Calculul Parametrilor la Masinile de Spalat
INTRODUCERE
În baza investigațiilor efectuate de numeroșii savanți din lume, au fost propuse câteva metode de intensificare a procesului de spălare la mașinile de spălat recipiente, care prevăd o întrebuințare complexă a substanțelor activ-superficiale, majorarea temperaturii lichidelor de spălare, majorarea vitezei aerodinamice de spălare a lichidelor, turbulența fluxurilor, aplicarea vibratoarelor, inclusiv a celor ultrasonore, stropirea – șprițuirea recipientelor sub vid, utilizarea spălării cu impulsuri (succedarea umplerii sticlelor cu abur cu o condensare ulterioară a aburului, crearea vidului și aspirarea lichidului de spălat), șprițuirea impulsivă, utilizarea soluției alcaline care conține nisip, utilizarea apei cu duritate mică, utilizarea substanțelor de dezinfectare la ultimele etape de prelucrare a sticlelor (stropirea cu apă clorată, descărcarea sub acțiunea razelor violete), utilizarea apei prelucrate în câmpul magnetic și altele.
Pentru realizarea unor metode din cele deja numite, au fost elaborate construcții speciale. Dar majoritatea din ele nu au obținut o vastă aplicare din cauza unor construcții prea complicate. Mai frecvent se utilizează majorarea temperaturii soluției alcaline, reducerea durității apei, șprițuirea pulsatoare.
Pentru sporirea fiabilității mașinilor de spălat recipiente și mașinii automate de dozat o importanță extrem de mare are regimul de funcționare a transportoarelor de alimentare și de evacuare.
Analiza construcțiilor modeme ale mașinilor de spălat recipiente și analiza tendințelor de dezvoltare a lor permite de determinat direcțiile principale de modernizare ale acestor mașini. În primul rând, aceasta se referă la majorarea productivității mașinilor, ceea ce contribuie la reducerea consumului specific de metal, cheltuielilor de întreținere, la spargerea sticlelor etc.
Trebuie de menționat că utilizarea mașinilor cu mari productivități nu exclude posibilitatea și necesitatea folosirii mașinilor cu productivitate mică în liniile tehnologice respective.
Deși procesul de spălare a recipientelor se consideră automatizat, totuși întreținerea mașinilor de spălat cere o manoperă considerabilă. Aceasta se referă la spălarea mașinii, la dezinfecția ei, la evacuarea cioburilor de sticlă și a etichetelor, la curățarea duzelor și a filtrelor ș.a. Mecanizarea acestor operații este o cale importantă de ameliorare a construcției mașinilor de spălat recipiente.
O altă cale este reducerea consumului de metal, energie, apă, abur, detergenți, a spargerilor de sticlă, adică reducerea cheltuielilor circulante și a investițiilor.
Reducerea consumului de energie la antrenarea mecanismelor mașinilor de spălat recipiente (el constituie 25 % din consumul total de energie) se poate realiza utilizând o mișcare continuă a organului de tracțiune (transportorului principal) și a altor mecanisme ale mașinii, înlocuind mișcarea intermitentă a lor. Reducerea consumului de apă și abur poate fi obținută întrebuințând scheme raționale de reutilizare a ei.
Reducerea spargerilor de sticlă de origine mecanică se obține prin utilizarea construcțiilor reușite ale organelor de lucru, materialelor plastice, iar a spargerilor termice de sticlă – prin majorarea numărului de salturi de temperatură și prin micșorarea valorilor lor.
Se consideră că confecționarea mașinilor compuse din mai multe module (compartimente, băi) este o cale cu perspectivă deosebită.
Un interes deosibit reprezintă agregarea mașinilor de spălat recipiente cu alte mașini, de exemplu cu mașina de extragere a buteliilor din lăzi de masă plastică. În acest caz, capul de apucare a buteliilor se amplasează deasupra masei de acumulare a sticlelor mașinii de spălat
Conținutul lucrări
Lucrarea de față, intitulată: Analiza privind eficiența mașinilor de spălat recipiente conține studiul, teoretic și experimental al mașinilor de spălat recipiente având ca scop căutarea șii găsirea de soluții în vederea eficientizării lor, astfel încât produsul ce urmează a fi introdus în aceste recipiente să nu-și piardă din proprietăți și de asemenea să poată fi utilizat pentru consum în condiții de siguranță al sănătății.
Introducerea prezintă o scurtă descriere a cercetărilor privind intensificarea procesului de spălare a recipientelor cu mașini performante.
Capitolul I cuprinde o sinteză a cunoștințelor în domeniul mașinilor spălat recipiente din sticlă.
Capitolul II prezintă tipuri constructive de mașini de spălat lăzi și mașini de clătit butelii.
În vederea analizeiprivind eficiența mașinilor de spălat recipiente, Capitolul III prezintă metoda de calculul a parametrilor acestor mașini.
Capitolul IV este consacrat determinărilor experimentale, a metodei de lucru, a prezentării valorilor măsurate. Aceste rezultate au fost prelucrate și apoi interpretate rezultând anumite concluzii ce au fost prezentate sub formă tabelară și grafică.
Concluziile prezintă pe scurt puncte din perspectiva lucrării.
CAPITOLUL I
MAȘINI DE SPĂLAT RECIPIENTE DE STICLĂ
Procesul tehnologic de spălare a recipientelor de sticlă se realizează în mașini de diverse construcții, al căror principiu de funcționare se bazează pe spălarea recipientelor cu soluții fierbinți de detergenți speciali.
I.1. Mașina de spălat sticle [26,38, 39,51,55,65,66]
Corpul mașinii reprezintă o carcasă confecționată din tablă de oțel, care formează băi separate pentru apă și soluție alcalină. Toate operațiile de spălare a recipientelor se efectuează în 124 purtători de recipiente, care reprezintă un dispozitiv construit prin sudare din 16 plăci, fixate pe niște suporturi și pe lanțuri ale transportorului principal.
Aceste lanțuri sunt antrenate de roțile lanțului, fixate pe 5 arbori transversali, fixați pe pereții laterali ai corpului pe rulmenți. Arborele superior din fața mașinii este conducător.
Mecanismul de acționare al mașinii este montat pe peretele lateral din stânga corpului. Recipientele în mașină se încarcă cu un transportor cu plăci.
Pe acest transportor este montat un dispozitiv de tip tunel, destinat pentru spălarea preliminară a părții exterioare a recipientelor și încălzirii recipientelor înaintea introducerii lor în mașină.
Mecanismul de încărcare a recipientelor este compus din masa de încărcare, din roți de lanț și din două lanțuri, pe care sunt fixate două plăci, care servesc pentru introducerea recipientelor în purtători.
Lanțurile paralele se pun în mișcare prin intermediul unui cuplaj cu craboți. Masa de încărcare este construită din tablă, pe care sunt sudate niște ghidaje pentru recipiente.
Acumulatorul de recipiente reprezintă o masă compusă din cilindri, care se rotesc în una și aceeași direcție. Deasupra cilindrilor este fixat un divizor, care împarte recipientele, deplasându-le pe cilindri în fluxuri, al căror pas este egal cu distanța dintre casetele purtătorilor. Într-un rând sunt amplasate 16 recipiente. Mecanismul de descărcare a recipientelor este compus din leviere și servește pentru descărcarea recipientelor din casete pe transportorul care le evacuează din mașină. Sistemul de șprițuire a recipientelor cu soluție alcalina, apă fierbinte, caldă și rece este compus din pompă, filtru și dispozitive de șprițuire.
În băi și în compartimentele lor se menține o temperatură constantă cu ajutorul reglorilor de temperatură, care se verifică cu teletermometre.
Pentru încălzirea soluției alcaline în baia a doua de înmuiere este instalat un schimbător de căldură cu țevi. Pentru încălzirea rapidă a soluției, la începutul schimbului se folosește un barbotor suplimentar, care se oprește atunci când este atinsă temperatura necesară a soluției.
În celelalte băi și compartimente, soluția alcalină și apa se încălzesc cu abur, care se barbotează direct în lichid.
Din schema cinematică se observă că, de la motorul electric, rotirea se transmite reductorului cu melc prin intermediul transmisiei cu curele trapezoidale, apoi, cu ajutorul unui angrenaj de tip deschis – arborelui cu manivelă, iar prin intermediul transmisiei prin lanț – mecanismului de încărcare și acumulatorului. Manivelele, prin intermediul tijei și roții de clichet, rotesc periodic arborele conducător, care, în timpul unei rotații a manivelei, deplasează lanțurile cu purtătorii de recipiente.
