Tính toán thiết kế hệ dẫn động thuỷ lực các cơ cấu của thiết bị lò đốt phế thải bệnh viện dựa trên công nghệ lò đốt của áo

Nội dung của phơng pháp này là rác thải của ngời dân đợc thải ra và công ty vệsinh môi trờng sẽ có một bộ phận đi thu gom rác cùng các bộ phận chuyên dùng.Rác au khi đợc thu gom sẽ đợc c

mục lục.

Trang Chơng 1: Tổng quan về xử lý phế thải công nghiệp , đặc biệt

phế thải bệnh viện trên thế giới và Việt Nam 1

1 Tổng quan về xủ lý phế thải trên thế giới 1

2 Giới thiệu tổng quan về quá trình thu gom và xử lý phế thải y tế trên thế giới và Việt Nam 3

Chơng 2 : Đặc tính kỹ thuật của lò đốt 8

1 Đặc tính kỹ thuật của lò đốt 8

2 Hệ thống dẫn động các cơ cấu lò đốt 9

3 Quy trình vận hành lò đốt và quá trình đốt 10

3.1 Quy trình vận hành lò đốt và quá trình đốt 10

3.2 Quy trình đốt và xử lý tro xỷ sau khi đốt 12

Chơng 3 : Nguyênl ý làm việc và các kích thớc cơ bản của lò đốt phế thải bệnh viện 14

1 Cơ cấu nâng thùng phế thải lò đốt 14

1.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc và kích thớc cơ cấu nâng thùng 14

1.2 Khảo sát lực tác dụng lên cơ cấu theo phơng pháp hoạ đồ 17

1.3 Tính toán kích thớc tay đòn nâng thùng 19

1.4 Tinh toán chọn ổ lăn 2 gối CC 23

2 Tính toán kích thớc cơ cấu kẹp thùng 24

3 Tính toán cơ cấu nâng cửa lò 31

3.1 Nguyên lý làm việc 32

3.2 Tính toán lực tác dụng lên đầu pít tông 32

3.3 Tính chọn cáp và puly 34

3.4 Tính toán kích thớc chốt tạii khớp liên kết 36

4 Nguyên lý làm việc, kích thớc cơ cấu đẩy phế thải rắn 37

4.1 Nguyên lý làm việc 37

4.2 Kích thớc cơ bản của cơ cấu 37

4.3 Tính lực tác dụng lên cơ cấu đẩy rác 38

5 Nguyên lý làm việc cơ cấu đẩy tro 38

5.1 Nguyên lý làm việc 38

5.2 Tính lợng nớc cần thiết để làm mát tấm đẩy tro 40

Chơng 4 : Thiết kế hệ thống thủy lực dẫn động các cơ cấu 45

1.1 Sơ đồ truyền động và cách bố trí các phần tử thủy lực 45

2.1.Tính chọn các xylanh thủy lực 45

2.2 Tính chọn động cơ dẫn động cho bơm 55

2.3 Tính toán thiết kế bộ truyền đai 57

2.4 Tính chọn đờng ống dẫn dầu thuỷ lực 59

2.5 Chọn dầu thuỷ lực 61

Chơng 5: Điều khiển hệ truyền động thuỷ lực và các thiết bị 62

1.1 Sơ đồ mô tả quy trình vận hành lò đốt 62

1.2 Thuyết minh sơ đồ mạch điện 63

1.3 Tính chọn các khí cụ điện cho mạch động lực và mạch điều khiển 64

2 Phơng án điều khiển điện tử 67

2.1 Sơ đồ quá trình làm việc của mạch điều khiển 67

2.2 Thuyết minh quá trình làm việc mạch điều khiển 68

Kết luận 69

Tài liệu tham khảo 70

LờI NóI ĐầU.

Ngày nay với sự bùng nổ dân số toàn cầu , lợng phế thải do con ngời thải rangày càng nhiều Vấn đề xử lý lợng rác thải ngày càng nhiều sao cho có hiệu quả

và đảm bảo vệ sinh môi trờng là vấn đề mà tất cả các quốc gia trên thế giới đềuquan tâm đặc , biệt là những nguồn phế thải độc hại mà phế thải y tế là một trongnhững nguồn phế thải độc hại có nguy cơ lây nhiễm cao

Xử lý phế thải y tế theo phơng pháp đốt là một trong những phơng pháp cóhiệu quả cao , đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh môi trờng Đây là phơng pháp đợcnhiều nớc trên thế giới áp dụng rộng rãi Nhng đối với Việt Nam đây là một ph-

ơng pháp xử lý còn mới

Trong đợt làm đồ án tốt nghiệp này em đợc giao nhiệm vụ:

Tính toán thiết kế hệ dẫn động thuỷ lực các cơ cấu của thiết bị lò đốt phế thảibệnh viện dựa trên công nghệ lò đốt của áo Đây là một công nghệ mà hiện nay

