Если не предпринимать специальных мер по отводу механических отходов и запыленного воздуха из рабочей зоны деревообрабатывающего станка , окружающее пространство вскоре после начала работы становится непригодным для нахождения в нем человека, не оснащенного индивидуальными средствами защиты, и чрезвычайно пожароопасным. Пылеулавливающие (аспирационные) установки имеют целью очистить атмосферу производственного помещения, сделать работу персонала комфортной и безопасной.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Автономные пылеулавливающие (аспирационные) устройства используются в производственных помещениях, оборудовать которые централизованной системой очистки воздуха и удаления отходов представляется невозможным или нецелесообразным. Такие установки применяются в основном на участках по обработке древесины и подобных ей материалов небольших предприятий мебельной, строительной и других отраслей.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Конструктивно схема очистки смеси воздуха со стружкой и опилками, отводимой из зоны механической обработки создающим вакуум вытяжным вентилятором, представляет собой фильтрацию ее пропусканием через слой ткани, из которой изготовлена принимающая емкость. Отделяемая фильтром твердая составляющая смеси осаждается в нижнюю часть устройства, выполняющую функцию накопителя отходов.

Высокая степень очистки воздуха, достигающая 99,9%, позволяет освободить работников от необходимости применения индивидуальных защитных устройств (респираторов и т.п.) и снизить уровень пожарной опасности до нормативного уровня.

Конструкция большинства современных деревообрабатывающих станков предусматривает возможность подключения их к цеховой аспирационной системе или к пылеулавливающему агрегату.

Пылеулавливающие устройства комплектуются как одним, так и несколькими фильтрующими блоками, состоящими из расположенных друг над другом тканевых мешков: фильтра и накопителя. В зависимости от объема выделяемых оборудованием отходов можно подобрать установку соответствующей производительности. К одному агрегату, как правило, можно подключить несколько источников выбросов.

Многие модели пылеулавливающих установок могут использоваться в режиме пылесоса при уборке производственного помещения.

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

Пылеулавливающие установки стали обязательным элементом организации деревообрабатывающего производства. Без таких устройств невозможно выполнить установленные санитарными нормами требования к условиям труда и обеспечить соответствие стандартам пожарной безопасности.

Виды пылеулавливающих установок

В зависимости от физического принципа действия промышленные сепараторы классифицируют на сухие механические, мокрые скрубберы, электроосадители и рукавные фильтры. На рисунке 3 представлена классификация сепараторов .

Таблица 3. Классификация сепараторов

Сухие механические сепараторы

Одними из наиболее широко применяемых пылеуловителей в промышленности являются сухие механические сепараторы. Данный тип аппаратов отличается простотой конструкций и легкостью обслуживания и ремонта. Однако в случае одиночного применения, сухие механические сепараторы имеют низкое конечное КПД. Поэтому наиболее частым является комбинация ряда типов сепараторов или как многоступенчатые сепараторы.

Сухие механические сепараторы классифицируются по виду задействованных аэромеханических сил. Различают гравитационные, инерционные и центробежные пылеосадительные камеры .

В гравитационных пылеосадительных камерах осаждение частиц происходит за счет сил гравитации (рис. 1). Достоинствами данного вида аппаратов являются простота в изготовлении и эксплуатации. Но значения КПД таких установок небольшие, а пространство занимаемое ими значительно . Поэтому данный вид пылеуловителей редко применяется, за исключением случаев, в которых они являются предколлекторами для других сепараторов, т.е. выполняют функцию предварительной очистки.

Рис. 3. Пылеосадительная камера: а - простейшая камера; б - камера с перегородками; в - многополочная камера; 1 - корпус; 2 - бункеры; 3 - перегородка; 4 - полка

Скорость осаждения пыли сухих механических пылеуловителях рассчитывается следующим образом :

где х ч - скорость осаждения частиц, м/с; d ч - диаметр частиц, м; сч - плотность частиц, кг/м 3 ; сг - плотность газа, кг/м 3 ; g - ускорение свободного падения, м/с 2 ; о ч - коэффициент сопротивления частицы.

Минимальный размер частиц пыли, которые будут полностью осаждены под воздействием силы тяжести, находится с помощью закона Стокса с помощью следующей зависимости :

где V г - объемный расход газов, м 3 /м; м г - динамический коэффициент вязкости, Па·с; B, L - ширина и длина камеры, м.

Следующим типом сухих пылеуловителей являются инерционные пылеуловители. В данных типах аппаратов частицы пыли под воздействием инерционной силы будут двигаться в прежнем направлении и после резкого поворота выпадать в бункер. К сожалению, эффективность таких аппаратов небольшая. В камерах с плавным поворотом наименьшие гидравлические сопротивления. При размерах частиц 25 - 30 мкм степень улавливания частиц достигает 65 - 80 % . На рис.2 изображены различные виды пылеуловителей.