Mecanismul de acționare a dispozitivului de evacuare a etichetelor este compus din electromotor, reductor și transmisia prin lanț.
I.2. Mașina de spălat butelii
I.2.1. Mașina de spălat butelii AMM-6
Mașina AMM-6 (figura 1.1) este o mașină universală (se întrebuințează în liniile tehnologice de fabricare a diverselor produse alimentare finite). Construcția mașinii diferă puțin de construcția mașinii tip AME-6.
Mașina AMM-6 funcționează astfel. Acumulate pe masa de încărcare, recipientele se stropesc în prealabil cu apa utilizată la temperatura 25…30 °C, pentru ce se folosește apa din băile de șprițuire cu apă a recipientelor. Aceasta este necesar pentru eliminarea murdăriilor ce se spăla ușor.
Figura 1.1. Mașina de spălat recipiente de sticlă AMM-6:
1 – transportor de încărcare a buteliilor; 2 – mecanism de încărcare a buteliilor; 3 – mecanism de descărcare a buteliilor;4 – țevi de șprițuire; 5 – colector; 6 – transportor cu plăci; 7 – corpul mașinii; 8 – mecanism pentru evacuarea etichetelor; 9 – schimbător de căldură cu țevi
Înainte de introducerea recipientelor în prima baie, ele se stropesc cu apă la temperatura de 40…45 °C, care se ia din baia în care se acumulează apa obținută după prima poziție de șprițuire cu apă fierbinte. Apoi recipientele se introduc în prima baie de înmuiere, în care temperatura soluției alcaline este egală cu 60…65 °C.
La ieșirea din prima baie, lanțurile cu purtătorii de casete se rostogolesc pe un tambur, deasupra căruia este instalată o țeavă cu duze, destinate dezlipirii etichetelor de pe sticle.
După dezlipirea etichetelor, lanțurile cu purtătorii de sticle se emersează în baia a doua de spălare, umplută cu soluție alcalină la temperatura 75…80 °C. În această baie, suprafața interioară și exterioară a recipientelor se supune unei înmuieri suplimentare la o temperatură mai superioară.
La sfârșitul băii, purtătorii cu sticlele umplute cu soluție alcalină, se deplasează pe niște ghidaje, ieșind din baie.
Aflându-se pe porțiunea înclinată a transportorului principal, recipientele se stropesc cu soluție alcalină, care se varsă din recipientele de mai sus în timpul schimbării direcției de mișcare a purtătorilor de casete.
Pe porțiunea orizontală superioară a traseului de mișcare a purtătorilor, recipientele se supun stropirii exterioare, cu scopul de a dezlipi etichetele care au mai rămas pe ele după ieșirea din baia a doua de spălare.
Etichetele dezlipite nimeresc pe un jgheab înclinat și se reîntorc în a doua baie. în pozițiile următoare se efectuează o șprițuire interioară și o clătire exterioară a recipientelor cu apă fierbinte și rece curgătoare, după ce recipientele nimeresc în mecanismul de descărcare a lor din mașină.
I.2.2. Mașina de spălat butelii BLE-2B
Această mașină are o productivitate egală cu 7…20 mii butelii pe oră (figura 1.2). Unele mecanisme ale mașinii au o construcție originală, de exemplu, construcția mecanismului de dezlipire a etichetelor de pe suprafața laterală a buteliilor, construcția dispozitivului de separare și de evacuare a etichetelor, în care se folosește o bandă infinită confecționată dintr-o grilă metalică. Interes deosebit prezintă și construcția dispozitivului de descărcare a buteliilor (vezi figura 3.2.6.1).
Figura 1.2. Mașina de spălat butelii BLE-2B (schema de principiu)
I- transportor pentru evacuarea buteliilor (în paranteze sunt indicate valorile de temperatură ale soluției alcaline și ale apei la dozarea ulterioară în stare fierbinte a produselor); 2 – dispozitiv rotativ pentru descărcarea buteliilor; 3, 19, 26 – roți de lanț;
4 – condensator de abur; 5 – șprițuri pentru șprițuirea cu apă la temperatura 10 – 15 °C (90 – 95 °C); 6 – duză pentru spălarea externă a sticlelor cu apă la temperatura 10 -15 °C (90 – 95 °C); 7 – șprițuri pentru șprițuirea cu apă la temperatura 25 °C (80 °C); 8 – colector pentru soluția de fosfat la temperatura 45 °C (80 °C); 9 – șprițuri pentru șprițuire cu soluție de fosfat la temperatura 45 °C (80 °C); 10 – încălzitor al soluției de fosfat;
II- filtru pentru filtrarea soluției de fosfat; 12 – filtru pentru soluția alcalină; 13 – colector de soluție alcalină fierbinte la temperatura 65 °C (85 °C); 14 – șprițuri pentru șprițuirea finală cu soluție alcalină la temperatura 65 °C (85 °C); 15 – duză pentru spălarea exterioară a buteliilor; 16 – șprițuri pentru șprițuirea cu soluție alcalină fierbinte la tempemtura 85 °C; 17 – încălzitor de soluție alcalină; 18 – filtru pentru soluția alcalină; 20 – separator de etichete; 21 – ghidaje pentru sticle; 22 – dispozitive de ghidare pentru dezlipirea etichetelor; 23 – baie pentru înmuierea în soluție alcalină la temperatura 65…75 °C; 24 – duză; 25 – conductă pentru debitarea soluției alcaline; 27 – gaură de evacuare; 28 – baie pentru înmuierea preliminară a sticlelor în soluție alcalină la temperatura 30…40 °C; 29 – ghidaje; 30 – masă de încărcare; 31 – transportor pentru deplasarea sticlelor spre masa de încărcare
I.2.3. Mașina de spălat butelii tip Tunel
Din categoria mașinilor cu o singură baie face parte și mașina tip Tunnel a firmei italiene „Office AVE”.
Firma produce câteva modele ale acestei mașini, a căror productivitate variază între 4000 si 16000 recipiente pe oră. Mașina tip Tunnel realizează spălarea recipientelor de diferite dimensiuni.
Din punct de vedere constructiv, mașina se compune din următoarele părți principale (figura 1.3).
Recipientele introduse în mașină, prin intermediul dispozitivului de încărcare 5, sunt supuse următoarelor operații de spălare: stropirea cu apă (t = 30 °C) din rezervorul 15, înmuierea în baia 9 cu soluție alcalină la temperatura de 65° – 75°C. La ieșire din baia 9, recipientele nimeresc într-un jet de soluție alcalină (poziția 10), care spală etichetele de pe suprafața ambalajelor.
În partea superioară a mașinii se realizează stropirea – șprițuirea recipientelor atât externă, cât și internă cu soluție alcalină (t = 65 – 75°C) din dispozitivul 11, după ce urmează stropirea exterioară și stropirea internă cu apă caldă la temperatura de 40 °C (poziția 12) și clățirea cu apă de la rețea (poziția 13). Recipientele spălate sunt evacuate din mașină cu dispozitivul de descărcare 6.
Figura 1.3. Mașina de spălat recipiente de tip Tunel:
I – corp; 2 – transportor de alimentare; 3 – transportor de evacuare; 4 – masă acumulatoare 5- dispozitiv de încărcare; 6 – dispozitiv de descărcare; 7 – conveier principal cu purtători de casete; 8 – separator de etichete; 9 – baie pentru soluție alcalină; 10-dispozitiv de spălare a etichetelor; 11 – dispozitiv de stropire – șprițuire cu soluție alcalină;12- dispozitiv de stropire-șprițuire cu apă caldă; 13 – dispozitiv de clătire cu apă de robinet; 14sectorul de stropire preventivă a recipientelor; 15 – rezervor pentru acumularea apei utilizate.
Productivitatea, rec./h 6370
Durata de spălare, min 8
Consumul de apă, m3/h 3,4
Consumul de abur, kg/h 115
Puterea instalată, kW 10,1
lungimea, mm 6150
lățimea, mm 2980
înălțimea, mm 3000
Masa, kg 10200
I.3. Mașina de spălat borcane
I.3.1. Mașina de spălat borcane C-60M
Mașina de spălat borcane C-60M se întrebuințează pentru spălarea borcanelor de sticlă cu capacitatea 0,5… 1,0 l. Baza mașinii este corpul 1, confecționat din tablă laminată și metal profilat (figura 1.4.).