đang đợc áp dụng rất rộng rãi ở các nớc đang phát triển nh nớc ta

Trớc yêu cầu thực tế đó, việc nghiên cứu chế tạo một số bộ phận tiến tới toàn

bộ thiết bị của lò nhằm giảm giá thành là một thách thức đối với các kỹ s cơ khí

Đây là đề tài còn mới , nhng trong quá trình thực hiện em đã đợc PGS – TS

Đỗ Xuân Đinh , TS Vũ Công Hoè và các thầy giáo trong bộ môn cở cơ khí đãnhiệt tình hớng dẫn và tạo mọi điều kiện để em hoàn thành đúng thời hạn đồ ántốt nghiệp này Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên đồ án này không tránhkhỏi nhiều thiếu sót , em rất mong nhận đợc sự góp ý của các thầy cô giáo để đềtài đợc hoàn thiện và mang tính khả thi cao

Em xin chân thành cảm ơn

Hà nội , ngày 10 / 6 / 2002 Sinh viên thực hiện

Vũ Thu Trang

Ch

ơng I :

Tổng quan về xử lý phế thải công nghiệp, đặc biệt phế thải

bệnh viện trên thế giới và Việt Nam

I, Tổng quan về tình hình xử lý phế thải trên thế giới:

Ngày nay với sự bùng nổ dân số thế giới toàn cầu, số lợng ngời ngày càng tănglên, cùng với sự phát triển về khoa học kỹ thuật, đời sống con ngời cũng ngàycàng tăng, các nhu cầu của con ngời cũng đợc ngày càng đáp ứng đầy đủ và đikèm theo nó cũng xuất hiện nhiều vấn đề mà con ngời cần phải giải quyết Mộttrong những vấn đề đó là tìm ra những cách thức xử lý lợng phế thải ngày càngnhiều góp phânf giữ gìn cho môi trờng trong sạch

Hiện nay tất cả các nớc trên thế giới đều áp dụng cho mình các phơng pháp xử lýrác thải sao cho phù hợp với điều kiện kinh tế và đặc điểm của nớc mình Và đạt

đợc hiệu quả cao trong xử lý cũng nh áp dụng từng cách xử lý cho từng loại rácphù hợp, ngời ta chia phế thải thành 2 loại: phế thải hữu cơ và phế thải vô cơ cácloại phế thải chứa prôtêin và các hợp chất hữu cơ( xác động vật, phân gia xúc vàngời, các chất thải của ngành công nghiệp thực phẩm, các loại chai lọ chựa chứathành phần hữu cơ…) Phế thải vô cơ là các phế thải vô cơ nh) Phế thải vô cơ là các phế thải vô cơ nh gạch, ngói và cácloại phế thải khác

I-1, Các phơng pháp xử lý rác thải:

I-1.1 Phơng pháp chôn lấp:

Phơng pháp chôn lấp là một trong những phơng pháp xử lý đã có từ khá lâu đời,phơng pháp này hiện nay vẫn là một trong những phơng pháp phổ biến và chủ

Ưu, nhợc điểm:

Phơng pháp chôn lấp có u điểm là đơn giản, chi phí cho việc xử lý phế thải thấp,

ít tốn kém nhng nó lại có những nhợc điểm sau: phải tốn diện tích đất cho việcchôn lấp

_ Nhợc điểm: là nó dễ gây ô nhiễm cho nguồn nớc ngầm Để khắc phục nhợc

điểm này, hố trớc khi đa phế thải xuống đã đợc họ đổ lót một lớp cát, sau đó lótgiấy bóng lên trên, sau đó mới đa phế thải xuống chôn lấp

I-1.2 Phơng pháp tái chế:

Ngày nay với nguồn cung cấp vật liệu phục vụ cho công việc sản xuất ngày càng khan hiếm, trong khi lợng phế thải ngày càng nhiều lên và ngời ta đã ra ph-

ơng pháp tận dụng nguồn nguyên liệu còn lại trong rác thải đã đợc tái chế phục

vụ cho sản xuất Rác thải sau khi đợc thải ra ngời ta tiến hành phân loại để đa vào

xử lý, phế thải thờng sử dụng trong phơng pháp tái chế là các loại phế thải công nghiệp Đứng đầu thế giới trong việc ứng dụng phơng pháp này là Nhật Bản Nhật

là một nớc có trình độ kinh tế kỹ thuật phát triển cao vào loại nhất nhì thế giới nhng nớc Nhật cũng là một đất nớc nhỏ bé, tài nguyên thiên nhiên nghèo nàn, nếu không muốn nói là không có Vì thế ngời Nhật tận dụng triệt để lợng phế thảicông nghiệp vào việc tái chế làm nguyên liệu sản xuất Phế thải đợc thu gom đa

đến các nhà máy tái chế, sau khi tái chế phế thải còn lại đợc đem đi chôn

_ Ưu, nhợc điểm của phơng pháp tái chế phế thải:

Tận dụng đợc nguồn nguyên liệu d thừa, làm giảm đến mức tối thiểu rác thải rasau khi tái chế Điều này không chỉ có ý nghĩa về mặt kinh tế và về mặt môi trờng

mà nó cũng làm giảm đáng kể mức ô nhiễm, làm giảm diện tích đất dùng chochôn lấp…) Phế thải vô cơ là các phế thải vô cơ nh

_ Nhợc điểm: phơng pháp này đòi hỏi tốn kém chi phí cho việc đầu t thiết bị xử

lý, nó chỉ phù hợp với những nền kinh tế phát triển cao

I-1.3 Ph ơng pháp vi sinh:

