Bài giảng Quá trình và thiết bị Silicat 1 - Chương 11: Khuấy, trộn nguyên phối liệu

1THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-1
QUÁ TRÌNH &
THIẾT BỊ SILICAT 1
Bộ môn Vật liệu Silicat
Khoa Công Nghệ Vật Liệu
Đại học Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-2
Khuấy-trộn 
nguyên phối liệu
CHƯƠNG 11
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-3
Đại cương và phân loại. 

 Một trong những ảnh hưởng quan trọng đến động 
học quá trình phản ứng của các chất trong quá trình 
nung luyện xi măng, thuỷ tinh, gốm sứ, vật chịu lửa
là độ đồng nhất của phối liệu. 

 Vì vậy việc khuấy trộn đóng một vai trò rất quan trọng 
trong công nghiệp sản xuất VL silicat. 

 Căn cứ để chia máy khuấy trộn thành những nhóm 
chính theo : 
 nguyên tắc làm việc, 
 cấu tạo của thiết bị.
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-4
Phân loại Máy khuấy trộn các vật liệu dạng bột

 Máy khuấy trộn liên tục: 
 Máy trộn vít 1 trục;
 Máy trộn vít 2 trục cùng chiều và ngược chiều.

 Máy khuấy trộn gián đoạn: 
 Máy khuấy trộn cánh chữ Z, chữ V;
 Máy trộn Be-gun (bánh xe).
2THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-5
Phân loại Máy khuấy trộn dung dịch huyền phù
(bùn, vữa, hồ, men)

 Máy khuấy trộn liên tục: 
 Máy bừa bùn;
 Máy khuấy trộn bằng không khí nén;
 Máy khuấy trộn bằng liều lượng khối khí nén và cơ học.

 Máy khuấy trộn gián đoạn: 
 Máy khuấy trộn guồng ngang.
 Máy khuấy trộn guồng đứng.
 Máy khuấy trộn chân vịt.
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-6
Các máy khuấy trộn vít

 Thiết bị loại này dùng để trộn và làm ẩm các vật liệu dạng 
bột khô, dẻo hay gầy trong sản xuất gạch xây, gạch chịu 
lửa, hay dùng trộn phế liệu thuỷ tinh.

 Máy khuấy trộn vít 1 trục :
 Máy trộn vít một trục thường dùng để trộn các nhóm hạt sa mốt với 
bột đất sét và cao lanh, hoặc đất sét làm gạch đã được nghiền nhỏ
với cát, sau đó làm ẩm. 
 Đôi khi người ta còn dùng máy trộn vít 1 trục để trộn vật liệu khô và
làm ẩm chúng, rồi sau đó trộn trong máy trộn vít 2 trục.
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-7
Cấu tạo máy khuấy trộn vít 1 trục

 Đối với vật liệu khô thường lắp vít xoắn liên tục. 

 Đối vật liệu có độ ẩm lớn thường lắp các cánh trộn gián 
đoạn. 

 Có thể xoay độ lệch của cánh trộn so với trục để hiệu chỉnh 
năng xuất và độ đồng nhất của phế liệu.
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-8
Máy khuấy trộn vít 2 trục

 Máy trộn vít 2 trục có chiều dài tương đối ngắn 
hơn, nhưng chất lượng tốt hơn so với máy trộn 
vít 1 trục.

 Máy trộn vít 2 trục có 2 loại chính: 
 Máy trộn vít 2 trục cùng chiều.
 Máy trộn vít 2 trục ngược chiều.
3THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-9
Máy trộn vít 2 trục
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-10
Máy trộn vít 2 trục cùng chiều

 Loại này dược ứng dụng phổ biến trong công nghiệp sản suất gạch và
VL chịu lửa để trộn khô cũng như trộn các vật liệu dẻo ẩm. 

 Cấu tạo gồm 2 trục vít (1) và (2) trên có lắp các cánh trộn (3,4) số cánh 
trộn trên 2 trục như nhau nhưng độ lệch đặt ngược chiều nhau. 

 Hai trục vít quay có số vòng quay bằng nhau nhưng ngược chiều nhau. 
Do động cơ truyền chuyển động đến cặp bánh răng (5,6) làm quay trục 
vít 1, đầu ra trục 1 có lắp bánh răng 7, bánh răng này ăn khớp với bánh 
răng (8) và có cùng đường kính (số răng) làm cho bánh răng (8) cùng 
quay dẫn đến trục (2) quay ngược chiều với trục (1). 

 Tuy hai trục quay ngược chiều, nhưng phối liệu trộn vẫn được đẩy về
cuối máy. 
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-11
Máy trộn vít 2 trục ngược chiều

 Thiết bị này được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thuỷ tinh.