Borcanele se introduc în mașină cu ajutorul transportorului 3, apoi se dirijează pe acumulatorul compus din cilindrii 4, de pe care se iau periodic cu mecanismul de încărcare 2 și se încarcă în casetele purtătorilor 23, fixați în mod articulat pe lanțurile paralele 22 ale transportorului principal.
Ultimul are o mișcare intermitentă (mișcare și stagnare – un ciclu cinematic). Pe parcursul unui ciclu cinematic, transportorul se mișcă la un pas al lanțului și, astfel mișcându-se, introduce borcanele în baia 21 de preîncălzire a borcanelor cu apă la temperatura 40…45 °C.Din baia 21 borcanele se dirijează în baia 17, umplută cu soluție alcalină la temperatura 70…90 °C. La ieșirea din baia 17, borcanele se șprițuiesc cu soluție alcalină la temperatura 70…90 °C din duzele 13, pentru a dezlipi etichetele de pe borcane.
Pe porțiunea orizontală superioară a transportorului principal suprafațele exterioară și interioară a borcanelor se stropesc din duzele 11 cu apă utilizată la temperatura 90 °C, apoi din duzele 9 ele se stropesc cu apă curată caldă la temperatura 60 °C (clătirea finală).
Figura 1.4. Mașina C-60M:
1 – corp al mașinii; 2 – mecanism de descărcare; 3, 5 – transportor; 4 – acumulator cu cilindri; 6 – mecanism de descărcare; 7, 1 2, 16, 19, 20 – roată de lanț; 8, 9, 1 1 , 1 3 – duze; 10, 17, 21 – baie; 14 – separator de etichete; 15,18 – schimbător de căldura; 22 – lanțuri; 23 – purtător de casete; 24, 25 – ghidaje; 26 – aparataj de control.
După clătirea preliminară și finală, apa se acumulează în baia 10, din care ea, trecând prin filtru, se trimite la clătirea preliminară a borcanelor. Nivelul apei în această baie se menține constant, excesul de apă se devarsă în canalizare. Borcanele, fiind clătite cu apă curată caldă, se tratează apoi cu abur din duzele 8. Borcanele curate se dirijează spre mecanismul de descărcare 6, care le așază pe transportorul 5 pentru a fi evacuate.
Transportorul principal se pune în funcțiune de la roțile de lanț ' care, la rândul lor, se pun în mișcare de la mecanismul cu cliche întinderea lanțurilor transportorului principal se efectuează c ajutorul roților de lanț 12, roțile de lanț 16, 19, 20 servesc pentr schimbarea direcției de mișcare a transportorului. în baia de încălzii preliminară, schimbarea direcției de mișcare a transportorului s realizează cu ajutorul ghidajelor 24.
Soluția alcalină în baia 17 se încălzește cu ajutori schimbătoarelor de căldură 15 și 1 8, etichetele separate de pe borcane : evacuează cu ajutorul mecanismului 14. Porțiunea inferioară orizonta a transportorului principal este dotată cu ghidajele 25, care evită căderea borcanelor din casete.
I.3.2. Mașina de spălat borcane C-70
Mașina de spălat borcane C-70 se întrebuințează pentru spălan borcanelor cu capacitatea de 2 și 3 l. Baza mașinii și carcasa metalică este confecționată din tablă laminată. Borcanele se introdi în mașină cu ajutorul transportorului, apoi se dirijează pe acumulatorul compus din cilindri rotativi. Cu ajutorul unui dispozitiv de prindere a mecanismelor de încărcare, borcanele de pe acumulator sunt transportate în casetele purtătorilor, fixate articulat pe două lanțuri ale transportorului principal, care realizează o mișcare intermitentă.
Borcanele încărcate în casete sunt introduse în baie penti încălzirea preliminară cu apă la temperatura 40…45 °C. Apoi borcane se dirijează în baia umplută cu soluție alcalină la temperatura 70..S °C, unde are loc procesul de înmuiere și spălare. Pe porțiunea înclinată a transportorului principal borcanele sunt șprițuite din duze I cu soluție alcalină. Aici sunt eliminate etichetele de pe borcane. Din duzele II borcanele sunt șprițuite cu apă curată la temperatura 90 °C, iar din duzele III – cu apă curata caldă la temperatura 60 °C. După clătire, borcane sunt tratate cu abur din duzele IV.
Borcanele curate se dirijează spre mecanismul de descărcare cu ajutorul căruia sunt aranjate pe transportor pentru a fi evacuate din mașină. Apa, după clătirea preliminară, se acumulează în baie și apa este refulată din nou la clătirea preliminară a borcanelor.
Transportor principal se pune în mișcare de la roțile de lanț, care primesc mișcare de la mecanismul cu clichet. Cu ajutorul roților de lanț, se întind lanțurile transportorului principal. Roțile de lanț servesc pentru schimbarea direcției de mișcare a transportorului principal. Pentru schimbarea direcției de mișcare a transportorului principal, în locurile unde nu sunt roți de lanț, se întrebuințează ghidaje speciale. Pentru prevenirea căderii borcanelor din casete, servesc ghidajele, instalate în partea inferioara a mașinii. Apa în baia de încălzire preliminară a recipientelor este încălzită cu schimbătorul de căldură, iar în baia cu soluție alcalină – cu celelalte două schimbătoare de căldură. Etichetele din soluția alcalină sunt separate cu ajutorul unui mecanism.
I.3.3. Mașina de spălat borcane C-72
Mașina C-72 este destinată pentru spălarea recipientelor de sticlă cu capacitatea 0,5 – 1,0 l. Baza mașinii este carcasa, construită din tablă laminată. Borcanele, cu ajutorul transportorului, sunt introduse în mașină pe acumulatorul cu cilindri. Cu ajutorul unor dispozitive de prindere ale transportorului mecanismului de încărcare, borcanele, periodic, în timpul opririi transportorului principal, sunt încărcate în casetele purtătorilor, care sunt fixate articulat pe lanțurile transportorului principal. La mișcarea periodică a transportorului principal, borcanele sunt introduse în baia de încălzire preliminară cu apa la temperatura 40 – 45 °C. Din această baie, borcanele trec în baia cu soluție alcalină la temperatura 70 – 90 °C, unde recipientele sunt supuse procesului de înmuiere. La ieșirea din baia cu soluție alcalnă, pe porțiunea înclinată a transportorului principal, borcanele sunt șprițuite din duze cu soluție alcalină pentru eliminarea etichetelor.
La începutul porțiunii superioare orizontale a transportorului principal, borcanele din nou sunt șprițuite cu soluție alcalină din duze, apoi din următoarele duzele cu apă de circulație la temperatură 70 – 90 °C și cu apă caldă curata la temperatura de 60 °C. La sfârșitul porțiunii superioare a transportorului principal, borcanele sunt tratate din duzele IV cu abur.
Borcanele curate, în timpul opririi transportorului principal, se descarcă din casetele purtătorilor cu ajutorul mecanismelor de descărcare și sunt amplasate pe transportor și evacuate din mașină. Apa, după clătirile preliminară și finală, se acumulează în baie, de unde este transmisă din nou la clătirea preliminară, iar surplusul de apă se evacuează în canalizare.
În baia pentru încălzirea preliminară și de înmuiere a recipientelor sunt instalate schimbătoare de căldură pentru încălzirea apei sau a soluției alcaline.În partea din față a mașinii este amplasat aparatajul de control.
Etichetele sunt evacuate din mașină cu ajutorul unui dispozitiv. Transportorul principal cu lanț se antrenează de la roțile de lanț. Întinderea lanțurilor transportorului principal se efectuează cu ajutorul roților de lanț.
I.4. Mecanismele mașinilor de spălat recipiente
Mecanismele principale ale mașinilor de spălat recipiente din sticlă sunt mecanismele de încărcare și de descărcare ale recipientelor, purtătorii de recipiente, separatorul de etichete și dispozitivele de șprițuire.
Mecanismele de încărcare și descărcare a recipientelor pot fi de câteva feluri: cu lanțuri, cu leviere sau cu came (figura 1.5).
În mecanismele de încărcare cu lanțuri, recipientele se încarcă în purtători sau se descarcă din ei pe platforma de descărcare cu ajutorul dispozitivelor, care sunt compuse din lanțuri infinite cu bucșe și role, îmbrăcate pe roți de lanț. între două lanțuri paralele sunt fixate simetric două placi, care servesc pentru introducerea recipientelor în purtători sau pentru evacuarea recipientelor din ei.