Phơng pháp vi sinh hay còn gọi là phơng pháp lên men yếm khí Phơng pháp ờng đợc áp dụng với phế thải gồm prôtêin nh phân các loại gia súc, các phế thảicủa ngành công nghiệp thực phẩm Phế thải sau khi thu gom sẽ đợc đa đến các

th-bể chứa kín ở đây quá trình lên men và phân hủy nhờ các vi sinh vật, sản phẩmcủa quá trình là các hợp chất hyđrô cácbon, chủ yếu là các khí mêtan sẽ đợc đa

đến các nơi cần sử dụng

Đây là các phơng pháp thờng đợc ứng dụng nhiều ở nông thôn, trang trại nơi ợng phân gia súc dồi dào, úc và Niu-di-lân là 2 nớc dẫn đầu thế giới về phơngpháp này Ưu điểm của phơng pháp nàylà đảm bảo đợc vệ sinh môi trờng, tậndụng đợc nguồn nguyên liệu bổ xung

Nhợc điểm: vốn đầu t ban đầu tơng đối cao.

I-1.4 Phơng pháp đốt:

Đốt là phơng pháp xử lý rác thải mới ra đời Phơng pháp đốt đợc dùng chủ yếu

để xử lý các loại phế thải có nguy cơ lây nhiễm cao, độc hại nh các loại phế thảibệnh viện, tất cả các loại phế thải về y tế Hiện nay trên thế giới đều áp dụng ph-

ơng pháp này, rác thải bệnh viện sẽ đợc thu gom bằng các xe chuyên dùng rồi

đ-ợc đa đến các lò đốt để xử lý, sau khi qua xử lý lợng tro còn lại sẽ đđ-ợc đem đichôn lấp

II) Giới thiệu tổng quan về quá trình thu gomvà xử lý phế thải y tế trên thế giới

và Việt Nam:

II-1 Phân loại phế thải bệnh viện:

Phế thải bệnh viện đợc chia làm bốn nhóm chính sau:

1) Nhóm A : bao gồm các loại phế thải gây nhiễm nh các bộ phận cắt bỏ của cơ

thể, dịch của cơ thể, chất bài tiết, bông băng, gạc nhiễm khuẩn, nhiễm trùng, quần áo, găng tay có nhiễm bẩn, nhiễm trùng, các bệnh phẩm, mẫu nuôi cấy, mẫuxét nghiệm và các vật phẩm lây nhiễm, nhiễm trùng khác

2) Nhóm B : gồm bơm kim tiêm, dao mổ, kẹp, kéo đã qua sử dụng, các loại chai

lọ, hộp mảnh thủy tinh, can nhựa, các mảnh xơng gẫy vỡ

3) Nhóm C: gồm các thuốc bị hỏng, thuốc đã quá hạn sử dụng hoặc thuốc còn

thừa, thuốc độc đối với tế bào vắc xin, huyết thanh, hoá chất, thuốc thử

4) Nhóm D: là loại phế thải đợc thải ra có thể ở dạng lỏng, rắn, khí.

- Dạng rắn: gồm các lọ nhỏ, thùng can đựng, bơm kim tiêm, dụng cụ thủy tinh,Giấy thấm, giẻ lau sàn có dính chất phóng xạ, phân của bệnh nhân đợc điều trị

và chẩn đoán bằng phóng xạ

- Dạng lỏng: gồm các loại dung dịch trong chẩn đoán và điều trị còn thừa, nớctiểu của bệnh nhân đợc chẩn đoán và điều trị bằng phơng pháp phóng xạ

- Dạng khí: ứng dụng làm sàn của khí Kr95, Xe115, khí thoát ra từ các kho chứa

đặc biệt nhất là từ các kho chứa Radium, khí hơi từ các lò đốt

II-2 Quá trình thu gom phế thải:

Sau khi phế thải y tế đợc phân làm 4 loại trên thì tùy từng loại phế thải sẽ đợc

đem thu gom vào các loại túi khác nhau nh các loại bao túi chất dẻo màu vàng,chai lọ, can nhựa, hộp giấy cáctông…) Phế thải vô cơ là các phế thải vô cơ nh Sau đó các loại phế thải này sẽ đợc cho vàothùng và đa đến các lò đốt của bệnh viện hoặc đợc chuyên chở bằng các xechuyên dùng chở đến các lò đốt tập trung

II-3 Các phơng pháp xử lý phế thải bệnh viện:

Hiện nay đang tồn tại 2 phơng pháp xử lý phổ biến, là phơng pháp tẩy uế, phơngpháp đốt

II-3.1 Phơng pháp tẩy uế:

Phế thải truyền nhiễm( từ các phòng cách ly phải đợc tẩy uế trợc khi thải bỏ đểtránh phân tán vi sinh vật gây bệnh ra môi trờng Có thể tẩy uế bằng phơng pháphoá học, nhiệt hay chiếu xạ Nếu tẩy uế thực hiện đảm bảo thì sau khi tẩy uế hầuhết các phế thải bệnh việncó thể vận chuyển nh những phế thải thông thờng khác.những phế thải từ những khoa phòng cách ly không tẩy uế vẫn xem là nguy hiểm

và đợc chuyển đi phân loại sau tẩy uế Trong quá trình tẩy uế các tiêu chuẩn làmsạch và vệ sinh luôn kuôn đợc đa lên hàng đầu