Рис. 4. Инерционные пылеуловители: а - с перегородкой; б - с плавным поворотом газового потока; в - с расширяющимся конусом; г - с боковым подводом газа

Одними из часто применяемых пылеуловителей являются циклонные пылеуловители. Циклонные пылеуловители реже применяются по отдельности вследствие невысокого КПД. Случаи одиночного применения данного вида фильтров возможны при неудовлетворительной функциональности или надежности других видов сепараторов. К циклонным пылеуловителям предъявляют следующие требования: оптимальное КПД сепарации при непостоянных параметрах производства, с учетом невысоких требований по обслуживанию и ремонту постоянно действующих установок, устойчивость к абразивному износу, высоким температурам, накоплению налипающей пыли, обеспечение предупредительных мер относительно взрыва воспламеняющейся пыли, малое пространство и др.

Основной геометрической характеристикой данного вида аппаратов является их диаметр. При больших диаметрах уменьшается их пропускная способность. Поэтому обычно применяют циклоны небольших диаметров (150 - 630 мм) .

При необходимости очистки потока газа с большой пропускной способностью применяют ряд параллельно установленных циклонов с диаметром 475 - 2500 мм .

Для определения КПД сепарации в циклонных сепараторах рассчитывают суммарное КПД сепарации, полученные на основании экспериментальных данных. Указанный расчет дает наиболее точный результат. Для получения более высоких КПД, сепараторы с малым диаметром группируют в блоки, состоящие из 2 - 12 отдельных циклонов .

Основными достоинствами циклонных аппаратов являются: 1) отсутствие движущихся частей в аппарате; 2) надежность работы при температурах газов вплоть до 500 °С ; 3) возможность улавливания абразивных материалов при защите внутренних поверхностей циклонов специальными покрытиями; 4) улавливание пыли в сухом виде; 5) почти постоянное гидравлическое сопротивление аппарата; 6) успешная работа при высоких давлениях газов; 7) простота изготовления; 8) сохранение высокой фракционной эффективности очистки при увеличении запыленности газов. Недостатками являются: 1) высокое гидравлическое сопротивление: 1250 - 1500 Па ; 2) плохое улавливание частиц размером < 5 мкм ; 3) невозможность использования для очистки газов от липких загрязнений.

Основные типы циклонов изображены на рис. 3:

Рис. 5. Основные типы циклонов (по подводу газа): а - спиральный; б - тангенциальный; в - винтообразный; г, д - осевые (розеточные)

Эффективность улавливания частиц пыли в циклонном сепараторе прямо пропорциональна скорости газов в степени Ѕ и обратно пропорциональна диаметру аппарата также в степени Ѕ.

На практике наиболее часто применяют цилиндрические и конические циклоны. При этом, цилиндрические циклоны являются высокопроизводительными, а конические - высокоэффективными. Диаметр цилиндрических циклонов не более 2000 мм, а диаметр конических циклонов не превышает 3000 мм .

Гидравлическое сопротивление одиночных циклонов определяется по формуле :

где х г - скорость газов в произвольном сечении аппарата, относительно которого рассчитана величина о ц , м/с; о ц - коэффициент сопротивления, который определяется следующим образом:

где K 1 - коэффициент, соответственно равный 16 для циклонов с тангенциальным входом газа и 7,5 - для циклонов с розеточным входом; h 1 , b - размеры входного патрубка, м; D ТР - диаметр выхлопной трубы, м.

Коэффициент сопротивления для групповых циклонов рассчитывается по приводимой ниже зависимости :

где о ц - коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона; D ТР - коэффициент, учитывающий дополнительные потери давления, связанные с компоновкой циклонов в группу (табличная величина).

Еще одним из видов сухих пылеуловителей являются вихревые пылеуловители. Основным их отличием от предыдущего вида является наличие вспомогательного закручивающего газового потока. В качестве вторичного газового потока в вихревых пылеуловителях может быть использован свежий атмосферный воздух. При использовании в качестве вторичного газа запыленных газов производительность аппарата увеличивается на 40 - 65 % без заметного снижения эффективности очистки. Критический диаметр частиц полностью улавливаемых в пылеуловителе определяется по формуле 15 :

где х г - скорость газов в свободном сечении аппарата, м/с; H - высота пылеулавливающей камеры, м; D ап - диаметр аппарата, м; D тр - диаметр подводящей трубы, м; щ - скорость вращения, м/c.