Lanțurile se mișcă încontinuu și mecanismul funcționează sincron cu deplasarea purtătorilor. Aceste mecanisme în unele mașini (de exemplu S2) sunt dotate suplimentar cu dispozitive speciale pentru introducerea recipientelor în casete.
Mecanismele de încărcare cu leviere se întrebuințează foarte rar în construcțiile mașinilor modeme, pe când mecanismele de descărcare cu
leviere sunt mai frecvent confecționate din cadre rotative, care realizează simultan două funcții: recepția recipientelor și așezarea lor pe transportor.
Cu asemenea mecanisme sunt dotate mașinile de tip AMM și primele modele ale mașinii AME. Actualmente, aceste mecanisme se înlocuiesc cu mecanisme cu leviere analogice cu acele întrebuințate în mașinile S2
Mecanismele cu came se întrebuințează în mașinile de spălat recipiente din țările occidentale. în figura 1.5, b, c este reprezentată o construcție a dispozitivului cu came întrebuințată în mașina Hydro-Jet și în altele.
Construcția reprezintă un sistem de came rotative, care permit recipientelor lin, fără impact și zgomot, să se așeze pe masa de descărcare și tot așa de lin să se deplaseze pe transportorul de descărcare cu leviere sunt mai frecvent confecționate din cadre rotative, care realizează simultan două funcții: recepția recipientelor și așezarea lor pe transportor.
Cu asemenea mecanisme sunt dotate mașinile de tip AMM și primele modele ale mașinii AME. Actualmente, aceste mecanisme se înlocuiesc cu mecanisme cu leviere analogice cu acele întrebuințate în mașinile S2. Principiul lor de funcționare este clar din figură.
Figura 1.5. Mecanisme de încărcare și descărcare a recipientelor:
a – tip leviere de descărcare a recipientelor (1 – transportor; 2
-platformă; 3 – placă rabatabilă; 4 – purtător de sticle; 5 – sistem de leviere; 6 – ghidaj; 7 culisou); b – camă pentru descărcarea recipientelor; c – tip de camă cu cilindri rotativi pentru descărcarea sticlelor; I, II, III, IV – pozițiile mecanismelor
La reducerea zgomotului în timpul descărcării recipientelor contribuie cilindrii rotativi, instalați nemijlocit sub dispozitivele de ghidare în locul de cădere a recipientelor, așa cum este realizat în mașina BLE-2B (poziția II în figura 1.2).
Eficacitatea procesului de spălare a recipientelor din sticlă depinde de construcția casetei din care sunt formați purtătorii de recipiente; construcția purtătorilor trebuie să asigure un pas minim între casetele purtătorilor, să fie de o rigiditate maximă și să orienteze corect gâtul recipientelor în casete (aceasta ameliorează spălarea și procesul de eliminare a etichetelor), să aibă o masă mică a casetelor și a purtătorilor de casete.
Construcția purtătorilor și casetelor este foarte diversă având în secțiune o formă dreptunghiulară. Ele pot fi confecționată din metal sau, parțial, din masă plastică. Pentru evacuarea etichetelor din mașină, la sfârșitul zonei de înmuiere a sticlelor se instalează un dispozitiv de evacuare a etichetelor. Se întrebuințează dispozitive de evacuare a etichetelor cu acțiune continuă și discontinuă, cu o curățare ulterioară a suprafeței lor filtrante.
Cele cu acțiune continuă reprezintă niște grile și filtre de formă cilindrică, instalate pe racordurile de aspirare sau de refulare ale pompelor, care refulează soluția alcalină.
Dispozitivele de evacuare a etichetelor cu acțiune continuă pot fi cu tambur și cu bandă cu evacuare de tip pneumatic sau mecanic a etichetelor. Construcția lor este foarte diversă.
Dispozitivele de șprițuire sunt de construcții foarte diverse: mobile sau imobile, cu introducerea sau fară introducerea șprițurilor în sticle, cu sau fară centrarea țevilor șprițuitoare etc.
Timpul de centrare corespunde duratei de acționare a jeturilor și trebuie să fie atît de mare ca, după șprițuire, să mai rămână timp suficient pentru deșertarea recipientelor. Pe lângă acțiunea obișnuită a jeturilor asupra murdăriei (poziția I figura 1.5. b), mai există așanumita acțiune pulsatoare (poziția II), care permite, într-un timp scurt, de introdus în sticlă, sub o presiune mare, o asemenea cantitate de lichid de spălare, ca impulsul general aproape să atingă valoarea forței de greutate a sticlei.
Acțiunea impulsului se intensifică datorită faptului că injectarea nu este continuă, dar apare instantaneu. în acest moment, se spală nu numai fundul sticlei, dar și toată sticla se umple într-un timp scurt cu o mare cantitate de apă aerată. Aici, prin lichid, trece un jet, care creează în sticlă o turbulență intensivă, datorită căreia decurge un proces eficace de spălare a murdăriei de pe pereții interiori ai sticlei.
Figura 1.6. Separatoare de etichete:
a – de tip tambur (l-corp; 2 – tambur; 3 – conductă de aer; 4 – jgheab; 5 – colector de etichete); b – de tip tambur (I – baie; 2 – tambur; 3 – duză; 4 – transportor cu bandă perforată pentru evacuarea etichetelor; 5 – colector de etichete); c – tip disc (1-colector; 2 – perie; 3 – transportor; 4 – disc; 5 – duză); d – cu bandă (1,2 – duze: 3 – baie; 4 – plasă); e – cu bandă (1-
transportor; 2 – tambur; 3 – duză; 4 – colector de etichete
CAPITOLUL II
MAȘINI DE SPĂLAT LĂZI ȘI MAȘINI DE CLĂTIT BUTELII
Materia primă se livrează la fabricile de prelucrare în containere speciale, cisterne, remorci auto și în lăzi. Containerele, cisternele și remorcile auto se spală cu ajutorul unor dispozitive speciale. Pentru spălarea lăzilor se folosesc mașini speciale de spălat.
II.1. Mașina liniară de spălat lăzi fără înmuiere
Mașina liniară de spălat lăzi fară înmuiere (figura 21) este compusă din carcasa 1, construită din profil laminat, transportorul 2 cu lanțuri și cu dispozitivul de întindere 3 a lanțurilor, dispozitivul de șprițuire 5, dispozitivul 6 pentru spălarea lăzilor cu apă fierbinte și apoi cu abur și din mecanismul de acționare a transportorului 4.
Lăzile se așază manual pe barele 7, instalate între lanțurile transportorului și se introduc în zona de șprițuire cu apă fierbinte și apoi în zona de tratare cu abur. Lăzile spălate se descărcă manual de pe transportorul mașinii. Dispozitivele de spălare cu apă fierbinte și de tratare cu abur sunt închise în mantale speciale. Apa fierbinte se folosește pentru spălarea lăzilor o singură dată.
Figura 2.1. Mașina de spălat lăzi fară înmuierea lor preliminară
II.2. Mașina liniară de spălat lăzi prin înmuiere
Piesa principală a mașinii este cuva 1, construită din tablă. Intre lanțuri sunt fixate plăcile 6, care sunt dotate cu niște degete pentru apucarea lăzilor (figura 2.2).
Pe lanțurile transportorului sunt fixate cadrele 7, care se rostogolesc pe ghidajele construite din comieră.
Mecanismul de antrenare este compus din motorul electric 11, transmisia prin curele trapezoidale 12, reductorul melcat 13, angrenajul cilindric 14. Perechea de roți de lanț condusă este dotată cu un dispozitiv de întindere. Pe rulmenții 19 sunt fixate rigid ghidajele 20. în interiorul cuvei 1 este amplasat barbotorul 18 pentru încălzirea apei. Pe pereții cuvei este fixat buzunarul 22, dotat cu filtre pentru curațarea apei utilizate.
În partea superioară a cuvei sunt instalate două dispozitive de șprițuire: cu apă fierbinte utilizată 16 și cu apă fierbinte proaspătă 15, care se debitează cu pompa 17. Aceste dispozitive sunt închise în mantaua de protecție 2. Evacuarea lăzilor din mașină se efectuează cu ajutorul platformei înclinate 3, care dirijează lăzile de pe lanțurile transportorului pe platforma 4 de descărcare a lor.