II-3.2 Xử lý phế thải theo phơng pháp đốt:

Đối với phế thải y tế thì xử lý bằng phơng pháp đốt cháy là phơng pháp antoàn và hiệu quả Trong phế thải y tế cần phải đốt có hàm lợng chất cháy khá lớn,nhiệt trị của chất thải cũng khá cao Khi bị đốt cháy trong các buồng đốt, nhiệt l-ợng này đợc sử dụng làm bay hơi nớc trong phế thải và nâng cao nhiệt lợngbuồng đốt cũng nh nhiệt lợng khói thải Buồng đốt đợc chia làm 2 buồng, buông

đốt cấp 1 đợc duy trì một nhiệt độ từ 900-9500C để xử lý các chất độc hại đioxin

và Fuham trong khói thải, buồng đốt cấp 2 đợc bố trí hệ thống nhiên liệu bổxung ở buồng đốt này nhiệt độ có thể lên tới 12000C, thời gian lu khói thảikhoảng 2 giây, nhờ đó bụi và các chất khí độc hại trong khói thải nhỏ hơn tiêuchuẩn cho phép trớc khi thải ra môi trờng

So với phơng pháp tẩy uế, phơng pháp đốt có những u điểm sau:

+ An toàn về sinh học khi xử lý

+ Không gây ô nhiễm trong quá trình xử lý rác thải

+ Giải quyết đợc vấn đề thẩm mỹ và tâm lý đối với cộng đồng dân c sốngxung quanh bệnh viện

+ Không đòi hỏi diện tích mặt bằng rộng, có thể kết hợp với các hiện trạngquy hoạch của các bệnh viện

+ Giảm thể tích phế thải còn lại khoảng 5 – 15% nên diện tích chôn lấpkhông đáng kể

Với những u điểm trên, việc xử lý rác thải y tế tại chỗ bằng lò đốt là một trongnhững xu hớng tất yếu đợc áp dụng nhiều trên thế giới cũng nh ở Việt Nam nhằmgiải quyết các nguồn phế thải gây ô nhiễm và độc hại một cách chủ động và hợplý.

Hiện nay hầu hết các nớc trên thế giới đều đã áp dụng phơng pháp này để xử

lý phế thải bệnh viện Dẫn đầu trong lĩnh vực này là Nhật Bản, do đặc điểm về

điều kiện tự nhiên, đất đai khan hiếm nên đốt là một trong những phơng pháp rất

đợc u tiên, hơn 30% lợng phế thải của Nhật mà chủ yếu là phế thải y tế, độc hại

đợc xử lý theo phơng pháp này Còn ở Việt Nam, từ trớc đến nay phế thải y tế rất

ít đợc quan tâm, hầu hết rác thải chỉ đợc xử lý qua và đem chôn lấp gây ô nhiễmmôi trờng và tăng nguy cơ ô nhiễm cao Tuy nhiên gần đây chính phủ và bộ y tế

đã có kế hoạch cho việc xử lý phế thải y tế cho cả nớc Dự kiến trong tơng lai sẽtrang bị lò đốt cho tất cả các bệnh viện lớn ở hầu hết các tỉnh thành Riêng ởthành phố Hồ Chí Minh đã đi đầu trong cả nớc về vấn đề này, thành phố đã tríchmột phần ngân sách nhập khẩu lò đốt công suất vừa của áo để tiến hành xử lý phếthải y tế cho toàn bộ các bệnh viện nằm trên địa bàn

Chơng 2: Đặc tính kỹ thuật của lò đốt

1 Đặc tính kỹ thuật của lò đốt.

Đặc tính kỹ thuật của lò đốt đợc viết dựa trên đặc tính kỹ thuật lò đốt công suấtvừa do áo chế tạo hiện đang đợc vận hành ở công ty xử lý phế thải môi trờng đôthị ở Tây Mỗ, đây là lò đốt có công suất cũng nh nguyên lý làmviệc của các thiết

mẻ một cách định kỳ ở đây mỗi mẻ 12 phút ,khối lợng mỗi mẻ đốt là 90 kg

+ lò đốt có chiều cao 2,8m không kể ống khói, chiều rộng cao 2m, chiều dài3,9m, phần ống khói cơ bản cao 4,5 m, tuỳ theo nơi lắp đặt có thể kéo dài thêmống khói cho phù hợp với điều kiện môi trờng Khi đó cần chú ý đến neo giữ ốngkhói, phía cửa lò cần có diện tích đủ lớn để vận hành thuận tiện

+ Tờng lò kết cấu thành 2 lớp: Gạch chịu lửa đặc biệt dày 110mm và bông thủytinh cách nhiệt dày 100mm, toàn bộ vật liệu chịu lửa phải phù hợp với tiêu chuẩnquốc tế, gạch chịu lửa phải chịu đợc nhiệt độ khoảng 15000C

