притискується до герметизувальної прокладки 2 і натискує на зливну втулку 3, яка піднімає гумовий зливний клапан 4. Рідина із мірного стакана шатром переміщується в пляшку. Повітря внутрішньої порожнини пляшки витискується і видаляється через центральну трубку 6. Після наповнення пляшки піднімальний столик з пляшкою опускається і в цей час гумовий клапан 4 займає початкове положення, притискуючись до наконечника 5.
Модернізований зразок цього пристрою наведено па рис. 1 б. Основна відмінність основного і модернізованого зразків полягає в тому, що в модернізованому зразку конструктивно поєднано наконечник з клапаном. Проведена модернізація підвищує, надійність і довговічність роботи дозувального пристрою.
Рис 5. Фасувальні пристрої машин а-Т1-ВРА-6А:1-дзвіночок;2-прокладка;3-зливнавтулка;4,12-клапани;5-наконечник;6-центральнатрубка;7-витискач;8-фіксатор;9-мірнийстакан:10-втулка;11-корпус;13-ролик;14-сідлоклапана;б- Т1-ВР2А-6:1-дзвіночок;2-прокладка;3-зливнавтулка;4,12-клапани;5-наконечник;6-трубка;7-витискувач;8--пружина:9--мірнийстакан;10--втулка;11--корпус;13--ролик.
Ці пристрої інколи називають ківшовими, так як місткість на зразок ковша занурюється в рідину і її захоплює. Типовим представником цієї групи пристроїв може бути пристрій машини ДАМ (рис. 6.).Машини типу ДАМ застосовують для дозування сиропу в пляшки під час виготовлення безалкогольних напоїв. Пристрій дозування закріплено до дна витратного резервуара. В крайньому нижньому положенні мірна місткість 4 знаходиться у витратному резервуарі нижче рівня в ньому сиропу. В цей момент зливна трубка 2 щільно закрита клапаном 1. При наявності пляшки центруючий конус піднімається, а разом з ним піднімаються стрижень 3, клапан 1 і мірна місткість 4. З мірної місткості сироп починає переміщатися в трубку 2, причому кількість сиропу, що переміститься, буде залежати від висоти піднімання місткості 4. Висота підйому місткості 4, а також величину дози сиропу обмежують розташуванням упорів 6, в які при підйомі впирається своїм пояском конус 7. Упор може встановлюватись маховиком па різній висоті, що дає змогу змінювати об'єм дози у всіх пристроях дозування машини одночасно.
Знаходимо напругу та деформацію при осьовому розтягу та стиску циліндричної пружини, навитої з прутка циліндричного перетину діаметром d(рис.1). Конструктивно пружини розтягу та стиску відрізняються оформленням їх кінців, але кінцеві витки в розрахунках на міцність не враховуються.
Циліндричні пружини характеризуються середнім діаметром витка D, числом витків n, кутом підйома витка ? та кроком пружини h.
Найбільш поширені у техніці пружини мають невеликий кут підйому гвинтової лінії(??5).
У пружинах малого кроку можна нехтувати підйомом витків і рахувати довжину витка приблизно рівною ?D, а сам виток - розташованим в плоскості, нормальній до осі пружини. Але у такому разі, перетин прутка пружини плоскістю, що містить її вісь, можна розглядати як її поперечний перетин. Вказані допущення покладені в основу наближеного розрахунку пружин.
Розділимо пружину осьовим перетином на дві частини і відкинемо, одну з них. З умови рівноваги частини, що залишилася, виходить, що внутрішні дотичні сили пружності в перетині пружини приводяться до перерізаючої сили Q=P і моменту Mk=PD/2.
Дотична напруга, викликана крученням, досягає максимуму в контурних точках перетину, а напруга від перерізаючої сили можна в першому наближенні вважати рівномірно розподіленими по плоскості перетину. У точці А контура перетину сумарна дотична напруга, як видно з мал. 7.19, досягає найбільшої величини
Чи
Для більшості пружин відношення d/2D - величина мала в порівнянні з одиницею. Це говорить про те, що основним виглядом деформації для пружин є кручення, а зрізом можна нехтувати і обчислювати напругу в пружині по формулі:
Зміна подовжніх розмірів ?(мал. 7.20) зручно визначити енергетичним методом, прирівнюючи роботу А статично прикладеної сили Р потенційної енергії деформації U пружини. Робота зовнішніх сил A=P?/2, а потенціальна енергія накопичується, головним чином, за рахунок кручення прутка і тому може бути обчислена за формулою (7.15).
Враховуючи, що крутний та момент інерції по довжині прутка не змінюються, а довжина прутка l=?dn, отримуємо
По способах гідравлічного розрахунку трубопроводи ділять на дві групи: прості і складні. Простим називають трубопровід, що складається з однієї лінії труб, хоч би і різного діаметру, але з однією ж витратою по дорозі; всякі інші трубопроводи називають складними.
При гідравлічному розрахунку трубопроводу істотну роль грають місцеві гідравлічні опори. Вони викликаються фасонними частинами, арматурою і іншим устаткуванням трубопровідних мереж, які приводять до зміни величини і напряму швидкості руху рідини на окремих ділянках трубопроводу (при розширенні або звуженні потоку, в результаті його повороту, при протіканні потоку через діафрагми, засувки і так далі), що завжди пов'язане з появою додаткових втрат натиску . Основні види місцевих втрат натиску можна умовно розділити на такі групи:
- втрати, пов'язані із зміною перетину потоку;
- втрати, викликані зміною напрями потоку. Сюди відносять різного роду коліна, косинці, відведення, використовувані на трубопроводах;
- втрати, пов'язані з протіканням рідини через арматуру різного ті-па (вентилі, крани, зворотні клапани, сітки, відбори, дросель-клапани і так далі);
- втрати, пов'язані з відділенням однієї частини потоку від іншої або злиттям двох потоків в один загальний. Сюди відносяться, наприклад, трійники і отвори в бічних стінках трубопроводів за наявності транзитної витрати.
Для визначення оптимального діаметру повітряної трубки задаємося значеням швидкості руху повітря і обчислюємо розрахункові діаметри труб за формулою:
,
Результати розрахунку для всіх набутих значень швидкості приведені в таблиці 1.
Таблиця 1. Діаметр повітряної трубки для різних дозуючих пристроїв
Пристрій
Т1-ВРА-6А
Т1-ВР2А-6
ДАМ
Швидкість руху рідини, м/с
0,8
0,8
1,2
Діаметр труб, , м
0.012
0.012
0.01
Для кожного розрахункового діаметру повітряної трубки обчислюємо приведені витрати на один рік по формулі:
де - експлуатаційні витрати, що включають амортизаційні відрахування, вартість електроенергії, обслуговування, поточних витрат і ін., грн.;
- капітальні витрати, грн..;
0,2 - нормативний коефіцієнт.
Вартість обслуговування і поточних витрат приблизно однакова для повітряної трубки різного діаметру. Тому експлутаційні витрати приймаємо рівними амортизаційним відрахуваням:
Капітальні витрати включають вартість трубок і вартість монтажу повітряної трубки :