Fig. 2.2. Mașina de spălat lăzi prin înmuiere
Lăzile murdare se așază manual pe transportor și, fund apucate cu proeminențele transportorului, se emersează în apă fierbinte și se deplasează de-a lungul cuvei. Pe porțiunea superioară a transportorului, lăzile se stropesc la început cu apă fierbinte utilizată și apoi cu apă fierbinte proaspătă. Excesul de apă din cuvă se dirijează în canalizare.
În baza investigațiilor efectuate de numeroșii savanți din lume, au fost propuse câteva metode de intensificare a procesului de spălare, care prevăd o întrebuințare complexă a substanțelor activ-superficiale, majorarea temperaturii lichidelor de spălare, majorarea vitezei aerodinamice de spălare a lichidelor, turbulența fluxurilor, aplicarea vibratoarelor, inclusiv a celor ultrasonore, stropirea – șprițuirea recipientelor sub vid, utilizarea spălării cu impulsuri (succedarea umplerii sticlelor cu abur cu o condensare ulterioară a aburului, crearea vidului și aspirarea lichidului de spălat), șprițuirea impulsivă, utilizarea soluției alcaline care conține nisip, utilizarea apei cu duritate mică, utilizarea substanțelor de dezinfectare la ultimele etape de prelucrare a sticlelor (stropirea cu apă clorată, descărcarea sub acțiunea razelor violete), utilizarea apei prelucrate în câmpul magnetic și altele.
Pentru realizarea unor metode din cele deja numite, au fost elaborate construcții speciale. Dar majoritatea din ele nu au obținut o vastă aplicare din cauza unor construcții prea complicate. Mai frecvent se utilizează majorarea temperaturii soluției alcaline, reducerea durității apei, șprițuirea pulsatoare.
Pentru sporirea fiabilității mașinilor de spălat recipiente și mașinii automate de dozat o importanță extrem de mare are regimul de funcționare a transportoarelor de alimentare și de evacuare.
Analiza construcțiilor modeme ale mașinilor de spălat recipiente și analiza tendințelor de dezvoltare a lor permite de determinat direcțiile principale de modernizare ale acestor mașini. În primul rând, aceasta se referă la majorarea productivității mașinilor, ceea ce contribuie la reducerea consumului specific de metal, cheltuielilor de întreținere, la spargerea sticlelor etc.
Trebuie de menționat că utilizarea mașinilor cu mari productivități nu exclude posibilitatea și necesitatea folosirii mașinilor cu productivitate mică în liniile tehnologice respective.
Deși procesul de spălare a recipientelor se consideră automatizat, totuși întreținerea mașinilor de spălat cere o manoperă considerabilă. Aceasta se referă la spălarea mașinii, la dezinfecția ei, la evacuarea cioburilor de sticlă și a etichetelor, la curățarea duzelor și a filtrelor ș.a. Mecanizarea acestor operații este o cale importantă de ameliorare a construcției mașinilor de spălat recipiente.
O altă cale este reducerea consumului de metal, energie, apă, abur, detergenți, a spargerilor de sticlă, adică reducerea cheltuielilor circulante și a investițiilor.
Reducerea consumului de energie la antrenarea mecanismelor mașinilor de spălat recipiente (el constituie 25 % din consumul total de energie) se poate realiza utilizând o mișcare continuă a organului de tracțiune (transportorului principal) și a altor mecanisme ale mașinii, înlocuind mișcarea intermitentă a lor. Reducerea consumului de apă și abur poate fi obținută întrebuințând scheme raționale de reutilizare a ei.
Reducerea spargerilor de sticlă de origine mecanică se obține prin utilizarea construcțiilor reușite ale organelor de lucru, materialelor plastice, iar a spargerilor termice de sticlă – prin majorarea numărului de salturi de temperatură și prin micșorarea valorilor lor.
Se consideră că confecționarea mașinilor compuse din mai multe module (compartimente, băi) este o cale cu perspectivă deosebită.
Un interes deosibit reprezintă agregarea mașinilor de spălat recipiente cu alte mașini, de exemplu cu mașina de extragere a buteliilor din lăzi de masă plastică. În acest caz, capul de apucare a buteliilor se amplasează deasupra masei de acumulare a sticlelor mașinii de spălat
II.3. Mașina de clătit butelii
Mașinile de clătit butelii noi pot fi clasificate conform treptelor de clasificare (cu o treaptă, cu două trepte ș.a), conform principiului de prelucrare (cu purjarea aerului comprimat și a aerului steril, ori cu gaze sterilizate sau abur).
Mașinile de clătit butelii pot fi cu: 10, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 44, 60, 80, 100 și 120 dispozitive de strîngere (purtători). Mașinile de clătit se produc în diferite variante:
a) individuale;
b) într-un bloc cu mașina de dozat și de închis butelii;
c) într-un monobloc care include mașinile deja menționate.
Una dintre mașinile de clătit butelii este mașina de tip carusel (figura 2.3.). Ea este compusă din următoarele părți principale: batiul 1 cu mecanismul de acționare, transportorul 8 pentru deplasarea buteliilor, caruselul inferior 5 și caruselul superior 3 cu 24 dispozitive de strîngere (purtători de butelii), transportorul cu melc 6, care servește pentru distanțarea buteliilor la un anumit pas-interval egal cu distanța dintre dispozitivele de strângere, roata stelată 10 pentru alimentarea mașinii cu sticle, și roata stelată 9 pentru evacuarea sticlelor clătite din mașină, ghidajele dispozitivului pivotant 7, conducta 4, care servește pentru alimentarea mașinii cu apă, pupitrul de comandă 2.
Mașina funcționează în felul următor: buteliile se deplasează cu transportorul cu plăci 8 spre (șnecul) melcul-divizor 6, care le repartizează la un pas constant și cu ajutorul roții stelate de alimentare se aduc la dispozitivele de strângere, care fixează buteliile de gît.
La rotirea ulterioară a caruselului, butelia se întoarce la 180° cu ajutorul dispozitivului de prindere, care alunecă pe ghidajul curbliniu 7. Apoi urmează spălarea (clătirea) în interior și exterior (suflare cu aer comprimat ori cu o soluție sterilizată, clătirea cu apă de robinet, scurgerea lichidului). La sfârșitul fazei de curățare – clătire, buteliile se întorc la 180° și cu ajutorul roții stelate 9 se descarcă din mașină și se așază pe transportorul cu plăci 8, care le deplasează la următoarea operație tehnologică, adică la mașina de dozat.
În zona de lucru se realizează clătirea propriu-zisă cu apă. Alimentarea duzelor cu apă se realizează cu o pompă centrifugă prin intermediul unui distribuitor hidraulic. La ieșirea din duze, apa are presiunea de 0,2 MPa. Pentru protejarea personalului uman, zona de lucru a mașinii este înzestrată cu o carcasă metalică de protecție, confecționată din oțel inoxidabil.
Consumul de apă pentru clătirea sticlelor se reglează cu ajutorul unui baipas.
Toate piesele și suprafețele buteliilor ce vin în contact direct cu lichidul sunt confecționate din oțel inoxidabil, restul pieselor și subansamblurilor sunt acoperite cu un strat protector-decorativ.
Mașina de clătit sticle a firmei italiene „Simonazzi” este de tip liniară (figura 3.5.“). Ea constă din transportorul de alimentare 1 și din transportorul de evacuare a buteliilor 3. Construcția lanțurilor cu plăci permit ca traseele transportoarelor să fie indirecte, deasupra conveierelor se amplasează conveierul cu lanț 6, care este pus în funcțiune de roata de lanț 4 (roata de lanț 7 condusă). O parte a conveierului 6 este amplasată deasupra transportorului 1, altă parte – deasupra transportorului 3.
Fig. 2.3. Mașină liniară de clătit butelii
Fiecare element al conveierului 6 prezintă un dispozitiv de prindere a buteliilor. Conveierul 6 asigură prinderea sticlelor de pe transportorul 1, ocolirea roților de lanț 4 și 7 și coborârea buteliilor pe transportorul 3 (dispozitivul de prindere în momentul dat eliberează sticla). În timpul când transportorul ocolește roțile de lanț 4 și 7, în butelie se introduce seringa, prin care, mai întâi, se introduce lichidul pentru clătire (doza până la 100 cm3), iar mai apoi (la ocolirea roții 7), gaze pentru purjare (suflare), (N2 sau CO2). în așa fel, sticla trece consecutiv zonele:
I – șprițuirea
II – scurgerea lichidului din butelie
III – purjarea
CAPITOLUL III
CALCULUL PARAMETRILOR LA MAȘINILE DE SPĂLAT RECIPIENTE
III.1. Calculul mașinilorde spălat recipiente
Productivitatea P rec/s a mașinilor cu acțiune continuă de spălat recipiente se determină cu expresia:
, (III.1)
în care Z reprezintă numărul de fluxuri în mașină;
-durata ciclului cinematic, s
. (III.2)
Durata staționării transportorului mașinii (în s) într-un ciclu cinematic:
, (III.3)
în care reprezintă durata unei șprițuiri, s.