+ Trần nóc đợc làm từ vật liệu cách nhiệt đúc nguyên khối dày 200mm

+ Cửa lò để cung cấp phế thải và thải xỉ Đây là loại cửa sập, có độ bền cao, đ ợcbọc vật liệu cách nhiệt, chiều dày cửa là 310 mm và cao 1000 mm chiều rộng

1500 mm Trong buồng thứ cấp có lắp một đầu lỗ 150mm để làm sạch buồng.+ ống khói chế tạo bằng thép dày 4mm, gạch chịu lửa có đờng kính trong, đờngkính ngoài Vách ống khói phần cơ bản đợc xây bằng vật liệu chịu lửa dày 50mm.+ Đỉnh ống khói lắp một bộ dập tàn lửa 3 lớp lới bằng thép không rỉ cao tối thiểu

450 mm với 4 thanh đỡ bằng thép

+ Lò đốt gồm 2 buồng đốt: sơ cấp và thứ cấp, các buông đốt có quạt gió, động cơ

có rơ-le quá tải va một hệ thống đánh lửa cùng hệ thống đảm bảo an toàn Cácbuồng đốt, rơ-le thời gian và rơ-le nhiệt đợc đấu nối trớc với nhau, chỉ chừa một

đầu cắm một pha với điện áp 220V Các ống cách điện và ống nối đợc đặt trêncác giá đỡ và đợc kẹp chặt Rơ - le nhiệt đợc đặt trong hộp bằng thép Mỗi rơlethời gian kiểm soát thời gian cháy, rơle nhiệt kiểm soát chế độ nhiệt hay điềuchỉnh chế độ phun dầu

+ Buồng đốt sơ cấp có công suất 12000-20000 kcal/h buồng đốt này đợc kiểmsát bằng rơle thời gian chia độ 0-1 giờ đặt trong hộp bảo vệ Để đảm bảo an toàncũng nh là hiệu quả đốt, thì buồng đốt chỉ hoạt động khi cửa lò đợc đóng

+ lò đốt thứ cấp có công suất khoảng Buồng đốt này đợc kiểm soát bằng bản lềcảm biến có thể điều chỉnh đợc, có khả năng kiểm soát nhiệt tăng ở buồng đốt thứcấp và giảm ở buồng đốt sơ cấp Để đảm bảo kiểm soát tối đa mức ô nhiễm,buồng đốt này sẽ tiếp tục hoạt động sau khi buồng đốt sơ cấp ngừng đốt cho đếnkhi nhiệt trong buồng sơ cấp giảm tới nhiệt độ đặt trớc

Hệ thống cấp nhiệt:

Năng lợng cung cấp nhiệt cho lò đốt là dầu hoả, dầu từ binh qua bơm và phânphối đến các vòi đốt, ở lò thiết kế ta bố trí 3 vòi phun với khoảng cách giữa cácvòi là 450mm, hệ thống cung cấp khí vào lò cũng có nguyên lý làm việc giống hệthống cung cấp dầu

Để đạt hiệu quả cháy tối u cũng nh hiệu suất đốt phế thải cao ở 2 hệ thống phundầu và cấp khí sẽ đợc trang bị hệ thống điều khiển chế độ nhiệt, cấp khí tự động

đảm bảo chế độ hoạt động của hệ thống vòi phun và cấp khí làm việc phù hợp vớitừng chế độ đốt, hệ thống này có nhiệm vụ ấn định thời gian, tự động điều chỉnhchế độ nhiệt

2 Hệ thống dẫn động các cơ cấu lò đốt:

Hiện nay có 2 phơng án, phơng án dẫn động thủy lực và phơng án dẫn động cơkhí việc lựa chọn phơng án nào phụ thuộc vào kết cấu và điều kiện làm việc cụthể của lò cũng nh u nhợc điểm của từng phơng án

2.2.1 Ưu nhợc điểm của phơng án dẫn động thủy lực:

u điểm:

+ Có khả nămg điều chỉnh vô cấp và tự động điều chỉnh vận tốc chuyển động của

bộ phận làm việc trong các máy ngay cả khi máy đang làm việc

+ Truyền đợc công suất lớn

+ Cho phép đảo chiều cơ cấu làm việc một cách dễ dàng

+ Có thể đảm bảo máy làm việc ổn định, không phụ thuộc vào tải trọng bênngoài

+ Do chất lỏng làm việc chủ yếu là dầu nên các chi tiết đợc bôi trơn

động đến cơ cấu kẹp thùng, kẹp chặt thùng vào giá nâng

- Sau đó cơ cấu nâng làm việc, xylanh 4 kéo xuống thông qua tay đòn 3 vàthanh nối 4, thùng rác và xe di chuyển lên trên theo ray dẫn hớng 5 Khixylanh thực hiện hết hành trình, thùng rác lên tới vị trí quy định và trút rác vàobuồng chứa Sau đó xylanh 4 hồi về vị trí đầu đa thùng rác về vị trí ban đầu