 Cấu tạo gồm có trục vít (1) và (2), trên có lắp các cánh trộn (3) và
(4). Số lượng cánh trộn trên hai trục bằng nhau và độ lệch đặt 
cùng chiều nhau. Trục vít quay nhờ động cơ 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 do cấu tạo số răng khác nhau và quay ngược chiều nhau 
cho nên, số vòng quay hai trục vít khác nhau và ngược chiều 
nhau. 

 Một trục đẩy nguyên liệu về đầu máy một trục đẩy nguyên liệu về
cuối máy mục đích để tăng độ đồng nhất sản phẩm
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-12
Máy trộn vít 2 trục kết hợp trộn ẩm

 Để tăng hiệu quả trộn ẩm, người ta còn dùng máy trộn vít 2 
trục có hệ thống hơi nước làm ẩm và làm nóng vật liệu. Hơi 
nước được cấp vào giữa hai lớp vỏ máy, vỏ ngoài kín vỏ
trong có lỗ thủng thông vào máy, từ đó hơi nước sẽ phun 
vào làm ẩm vật liệu. 

 So với trộn ẩm bằng nước, trộn ẩm bằng hơi nước theo 
phương pháp trên có những ưu việt sau: 
 Chất lượng của phối liệu (đất sét) dùng để tạo hình tốt hơn 
 Nếp nhăn của sản phẩm khi tạo hình giảm 
 Năng suất tạo hình của sản phẩm tăng từ 10-20% 
 Năng lượng tiêu hao khi tạo hình giảm đến 20% 
 Thời gian sấy sản phẩm tạo hình giảm 40-50% 
 Hiệu quả trộn cũng như chất lượng của sản phẩm được nâng cao.
4THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-13
Các loại vít máy trộn vít xoắn
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-14
Tính năng suất máy trộn vít 

 Năng suất máy trộn vít cánh phẳng, không chú ý đến thời 
gian và chất lượng trộn, có thể xác định theo : 

 Trong đó: 
D : Đường kính do cánh vịt vạch ra [m].
d : Đường kính trục vít [m]. 
ϕ : hệ số đổ đầy, khoảng 0,55-0,6. 
Z : số cánh trộn trong một bước vít (đối với máy trộn 2 trục cùng chiều, tính số
cánh trộn trên cả 2 trục vít).
b: chiều rộng cách trộn [m]. 
n: số vòng quay của trục vít vòng/phút 
ß : hệ số chú ý đến phần vật liệu đi ngựơc lại khi trộn thì ß=0.85-0.90 
α : góc nghiêng của cánh trộn so với trục vít. 
ρ: trọng lượng riêng của vật liệu T/m3.
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-15
Sơ đồ máy khuấy trộn gián đoạn Be-gun 
(bánh xe)
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-16
Máy khuấy trộn gián đoạn Be-gun 
(bánh xe)

 Cấu tạo máy gồm trục quay (1) lắp với bánh xe (2) và các 
cánh quạt (3), trục quay nhờ động cơ truyền chuyển động 
đến trục ngang (4) đến bệ bánh khía (5) và (6), đồng thời 
trục ngang (4) quay kéo theo bánh khía (7) và (8) quay ăn 
khớp với bánh khía (9) và (10) làm trục (11) và (12) quay. 

 Trên trục có lắp các bánh răng (13) và (14) và khớp với 
bánh răng của đĩa (15) làm cho đĩa quay nhưng ngược 
chiều với chiều quay của bánh xe (2) và các cánh quạt 3 
nhờ vậy vật liệu được trộn đều. 

 Máy làm việc gián đoạn theo chu kỳ nạp và tháo liệu. 
5THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-17
2 nguyên lý trộn gián đoạn Be-gun (bánh xe)
Máy trộn Be-gun có 2 loại: 
- loại 1 trục quay (phải)
- loại 2 trục quay (trái)
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-18
Máy khuấy trộn gián đoạn Be-gun 
(bánh xe)

 Máy trộn Be-gun dùng để trộn nguyên liệu khoáng, các vật 
liệu dạng bột sau đó làm ẩm. 

 Thường được dùng để trộn phế liệu trong công nghiệp gốm 
sứ xây dựng. Cũng như trong công nghiệp vật liệu chịu lửa. 

 Thường tâm của trục quay và cánh quạt không trùng với tâm 
đĩa quay, ngoài ra trên đĩa còn gắn những cánh quạt cố định. 

 Vì vậy quỹ đạo chuyển động của vật liệu trên đĩa rất phức 
tạp.
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-19
Các máy khuấy trộn vật liệu dạng dung dịch 
huyền phù - Máy khuấy trộn chân vịt

 Máy khuấy trộn chân 
vịt dùng để khuấy trộn 
các dung dịch huyền 
phù trong công nghiệp 
chế tạo gốm sứ xây 
dựng.