Достоинствами вихревых пылеуловителей по сравнению с циклонными:

• 1) более высокая эффективность улавливания высокодисперсной пыли;
• 2) отсутствие абразивного износа внутренних поверхностей нагрева;
• 3) возможность очистки газа при более высоких температурах за счет использования холодного газа;
• 4) возможность регулирования процесса сепарации за счет изменения количества вторичного газа. Недостатками данного типа пылеуловителей:
• 1) необходимость использования дополнительного дутьевого устройства;
• 2) повышение общего объема газов, проходящих через сепаратор, за счет вторичного воздуха;
• 3) большая сложность аппарата в эксплуатации.

Ниже приведены характерные параметры сухих механических пылеуловителей .

Таблица 4. Характерные параметры сухих механических пылеуловителей

В процессе изготовления разнообразной мебельной продукции производится значительное количество мелкодисперсной пыли и частиц исходных заготовок. Такая пыль не только ухудшает условия труда производственного персонала, но и способствует возможным отказам подвижных деталей оборудования. Именно поэтому в массовых процессах деревообработки предусматривают наличие пылеулавливающих установок.

Принцип действия и устройство

Рассматриваемые системы выполняют функцию сбора и удаления пыли и мелкого производственного мусора, в состав которого входят такие небезопасные компоненты как смолы, алкалоиды, токсичные органические и неорганические частицы. При вдыхании в виде пыли они могут вызывать широкий спектр аллергических реакций, проблем с кожей и респираторных заболеваний. Часто используемые при деревообработке фанера, МДФ и ДСП, особенно проблематичны из-за клеевых смол, необходимых для их изготовления. Последовательность действия современных пылеулавливающих вентиляционных установок состоит из следующих этапов:

1. Улавливание пыли у источников её возникновения.
2. Вытяжка мелких древесных частиц при помощи всасывающих вентиляторов.
3. Фильтрация по фракциям.
4. Удаление в специальные пылесборники.

   Для реализации поставленных задач в состав пылеулавливающей установки входят система воздуховодов, комплект фильтров грубой и мелкой чистки, приточно-вытяжные вентиляторы, контейнеры для сборки отхода. Соответствующие площади обязательно предусматриваются при проектировании производственных участков, а в баланс энергетических затрат включается расход электроэнергии на привод подвижных частей рассматриваемого оборудования.

   С целью снижения уровня шума монтаж двигателей и сборных блоков обычно производят вне производственной зоны. Одновременно это упрощает доступ для чистки и обслуживания всех компонентов пылеулавливающих вентиляционных установок.

   Как выбираются эксплуатационные параметры

   Исходными показателями для выбора типоразмера и мощности пылеулавливающей установки являются:

   • Объём воздуха, (в м3/мин), который необходимо переместить/удалить;
   • Максимально возможная концентрация пыли (ПДК) в помещении;
   • Сложность системы воздуховодов.

Для удаления мелкодисперсной древесной пыли в ответвлениях для адекватного вытягивания пыли в главный воздуховод обычно требуется производительность не менее 110…130 м3/мин. В зависимости от того, сколько единиц производственного оборудования подключено к системе и какова длина воздуховодов, может потребоваться один или несколько вентиляционных блоков.

В соответствии с гигиеническими нормами, установленными Роспотребнадзором (ГН 2.1.6.1125-2002) ПДК пыли на участках деревообработки составляет 0,5 мг/м3, при этом ПДК вредных компонентов не должна превышать 30% от указанной нормы. Правильная установка и заземление системы сбора (и особенно - работы воздуховодов) важны для предотвращения накопления статического электричества и разработки уровней отрицательного давления, воздаваемого вентиляцией воздуха.

Краткая характеристика компонентов системы пылеулавливания

Решающее значение имеет выбор типа, количества и производительности фильтров. Современные фильтрационные блоки фильтрации содержат моющиеся фильтры предварительной очистки. Они улавливают частицы пыли размером от 3 мкм (более мелкие частицы улавливают дымовые фильтры).

Внутри фильтрационного блока находится одноразовый мешок, размеры которого зависят от производительности узла. На деревообрабатывающих производствах рекомендуется устанавливать комбинированные фильтры, которые позволяют очищать воздух, как в зоне работы станка, так и общем в помещении.

Некоторые из пылеулавливающих вентиляционных установок поставляются с местным рабочим освещением, что делает их хорошим выбором для монтажа непосредственно у технологического оборудования. Предпочтение отдают технике, в комплект к которой входит пульт дистанционного управления.

Основное требование, предъявляемое к узлу вентиляции – способность улавливать токсичные аэрозоли, туман, газы, пары, дым и пыль при эффективной фильтрации воздуха, поступающего в воздуховоды.

Компания МДМ-ТЕХНО предлагает услуги проектирования, поставки, шеф-монтажа и авторского надзора за работой пылеулавливающих установок. По заключении договора квалифицированные специалисты компании выполнят техническое обоснование проекта, произведут подбор соответствующего оборудования, качественно установят и подключат его. Заказчикам предоставляется сертификат качества. Возможно постгарантийное обслуживание техники.