1

3 _ Puli đổi h ớng 4

Cơ cấu nâng cửa lò

- Tiếp theo, cơ cấu mở cửa lò làm việc Xylanh 4 rút về vị trí đầu và thông qua

hệ thống puly 3 , cửa lò 1 đợc kéo lên mở cửa lò ra Tiếp theo cơ cấu đẩy rác

từ buồng chứa vào trong buồng rác làm việc Xylanh đẩy ra và tấm gạt , gạtphế thải vào buồng đốt Hành trình của xylanh đẩy là 2200 mm Sau đóxylanh trở về vị trí làm việc ban đầu, lúc này xylanh nâng cửa lò mới trở về vịtrí ban đầu Tiếp theo một thời gian đốt cơ cấu đẩy tro làm việc đẩy tro rangoài buồng đốt để đa ra ngoài về cấu tạo và nguyên lý làm việc của cơ cấu

đẩy tro giống đẩy rác, chỉ khác là hành trình xylanh đẩy tro là 2000 mm

3.2 Quy trình đốt và xử lý tro xỉ sau khi đốt:

a, Quy trình đốt:

Phế thải của bệnh viện đợc đựng trong các hộp các-tông, túi nilông…) Phế thải vô cơ là các phế thải vô cơ nh ợc đa vàođ

lò đốt qua cửa nạp ở buồng sơ cấp Khi cửa nạp ở buồng sơ cấp mở thì lò đốt sẽngừng hoạt động, buồng đốt sơ cấp chỉ hoạt động khi nào cửa lò đợc đóng Điều

đó giúp cho sự hoạt động của lò đốt cũng nh ngời điều khiển lò đốt đợc an toàn

và đợc hiệu quả cao

Vì phế thải bệnh viện có độ ẩm cao, khoảng 40-60% nên ở buồng đốt sơ cấp, phếthải đợc sấy khô đồng thời nhiên liệu đốt đợc phun ở dạng sơng sẽ làm tăng nhiệt

độ của buồng này Phế thải này đợc cháy và khí hoá đi lên buồng đốt thứ cấp để

đốt nốt những chất mà cha đợc đốt ở buồng đốt sơ cấp, ở đây nhiên liệu đốt đợcphun ở dạng sơng Thời gian khí lu lại ở buồng đốt thứ cấp khoảng 2 giây

Sự cân bằng năng lợng giữa 2 buồng đốt này là vấn đề quan trọng, chúng phải cókích cỡ phù hợp Nếu quá nhiều năng lợng đợc tạo ra trong buồng đốt sơ cấp thìkhi cháy khí tạo ra sẽ tăng lên và dẫn đến tốc độ cao hơn trong buồng đốt thứ cấpkhiến cho thời gian lu cháy ngắn, khi cháy sẽ không đủ ôxy hoá hoàn toàn Quátrình không cân bằng này sẽ tạo ra khói đen và mùi

Ngợc lại nếu quá ít năng lợng đợc tạo ra trong buồng đốt sơ cấp thì khi ra khỏibuồng đốt sau sẽ sạch nhng năng suất đốt sẽ giảm và tiêu hao nhiên liệu ở buồng

đốt thứ cấp sẽ tăng lên

Để duy trì sự cân bằng sự tối u của lò đốt, khí phế có nhiệt trị cao rất khác cấpvào lò đốt có hệ thống kiểm soát và điều khiển tự động chế độ đốt nên có thiết bịphun hoạt động phù hợp

b.Xử lý tro xỉ sau khi đốt.

Khi đốt phế thải rắn sẽ sinh ra những chất dạng rắn khác nhau.Số lợng và thànhphần của sản phẩm cháy phụ thuộc vào thành phần của nhiên liệu và điều kiện

đốt cháy Tro xỉ sinh ra khi đốt cháy nhiên liệu.Chúng đợcn hình thành chủ yếu

từ không dùng đợc Silicát không hoà tan trong nớc, ôxits nhôm và ôxít sắt

Tro, xỉ sinh ra trong quá đốt cháy sẽ đơc đa chôn lấp ở khu riêng trong bãi chônlấp phế thải sinh hoạt To xỉ của phế thải bệnh viện chỉ chiếm 5 đến 10% so với l-ợng phế thải ban đầu và nh sẽ giảm đợc diện rất lớn

Chơng III

Nguyên lý làm việc và các kích thớc cơ bản các cơ cấu

của lò đốt phế thải bệnh viện

1 Cơ cấu nâng thùng phế thải của lò đốt.

1.1Sơ đồ nguyên lý làm việc và kích thớc của cơ cấu nâng thùng.

1.1.1.Sơ đồ nguyên lý làm việc ( H1 )

Giá nâng 2 đợc chạy trong ray dẫn hớng có tiét diện chữ U , giữa giá nâng và tay

đòn đợc liên kết bằng một thanh cứng JH1 , hai đầu J và H1 là hai đầu khớp tay

đòn ,M , O , I , J , là một thanh cứng , tại J là khớp liên kết với thanh nối 3

Tại O là gối đỡ , đòn nâng chuyển động xung quanh gối O Khi xilanh 5 làmviệc ( kéo xuống ) điểm M di chuyển xuống , đòn nâng đợc nâng lên và thôngqua thanh nối 3 giá nâng sẽ đợc kéo lên

Hình 1

1 _ Thùng chứa phế thải 4 _ Tay đòn nâng

2 _ Giá nâng 5 _ Xylanh nâng

3 _ Thanh nối giữa giá nâng và tay đòn 6 _ Thùng chứa phế thải của lò đốt

1.1.2Tính toán kích thớc cơ cấu nâng thùng ( H 1 ).