 Kết hợp mục tiêu 
chống lắng huyền phù.
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-20
Máy khuấy trộn chân vịt

 Cấu tạo máy gồm cánh chân vịt (1) được gắn liền với 
trục quay (2), trục quay nhờ động cơ (3) truyền chuyển 
động qua hộp giảm tốc (4) bộ phận chuyển động được 
đặt trên dầm ngang (5), bể chứa (6) thường được làm 
bằng thép hay bê tông cốt thép. 

 Đường kính bể D=1.5H (H chiều cao của bể). 

 Tốc độ quay của chân vịt có thể xác định theo công 
thức với d là đường kính do chân vịt quay tạo nên
6THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-21
Thiết bị khuấy trộn bằng khí nén 
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-22

 Thiết bị khuấy trộn bằng khí nén được dùng để trộn bùn trong các bể
chứa hay trong các bể điều chỉnh trong các nhà máy xi măng sản xuất 
theo phương pháp ướt lò quay. 

 Thiết bị có cấu tạo dạng hình trụ (1) bằng bê tông cốt thép, chiều cao 
phần hình trụ bằng 2 lần đường kính. Đáy có cấu tạo hình nón, góc 
nghiêng 45°, ống dẫn khí (2) được lồng vào trong ống (3) nối liền với 
phao (4). 

 Do bùn trong ống (3) ở trạng thái bão hoà không khí nên trọng lượng 
thể tích của nó nhỏ hơn trọng lượng thể tích của bùn chứa trong bể. Vì
vậy, bùn dâng lên trên ống (3) và qua các lỗ ở đầu gần phao tạo lên 
chuyển động bùn trong bể. 

 Để tăng cường khả năng khuấy trộn, đối với bể có đường kính lớn 
người ta còn lắp thêm các ống dẫn khí (5), đường kính ống khoảng 
φ=50-100mm. 

 Bùn được dẫn vào bể qua các ống dẫn (6), sản phẩm được tháo ở đáy 
bể qua các ống dẫn (7), nhờ các bơm ly tâm (8) chyển vận đưa đi sử
dụng (vào lò nung) theo ống dẫn (9). Để cân bằng phao (4) có đối trọng 
(10), không khí nén được dẫn vào theo ống dẫn (11).
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-23
Thiết bị khuấy trộn bằng không khí
nén và thiết bị cơ học liên hợp
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-24

 Trong các nhà máy xi măng sản suất theo phương pháp ướt lò quay, 
bùn dự trữ thường được chứa trong các bể trụ hay bể hình chữ nhật. 
Trên các bể này có lắp các kết cấu mang các cánh khuấy quay tròn 
hay chạy dọc theo bể. Phía dưới các cánh khuấy có lắp các ống dẫn 
khí nén để tăng cường khuấy trộn phối liệu bùn, làm tránh sự lắng 
đọng hay phân lớp phối liệu. 
 Đối với các bể trụ có dung tích 5000-8000m3. Cầu trục mang 3-4 cánh 
khuấy, quay với tốc độ n=4-8 v/phút. Lượng khí nén tiêu hao cho 1m3 bùn 
là 0.003-0.0045m3 khí.
 Đối với các bể hình chữ nhật có dung tích từ 3000-4000m3, cầu trục mang 
3-4 cánh khuấy, chuyển động dọc theo bể với tốc độ v=4m/phút. Lượng khí
nén tiêu hao cho 1m3 bùn 7.5-10m3 khí. Lượng khí nén tiêu hao lớn như 
vậy vì ở các góc bể hình chữ nhật còn đặt thêm các ống sục khí nén để
tránh sự lắng ở các góc bể. 

 Hiện nay người ta sử dụng phổ biến thiết bị khuấy liên hợp bể tròn, vì
cầu trục chuyển động tròn quanh bể tạo cho bùn có tốc độ chuyển 
động cao hơn, do đó quá trình khuấy tốt hơn so với bể hình chữ nhật. 
7THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-25
Cấu tạo thiết bị khuấy liên hợp bể tròn

 Gồm bể 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), khí nén phun theo các ống (13) lắp dưới các cánh 
khuấy. 

 Từ đó tạo lên sự khuấy trộn bằng không khí nén kết hợp cơ 
học. 
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-26
Tính toán thiết bị khuấy liên hợp bể tròn

 Tính công suất động cơ của máy nén khí :
Với Qu : năng suất máy nén không khí (m3/ph); 
Qu=Vu.µu
Vu : khối lượng không khí tiêu hao (m3/s) 
µu : hệ số tính đến sự tổn thất không nhỏ (µu=1,15-1,2) 
A0 : động năng tiêu hao cho 1m3 không khí, phụ thuộc vào 
công suất của máy nén khí [kgm].
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-27
Máy khuấy trộn 
vis 2 trục
Máy khuấy 
trộn cánh vịt
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-28
8THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-29 THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-30
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-31 THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-32
9THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-33 THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-34
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-35 THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-36
10
THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-37 THIẾT BỊ KHẤY - TRỘN NGUYÊN PHỐI LIỆU 10-38