Din experiență se acceptă că durata unei șprițuiri și a unei deplasări a recipientelor între două șprițuiri vecine este agala cu 4s.
Durata tuturor șprițuirilor se acceptă tot din experimente . Numărul de șprițuiri:
. (III.4)
Durata de înmuiere a recipientelor se acceptă , ținând cont de cerințele tehnologice și atunci numărul pozițiilor ocupate de recipiente în baie de înmuiere:
. (III.5)
Timpul util de spălare a recipientelor cu capacitate de 0,5l variază între 0,5 și 7,6 min.
Durata șprițuirii constituie 6,5 la sută din timpul total de spălare a recipientelor, iar durata înmuierii -93,5%.
Numărul total de purtători de recipiente în mașină și din ei se află în baia de înmuiere, la șprițuire și clătire, iar pe porțiunile libere de lanțuri-60 de purtători.
Randamanetul procesului de spălare:
. (III.6)
Durata ciclului tehnologic (în min.):
. (III.7)
Forța periferică (în N) a roții conducătoare de lanț se determină folosind metoda din [21].
Sarcina dinamică care se generează în lanțurile transportorului mașinii (în N):
, (III.8)
În care m reprezintă masa organului de tracțiune și a încărcăturii, care se mișcă împreună cu el, kg (, în care G reprezintă forța de greutatea încărcăturii și a lanțului care se mișcă, N);
-viteza medie a lanțului, m/s;
, (III.9)
H-pasul lanțului, m;
Z-numărul de dinți ai roții de lanț;
G-forța de greutate a încărcăturii și a organului de tracțiune, N.
Forța de inerție (în N) generată în mișcarea intermitentă a lanțului:
, (III.10)
în care reprezintă accelerația maximă a lanțului, care se acceptă egală cu 0,14 m/.
Forța totală (în N):
Puterea (în kW) consumată la mișcarea organului de tracțiune împreună cu încărcătură:
(III.11)
în care reprezintă viteza medie de mișcare a organului de tracțiune și se accept egală cu 0,12 m/s;
-pierderile de putere pe tamburul de comandă, N.
Puterea N (în kW) necesară pentru a pune în mișcare transportorul principal al mașinii se va determina cu expresia:
, (III.12)
în care reprezintă randamentul transmisiei cu bielă-manivelă;
randamentul transmisiilor prin roți de lanț
– randamentul reductorului.
III.2. Calculul termic al mașinilorde spălat recipiente
Pentru determinarea consumului de abur la spălarea recipientelor se folosește metoda “volumului închis”. Ea constă în aceea că corpul mașinii de spălat se consideră ca un volum închis, în care decurge procesul de schimb de căldură. Calculul termic se reduce la determinarea fluxurilor de căldură introduse și evacuate din mașina de spălat (volum închis).
Pe baza parametrilor principali ai funcționării mașinii, care sunt acceptați din practică, se elaborează bilanțul termic, din care se calculează consumul aburului direct în mașina de spălat.
Căldura se introduce în mașina de spălat cu recipiente, apă, abur și se evacuează din mașină cu recipientele încălzite și apă caldă deja utilizată, cu condensatul evacuat din schimbătorul de căldură, cu pierderi de căldură în mediul înconjurător.
Căldura introdusă în mașină cu recipiente
(III.13)
Căldura introdusă în mașină cu apa
(III.14)
Căldura introdusă în mașină cu aburul
(III.15)
Căldura evacuată din mașină cu recipientele
(III.16)
Căldura evacuată din mașină cu apa
(III.17)
Căldura evacuată din mașină cu condensatul
(III.18)
Căldura pierdută în mediul înconjurător
(III.18)
În care m1 reprezintă masa unui recipient, kg;
c1 – căldura specifică a recipientelor, kj/(kg·K);
c2 – căldura specifică a apei kj/(kg·k);
W-cantitatea apei proaspete introduse în mașină l/h;
Da – cantitatea de abur necesară pentru o funcționare normală a mașinii, kg/h;
F – aria suprafeței de schimb de căldură a mașinii, m2;
t1 – temperatura recipientelor introduse în mașină ,°C;
t2 – temperatura apei proaspete introdusă în mașină,°C;
t3 – temperatura recipientelor la ieșirea din mașină ,°C;
t4 – temperatura apei evacuate din mașină , °C;
t5 – temperatura medie a pereților mașinii,°C;
t6- temperatura medie a aerului din atelierul de fabricație,°C;
ic- entalpia condensatului, kj/kg;
i – entalpia aburului direct, kj/kg;
α – coeficientul de transfer de căldură de la pereții mașinii în mediul înconjurător, kW/(m2 k).
Bilanțul termic al mașinii:
Ql+Q2+Q3=Q4 + Q5+Q6+Q7 (III.19)
Substituind în această egalitate termenii Qn prin valorile lor indicate mai sus, vom putea determina consumul aburului direct, Da (kg/h):
(III.20)
În mod general, se poate de calculat consumul apei W (m3/s) în mașinile de spălat recipiente, folosind expresia;
(III.20)
în care reprezintă coeficientul de consum al duzelor;
d – diametrul orificiului duzelor, m;
Pa – presiunea apei la ieșire din duze, Pa;
n – numărul de duze ale dispozitivelor de stropire și șprițuire cu apă caldă, rece și soluție alcalină.
– densitatea lichidului, kg/m3.
CAPITOLUL IV
ANALIZA PRIVIND DIMENSIONAREA ȘI CALCULUL ENERGETIC LA MAȘINILE DE SPĂLAT MATERII PRIME
IV.1. Obiectivele analizei
Obiectivul principal al prezentei lucrări îl constituie analiza privind eficiența mașinilor de spălat recipiente. Pentru aceste tipuri de mașini s-au făcut determinări la S.C. AGROMEC S.R.L Cheresig din județul Bihor, unde se produce suc de fructe și legume care se îmbuteliază în recipiente de sticlă, etc.
În vederea realizării acestei lucrări, a fost necesară parcurgerea și rezolvarea mai multor obiective complementare cum ar fi:
Alegerea utilajelor pe care se fac măsurători.
Analiza și determinarea eficienței celor două mașini
IV.2. Metoda analizei
Metoda determinării eficienței la mașinile de spălat recipiente s-a făcut după metodica prezentată în cele ce urmează:
Locul desfășurării probelor practice
Obiectivele urmărite
Alegerea utilajelor în vederea efectuării operației de spălare a produselor
Determinarea parametrilor mașinilor
analiza privind eficiența mașinilor de spălat recipiente
IV.3. Utilaje utilizate la analiză
IV.3. 1. Mașina de spălat butelii AMM-6
Mașina AMM-6 (figura 4.1) este o mașină universală (se întrebuințează în liniile tehnologice de fabricare a diverselor produse alimentare finite). Construcția mașinii diferă puțin de construcția mașinii tip AME-6.
Mașina AMM-6 funcționează astfel. Acumulate pe masa de încărcare, recipientele se stropesc în prealabil cu apa utilizată la temperatura 25…30 °C, pentru ce se folosește apa din băile de șprițuire cu apă a recipientelor. Aceasta este necesar pentru eliminarea murdăriilor ce se spăla ușor.
Figura 4.1. Mașina de spălat recipiente de sticlă AMM-6:
IV.3.2. Mașina de spălat butelii BLE-2B
Această mașină are o productivitate egală cu 7…20 mii butelii pe oră (figura 3.2.6.1). Unele mecanisme ale mașinii au o construcție originală, de exemplu, construcția mecanismului de dezlipire a etichetelor de pe suprafața laterală a buteliilor, construcția dispozitivului de separare și de evacuare a etichetelor, în care se folosește o bandă infinită confecționată dintr-o grilă metalică. Interes deosebit prezintă și construcția dispozitivului de descărcare a buteliilor (vezi figura 4.2).
Figura 4.2. Mașina de spălat butelii BLE-2B (schema de principiu)
IV.4. Analiza și interpretarea rezultatelor.