để phục vụ cho việc tính toán ta tính trớc một số thông số sau ( H2 )

Bài toán đặt ra là cho biết khoảng cách hai bánh xe l = 400 (mm), góc nghiêng

100

+ Kích thớc miệng thùng chứa phế thảI của lò đốt là 1100 mm

+ Khoảng cách từ mép thùng chứa phế thảI của lò đốt đến tâm O theo phơng ngang là 62 mm , theo phơng đứng là 50 mm ( Đẻ tiện bố trí cho các cơ cấu sau này một cách hợp lý )

+ Hình chiếu của tay đòn OI theo phơng nằm ngang là I I2 khi đó sẽ có kích thớc

I I2 = 62+1100 + 282,8.2 + 100 = 1828 mm

+Khoảng cách từ ray dẫn hớng đến đoạn IJ là 100 mm

+Cho độ dàI đoạn IJ là x

Giả sử thanh cứng nối giữa tay đòn với cơ cấu nâng tại hai khớp J và H và có độ dài bbằng đoạn JH Khi cơ cấu làm việc tay đòn OI quay một góc 90o thì điểm H

di chuyển lên , điểm J có vị trí mới là J1 Ta luôn thấy đoạn J1H > JH Điều này xảy ra khiến cơ cấu không làm việc đợc theo mong muốn Vì vậy để cơ cấu làm việc ta tăng đoạn JH bằng cách bố trí khớp H1 cách khớp H một đoạn l Đoạn l này phảI có độ lớn sao cho

Tơng ứng với mỗi giá trị của x thay vào phơng trình ta sẽ tìm đợc giá trị của l

để đảm bảo về mặt kết cấu, độ cứng vững cũng nh sự gọn nhẹ của cơ cấu ta chọn

x = 380 mm

l = 266,6 mm

1.2Khảo sát lực tác dụng lên cơ cấu nâng bằnh phơng pháp hoạ đồ

Pc: Trọng lợng của các cơ cấu, ta lấy sơ bộ Pc= 40.10= 400 N

Wc: Lực cản di chuyển khi cơ cấu di chuyển làm việc

1.2.2.Khảo sát lực tác dụng lên cơ cấu nâng bằng phơng pháp hoạ đồ

Để khảo sát lực tác dụng lên pit tông Ta chia hành trình di chuyển của giá nângthành mời hai đoạn bằng nhau Sáu đoạn đầu giá nâng chuyển động trong đoạnthẳng, sáu đoạn sau giá nâng chuyển động trong cung cong

F1: lực thanh cứng tác dụng lên tay đòn.

F2: lực tay đòn tác dụng lên thanh cứng

M0 = F2.lf2- F.lf = 0

lf2: Cánh tay đòn của lực F2 so với tâm O

lf: Cánh tay đòn của lực F so với tâm O

_ Từ sơ đồ chung ta có sơ đồ tính thanh BB1 và biểu đồ nội lực ( hìnhvẽ 5 )

Trong đó giá trị của lực F đợc tính nh sau

C

O A B1

ở trong đoạn cong còn có các thành phần lực cắt, lực dọc nhng giá trị của chúng

là nhỏ so với giá trị của mômen uốn nên ta bỏ qua, sai số này sẽ đợc bù lại bằng cách lấy tăng kích thớc tiết diện của thanh

Chọn vật liệu thép CT3 có:

[σ]= 160 N/mm2

E = 2,1.105 N/mm2.Chọn thanh có tiết diện hình vuông:

168 624

Thanh CC chịu uốn và xoắn đồng thời

Chọn vật liệu thép hợp kim thấp có:

[σ]= 270 N/mm2.theo thuyết bền ứng suất tiếp lớn nhất:

F

1.4 TÝnh to¸n chän æ l¨n cho 2 gèi CC:

Hai gèi CC chÞu lùc híng kÝnh P = 9001 N

V_ hÖ sè phô thuéc vßng æ quay, vßng trong quay trän V = 1

X_ hÖ sè t¶i híng t©m v× Fa = 0 Tra b¶ng 17.1 s¸ch chi tiÕt m¸y trang 101 ta

7 4

2

3

520 470

1

góc 90o nhờ xylanh quay dẫn động đầu khớp trợt 4 sẽ trợt trên khớp hình 5 , càng kẹp mở ra , lò xo 7 bị kéo căng khi khớp hình quay một góc 90o càng kẹp

sẽ đóng lại kẹp lấy thùng phế thải , lực kẹp thùng phế thải trên càng kẹp nhờ lực kéo lò xo 7

2.2 Kích thớc cơ cấu kẹp thùng.

_ kích thớc càng kẹp đợc xác định thông qua chu vi của thùng phế thải và sự cân đối giữa kích thớc của giá nâng Trên cơ sở đó ta có kích thớc của càng kẹp nh hình vẽ