IV.4.1. Calculul de dimensionare al mașinii de spălat butelii AMM-6
Productivitatea P rec/s a mașinilor cu acțiune continuă de spălat recipiente se determină cu expresia:
, (IV.1)
în care Z reprezintă numărul de fluxuri în mașină;
-durata ciclului cinematic, s
. (IV.2)
Durata staționării transportorului mașinii (în s) într-un ciclu cinematic:
, (IV.3)
în care reprezintă durata unei șprițuiri, s.
Din experiență se acceptă că durata unei șprițuiri și a unei deplasări a recipientelor între două șprițuiri vecine este agala cu 4s.
Durata tuturor șprițuirilor se acceptă tot din experimente . Numărul de șprițuiri:
. (IV.4)
Durata de înmuiere a recipientelor se acceptă , ținând cont de cerințele tehnologice și atunci numărul pozițiilor ocupate de recipiente în baie de înmuiere:
. (IV.5)
Timpul util de spălare a recipientelor cu capacitate de 0,5l variază între 0,5 și 7,6 min.
Durata șprițuirii constituie 6,5 la sută din timpul total de spălare a recipientelor, iar durata înmuierii 93,5%.
Numărul total de purtători de recipiente în mașină și din ei se află în baia de înmuiere, la șprițuire și clătire, iar pe porțiunile libere de lanțuri-60 de purtători.
Randamanetul procesului de spălare:
. (IV.6)
Durata ciclului tehnologic (în min.):
. (IV.7)
Se determină Forța periferică (în N) a roții conducătoare de lanț
Sarcina dinamică care se generează în lanțurile transportorului mașinii (în N):
, (IV.8)
În care m reprezintă masa organului de tracțiune și a încărcăturii, care se mișcă împreună cu el, kg (, în care G reprezintă forța de greutatea încărcăturii și a lanțului care se mișcă, N);
-viteza medie a lanțului, m/s;
, (IV.9)
H-pasul lanțului, m;
Z-numărul de dinți ai roții de lanț;
G-forța de greutate a încărcăturii și a organului de tracțiune, N.
Forța de inerție (în N) generată în mișcarea intermitentă a lanțului:
, (IV.10)
în care reprezintă accelerația maximă a lanțului, care se acceptă egală cu 0,14 m/.
Forța totală (în N):
Puterea (în kW) consumată la mișcarea organului de tracțiune împreună cu încărcătură:
(IV.11)
în care reprezintă viteza medie de mișcare a organului de tracțiune și se accept egală cu 0,12 m/s;
– pierderile de putere pe tamburul de comandă, N.
Puterea N (în kW) necesară pentru a pune în mișcare transportorul principal al mașinii se va determina cu expresia:
, (IV.12)
în care reprezintă randamentul transmisiei cu bielă-manivelă;
randamentul transmisiilor prin roți de lanț
– randamentul reductorului.
Se calculează parametrii la mașina de spălat ambalaje de sticlă cu capacitatea de 0,5 l. Productivitatea mașinii .
Numărul de fluxuri în mașină .Durata unei șprițuituri și a deplasării între două șprițuituri vecine .
Se determină:
durata ciclului cinematic cu expresia (4.2):
;
durata staționării transportului mașinii pe parcursul unui ciclu cinematic cu expresia (4.3):
;
numărul de șprițuri cu expresia(4.4):
;
numărul de pozițiiocupate de ambalaje în băile de înmuiere cu expresia (4.5):
poz. ș.a.m.d
inclusiv: I- în baia de preîncalzire și
II- în baia cu soluție alcalină cu , min și ;
III-în baia cu soluție alcalină cu t = 80,
și .
randamentul procesului de spălare cu expresia (4.6):
;
Aici a fost acceptat ca numărul total de purtători de casete în mașină ,iar din ei se află în băile de preîncălzire,înmuiere și spălare și,de asemenea,in dispozitivele de șprițuire 50 de purtători se află in afara procesului de prelucrare;durata ciclului tehnologic al mașinii cu expresia(4.7):
;
Calcului lanțului transportului de tracțiune al mașinii.
Date inițiale:
masa unei casete fără ambalaj ;
numarul de purtători de casete fixați pe 1m de lungime a transportorului ;
pasul lanțului transportorului ;
masa 1m de lungime a lanțului dotat cu purtători ;
masa unei butelii ;
masa lichidului din butelie
masa încărcăturii intr-un purtător de casete ;
masa încărcăturii pe 1m de lanț ;
masa 1m liniar de lanț ;
masa totala a 1m liniar de lanț
;
numarul de casete într-un purtător
masa unei casete .
Acceptăm că masa 1m de lanț rămîne constntă pe tot traseul transportului mașinii.
Acceptăm , de asemenea, că efortul de tracțiune (întindere) a lanțului în p. (figura 1) . Atunci efortul de întindere a lanțului in p. se determină ca , în care: -forța de rezistență mișcării pe tronsonul
;
în care L reprezintă lungimea tronsonului de lanț , m ;
α-unghiul de înclinare a tronsonului de lanț relativ verticalei, ;
c-coeficientul de rezistență mișcării (pentru lanțuri cu bucșe și role );
Astfel
,
și .
Efortul de întindere in p. se determină cu expresia:
;
În care . ;
Astfel .
Efortul de întindere în p. .
;
;
Și .
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
;
iar .
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
.
prin urmare: .
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
;
Rezultă că .
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
;
;
.
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
;
Astfel .
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
;
iar .
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
;
Astfel
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
;
Astfel .
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
;
Astfel .
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
;
Astfel.
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
;
Astfel .
Efortul de întindere a lanțului în p.:
;
;
Astfel .
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
;
Iar .
Efortul de întindere a lanțului în p. :
.
Efortul de întindere a lanțului în p. :
Forța periferică aplicată pe roțile de lanț conducătoare se determină în felul următor:
.
Efortul de rupere a lanțului transportorului , în care , iar K reprezintă coeficientul de securitate al lanțului care se acceptă egal cu 5.
Atunci .
Fiindcă transportorul are două lanțuri infinite, efortul de rupere pentru un lanț va constitui .
Selectăm lanțul cu bucșe și role STAS 588-41:
efortul de rupere ;
diametrul rolelor ;
lungimea rolelor ;
lungimea părții utile a rolelor ;
grosimea plăcii interioare ;
lățimea plăcilor ;
grosimea plăcii exterioare ;
masa 1m liniar de lanț .
Forța dinamică (N) generată în lanțuri datorită accelerației se determină cu expresia (4.8):
;
Aici a fost calculată cu expresia (4.9):
.
Forța de inerție generată în timpul mișcării intermitente a transportorului cu accelerația se determină cu expresia (4.10):
;
Coeficientul de securitate a lanțului organului de tracțiune se determină cu expresia:
;
Puterea totală se determină cu expresia:
;
Puterea N (în kW) aplicată pe arborele conducător al organului de tracțiune se determină cu expresia (4.11):
;
Puterea motorului electric al organului de tracțiune se determină cu expresia (4.12):
.
Din calcule și din diagrama prezentată în figura 4.3 se observă dependența randamentului mașinii de duratrta ciclului de spalare.
Fig. 4.3. Diagrama randamentului mașinii AMM-6 funcție de durata ciclului de funcșionare
Din diagramă se oservă că randamentul atinge un maxim de aproximativ 80% la o durată a ciclului de 10 secunde.
IV.4.2. Calculul de dimensionare al mașinii de spălat butelii BLE-2B
Se calculează parametrii la mașina de spălat ambalaje de sticlă cu capacitatea de 0,5 l. Productivitatea mașinii .
Numărul de fluxuri în mașină . Durata unei șprițuituri și a deplasării între două șprițuituri vecine .
Se determină:
durata ciclului cinematic cu expresia (4.2):
;
durata staționării transportului mașinii pe parcursul unui ciclu cinematic cu expresia (4.3):
;
numărul de șprițuri cu expresia(4.4):
;
numărul de pozițiiocupate de ambalaje în băile de înmuiere cu expresia (4.5):
poz. ș.a.m.d
inclusiv: I- în baia de preîncalzire și ;
II- în baia cu soluție alcalină cu , min și ;
III-în baia cu soluție alcalină cu t = 80,
și .
randamentul procesului de spălare cu expresia (4.6):
;
Aici a fost acceptat ca numărul total de purtători de casete în mașină , iar din ei se află în băile de preîncălzire,înmuiere și spălare și,de asemenea, în dispozitivele de șprițuire 50 de purtători se află in afara procesului de prelucrare; durata ciclului tehnologic al mașinii cu expresia(4.7):
;
Calcului lanțului transportului de tracțiune al mașinii.
Date inițiale:
masa unei casete fără ambalaj ;
numarul de purtători de casete fixați pe 1m de lungime a transportorului ;
pasul lanțului transportorului ;
masa 1m de lungime a lanțului dotat cu purtători ;
masa unei butelii ;
masa lichidului din butelie
masa încărcăturii intr-un purtător de casete ;
masa încărcăturii pe 1m de lanț ;
masa 1m liniar de lanț ;
masa totala a 1m liniar de lanț
;
numarul de casete într-un purtător
masa unei casete .
Acceptăm că masa 1m de lanț rămîne constntă pe tot traseul transportului mașinii.
Acceptăm , de asemenea, că efortul de tracțiune (întindere) a lanțului în p. (figura 1) . Atunci efortul de întindere a lanțului in p. se determină ca , în care: -forța de rezistență mișcării pe tronsonul
;
în care L reprezintă lungimea tronsonului de lanț , m ;
α-unghiul de înclinare a tronsonului de lanț relativ verticalei, ;
c-coeficientul de rezistență mișcării (pentru lanțuri cu bucșe și role );
Astfel
,
și .
Efortul de întindere in p. se determină cu expresia:
;
În care . ;
Astfel .
Efortul de întindere in p. .
;
;
Și .
Efortul de întindere a lanțului in p. :
;
;
iar .
Efortul de întindere a lanțului in p. :
;
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
.
prin urmare: .
Efortul de întindere a lanțului in p. :
;
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
;
Rezultă că .
Efortul de întindere a lanțului in p. :
;
;
;
.
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
;
Astfel .
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
;
iar .
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
;
Astfel
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
;
Astfel .
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
;
Astfel .
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
;
Astfel.
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
;
Astfel .
Efortul de întindere a lanțului în p.:
;
;
Astfel .
Efortul de întindere a lanțului în p. :
;
;
Iar .
Efortul de întindere a lanțului în p. :
.
Efortul de întindere a lanțului în p. :
Forța periferică aplicată pe roțile de lanț conducătoare se determină în felul următor:
.
Efortul de rupere a lanțului transportorului , în care , iar K reprezintă coeficientul de securitate al lanțului care se acceptă egal cu 5.
Atunci .
Fiindcă transportorul are două lanțuri infinite, efortul de rupere pentru un lanț va constitui .
Selectăm lanțul cu bucșe și role STAS 588-41:
efortul de rupere ;
diametrul rolelor ;
lungimea rolelor ;
lungimea părții utile a rolelor ;
grosimea plăcii interioare ;
lățimea plăcilor ;
grosimea plăcii exterioare ;
masa 1m liniar de lanț .
Forța dinamică (N) generată în lanțuri datorită accelerației se determină cu expresia (4.8):
;
Aici a fost calculată cu expresia (4.9):
.
Forța de inerție generată în timpul mișcării intermitente a transportorului cu accelerația se determină cu expresia (4.10):
;
Coeficientul de securitate a lanțului organului de tracțiune se determină cu expresia:
Puterea totală se determină cu expresia:
;
Puterea N (în kW) aplicată pe arborele conducător al organului de tracțiune se determină cu expresia (4.11):
Puterea motorului electric al organului de tracțiune se determină cu expresia (4.12):
Din calcule și din diagrama prezentată în figura 4.4 se observă dependența randamentului mașinii de duratrta ciclului de spalare.
Fig. 4.3. Diagrama randamentului mașinii BLE-2B funcție de durata ciclului de funcționare
Din diagramă se oservă că randamentul atinge un maxim de aproximativ 80% la o durată a ciclului cuprnsa între 3 și 6 secunde.
Analiza parametrilor la mașinile de spălat recipiente Tabel IV.1
Date inițiale utilizate pentru calculul mașinilor de spălat recipiente Tabel IV.2.
Analizând calculele și diagramele obținute, se constată ca mașina este mai eficientă deoarece durata ciclului de spălare este mai scurtă deci productivitatea este mai mare.
CONCLUZII
În vederea intensificării procesului de spălare, Se propun câteva metode, care prevăd o întrebuințare complexă a substanțelor activ-superficiale, majorarea temperaturii lichidelor de spălare, majorarea vitezei aerodinamice de spălare a lichidelor, turbulența fluxurilor, aplicarea vibratoarelor, inclusiv a celor ultrasonore, stropirea – șprițuirea recipientelor sub vid, utilizarea spălării cu impulsuri (succedarea umplerii sticlelor cu abur cu o condensare ulterioară a aburului, crearea vidului și aspirarea lichidului de spălat), șprițuirea impulsivă, utilizarea soluției alcaline care conține nisip, utilizarea apei cu duritate mică, utilizarea substanțelor de dezinfectare la ultimele etape de prelucrare a sticlelor (stropirea cu apă clorată, descărcarea sub acțiunea razelor violete), utilizarea apei prelucrate în câmpul magnetic și altele.
Pentru realizarea unor metode din cele deja numite, au fost elaborate construcții speciale. Dar majoritatea din ele nu au obținut o vastă aplicare din cauza unor construcții prea complicate. Mai frecvent se utilizează majorarea temperaturii soluției alcaline, reducerea durității apei, șprițuirea pulsatoare.
Pentru sporirea fiabilității mașinilor de spălat recipiente și mașinii automate de dozat o importanță extrem de mare are regimul de funcționare a transportoarelor de alimentare și de evacuare.
Analiza construcțiilor modeme ale mașinilor de spălat recipiente și analiza tendințelor de dezvoltare a lor permite de determinat direcțiile principale de modernizare ale acestor mașini. In primul rând, aceasta se referă la majorarea productivității mașinilor, ceea ce contribuie la reducerea consumului specific de metal, cheltuielilor de întreținere, la spargerea sticlelor etc.
Trebuie de menționat că utilizarea mașinilor cu mari productivități nu exclude posibilitatea și necesitatea folosirii mașinilor cu productivitate mică în liniile tehnologice respective.
Deși procesul de spălare a recipientelor se consideră automatizat, totuși întreținerea mașinilor de spălat cere o manoperă considerabilă. Aceasta se referă la spălarea mașinii, la dezinfecția ei, la evacuarea cioburilor de sticlă și a etichetelor, la curățarea duzelor și a filtrelor ș.a. Mecanizarea acestor operații este o cale importantă de ameliorare a construcției mașinilor de spălat recipiente.
O altă cale este reducerea consumului de metal, energie, apă, abur, detergenți, a spargerilor de sticlă, adică reducerea cheltuielilor circulante și a investițiilor.
Reducerea consumului de energie la antrenarea mecanismelor mașinilor de spălat recipiente (el constituie 25 % din consumul total de energie) se poate realiza utilizând o mișcare continuă a organului de tracțiune (transportorului principal) și a altor mecanisme ale mașinii, înlocuind mișcarea intermitentă a lor. Reducerea consumului de apă și abur poate fi obținută întrebuințând scheme raționale de reutilizare a ei.
Reducerea spargerilor de sticlă de origine mecanică se obține prin utilizarea construcțiilor reușite ale organelor de lucru, materialelor plastice, iar a spargerilor termice de sticlă – prin majorarea numărului de salturi de temperatură și prin micșorarea valorilor lor.
Se consideră că confecționarea mașinilor compuse din mai multe module (compartimente, băi) este o cale cu perspectivă deosebită. In figura 3.4.1 sunt reprezentate variantele compunerii mașinii de spălat sticle BLE-2B a firmei “Seitz”. Construcții analogice de mașini se fabrică și de firmele “Holstein and Kappert” (Germania), ”A.Vandergeeten” (Belgia),”Barry Wehmiller”(Anglia) etc.
Un interes deosibit reprezintă agregarea mașinilor de spălat recipiente cu alte mașini, de exemplu cu mașina de extragere a buteliilor din lăzi de masă plastică. În acest caz, capul de apucare a buteliilor se amplasează deasupra masei de acumulare a sticlelor mașinii de spălat.
Ca o concluzie finală, în urma analizei calculelor și a diagramelor obținute, se constată ca mașina este mai eficientă deoarece durata ciclului de spălare este mai scurtă deci productivitatea este mai mare.
BLIOGRAFIE
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Calculul Parametrilor la Masinile de Spalat (ID: 162033)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.