°

R 23 0 B

R1 58

O

R 1 8 0

A

C

D hinh 2.3

+ Từ tâm O kẻ đòng thẳng OD vuông góc với OC và có độ dài

Từcác kích thớc đã biết ta tính đợc góc BOD = 1460

+ Dụng 15 tia có gốc tại O cách đều nhau và chia góc BOD thành 15 phần bằng nhau

+ Cho góc BOD quay mộtgóc 900 quanh góc O theo chiều nh hình vẽ

Các tia nằm trong góc BOD lần lợt giao với cung tròn BC

+ Tập hợp những điểm nằm trên các tia và giao với cung tròn BC tạo nên một

đờng cong BD

+ Điều kiện để khớp hình có thể làm việc đợc là khi khớp hình xoay một góc

90o biên dạng của nó luôn cắt cung tròn BC tại một điểm

+ tập hợp những điểm nằm trong khoảng giới hạn của đờng cong BD và đơng tròn tâmO bán kính OD là miền làm việc của khớp hình ở phần bên phải ( cáchdựng biên dạng khớp hình phần bên phải tơng tự ) để cho việc chế tạo biên dạng khớp hình đơn giản ta các các kích thớc nh hình vẽ ( h 4 )

Hình 2.4.

2.3 Tính toán thiết kế lò xo và giá trị mô men xoắn trên trục xylanh quay.

2.3.1 Tính lò xo (H 2.5 )

Lò làm việc ở trạng thái chịu kéo

_ Lực căng ban đầu đợc tính thông qua lực càng kẹp , kẹp vào thùng phế thải

Do càng kẹp chỉ có tác dụng giữ thùng khi thùng chuyển động trong cung cong, cùng với kích thớc của càng kẹp _ Cho áp lực phân bố trên càng kẹp q

có giá trị q = 0,5 N

R 50

R 17 5.2

Hình 2.5_ Lấy mômen với điểm A

_ Chọn vật liệu làm lò xo thép cấp I có đờngkính dây lò xo từ 4 đến 6 mm Từ

đó tra bảng 19.2 có σ b = 1500 MPa, ứng suất xoắn cho phép [τ] = 0,3.

d≥1,6 √ k Fmax.c. [ τ ] mm.

d _ đờng kính dây

k _ hệ số xét đến độ cong của dây k = 1,24 ( Bảng 19_2 )

c _ tỷ số giữa đờng kính trung bình và đờng kính dây lò xo chọn c = 6

[τ] _ ứng suất xoắn cho phép [τ] = 450 MPa.

2.3.2 Tính mômen xoắn tác dụng lên đầu pít tông

Từ nguyên lý làm việc của cơ cấu kẹp thùng Ta thấy mômen xoắn trên trục xylanh quay lớn nhất khi càng mở ra một góc 45o và lực căng lò xo khi đó là lớn nhất

M = 171 ( 72,6 + 132,2 ) = 35020,8 Nmm = 3502,08 Ncm.

3 Tính toán cơ cấu nâng cửa lò.

3.1 Sơ đồ nguyên lý làm việc

1 _ Cửa lò 2 , 3 _ Puli đổi hớng

4 _ Xylanh kéo 5 _ Ray dẫn hớng

6 _ Cáp kéo

Khi xylanh bốn làm việc đầu pít tông đợc kéo xuống , thông qua hai puli đổi ớng cáp 6 sẽ kéocửa lò chuyển động đi lên theo thanh dẫn hớngcửa lò đợc mở ra Khi đầu pít tông 4 chuyển động đi lên, nhờ trọng lợng bản thân cửa lò tự hạ xuống cửa lò đợc đóng lại

h-Thông qua kích thớc của lò đốt ta có kích thớc của lò đốt nh sau ( hình vẽ )

3.2 Tính toán lực tác dụng lên đầu pít tông

_ Theo sơ đồ nguyên lý làm việc nh trên, hệ puli chỉ có tác dụng làm đổi hớng của lực bội suất của hệ puli bằng một Vì vậy lực tác dụng lên đầu pít tông có giátrị bằng trọng lợng cửa lò

3.2.1 Tính trọng lợng cửa lò

/

1 2

3

4

5 6

1 _ Thép 3 _ Bông thuỷ tinh

2 _ Gạch chịu lửa 4 _ Gạch chịu lửa

Từ cấu tạo mặt cắt cửa lò cùng với các chi tiết , ta xác định trọng lợng cửa lò

1

Smax _ lực căng cáp lớn nhất trong quá trình làm việc không kể đến tải trọng

động Với sơ đồ nguyên lý làm việc nh trên bội suất cụm puly bằng 1

Smax = F = 5078,57 N

Sđ_ tải trọng phá hỏng cáp do nhà chế tạo xác định

n_ hệ số an toàn của cáp khi làm việc Giá trị n phụ thuộc vào chế độ làm việccủa cáp, đối với cơ cấu nâng cửa lò ta lấy n = 5,5 tơng ứng với chế độ làm việctrung bình nhẹ

Smax .n ¿ Sđ.5078,57.5,5 ¿ Sđ.27932,13 (N) ¿ Sđ.Tra bảng sổ tay máy xây dựng ta chọn cáp bện đôi kiểu TK có giới hạn bền củasợi thép cấu tạo nên cáp: 200 N/mm2