Аспирация - процесс помещений с высокой запыленностью. Такие площади оснащаются специальным фильтрационным оборудованием. В частности, используются . Таким оборудованием оснащаются помещения самых разных предприятий: от заводов по промышленному выпуску кирпича до зерноперерабатывающих комбинатов. Рассмотрим далее, какими бывают пылеулавливающие установки (УВП ).

Классификационные признаки

Пылеулавливающая (УВП ) представляет собой оборудование, предназначенное для фильтрации воздуха. Отделение примесей осуществляется в специальных фильтрах.

В зависимости от механизма действия эти элементы разделены на:

1. Гравитационные.
2. Мокрые.
3. Электрические.
4. Масляные.
5. Инерционные.
6. Пористые.
7. Комбинированные.
8. Акустические.
9. Матерчатые и пр.

Основные типы оборудования

В зависимости от степени фильтрации установки могут быть:

1. Грубой очистки. Эффективность задержания частиц в таком оборудовании составляет 40-70%. К таким агрегатам относят крупногабаритные циклоны, осадочные камеры.
2. Средней очистки. Они обеспечивают задержание частиц на 70-90%. К этой категории относят жалюзийные, ротационные агрегаты, циклоны и пр.
3. Тонкой очистки. В них показатель задержания частиц может достигать 90-99.9%. К этой группе относят рукавные, электрические, рулонные, ячейковые, пенные агрегаты и пр.

В зависимости от областей применения аппараты разделяют на 2 категории. В первую включены агрегаты, используемые для фильтрации вентиляционных и промышленных выбросов в атмосферу, во вторую - устройства, предназначенные для очистки проточных потоков, а также воздушных масс, возвращаемых в цех при рециркуляции. Предприятия могут одновременно использовать разные пылеулавливающие установки. Цена оборудования колеблется от 36 до 400 тысяч рублей.

Технико-экономические показатели

По ним определяется, насколько эффективна на конкретном предприятии. К ключевым технико-экономическим показателям относят:

1. Пылеемкость.
2. Гидравлическое сопротивление.
3. Производительность.
4. Эффективность пылеулавливания (фракционная и общая).
5. Стоимость фильтрации.
6. Расходы на обслуживание.

Сравнительная характеристика

Самой простой считается , механизм действия которой основывается на силе тяжести. Как правило, в ней осуществляется грубая фильтрация. Эффективность улавливания частиц составляет не более 50%. При этом поглощаются элементы крупнее 50 мкм. Циклон - более эффективная . В ней фильтрация основывается на применении центробежной силы. В процессе вращения частицы веществ отбрасываются к стенкам агрегата, а затем осыпаются в специальный бункер. Очищенный воздух, вращаясь, выходит из установки через трубу. Эффективность фильтрации циклонов составляет сегодня 80-90%.

В настоящее время такие агрегаты имеют самую разную конструкцию. При необходимости очистить большой объем воздушного потока несколько устройств объединяют в группы либо используют батарейные циклоны. Они представлены в виде большого числа мелких агрегатов, установленных в одном корпусе и размещенных на одном бункере. Наибольшей популярностью сегодня, однако, пользуются мокрые пылеуловители. Благодаря контакту с жидкой средой частицы смачиваются и укрупняются, а затем выводятся из аппаратов в виде шлама. Такие агрегаты могут иметь самую разную конструкцию. Например, это могут быть ротоциклоны, дезинтеграторы и так далее.

К классу мокрых установок относят и пенные агрегаты. В них осуществляется подача воды на перфорированную решетку. Через нее проходит и фильтруемый воздух. На решетке предусмотрен порог (сливная перегородка). Он позволяет сохранять определенную толщину пенного слоя. Такая отличается высокой эффективностью - до 99%. Агрегат способен фильтровать частицы больше 15 мкм. В промышленности выпускаются аппараты ПГП-ЛТИ и ПГС-ЛТИ производительностью 3-50 тысяч м/ч.

Схемы

Пенная включает в себя:

1. Приемную коробку.
2. Корпус.
3. Решетку.
4. Порог.
5. Сливную коробку.

Имеет следующую конструкцию:

1. Входной патрубок.
2. Рукав.
3. Подвеска.
4. Встряхивающий механизм.
5. Выходной патрубок.
6. Бункер.

Электрофильтр состоит из:

1. Входного патрубка.
2. Коронирующего электрода.
3. Корпуса фильтра (осадительного электрода).
4. Выходного патрубка.
5. Бункера.
6. Выпрямителя.

Механизм действия

Рукавная установка вентиляционная пылеулавливающая фильтрует воздух через ткань. Она сшивается специальным образом и помещается в герметичный корпус аппарата. Воздух, подвергающийся очистке, отсасывается вентилятором из фильтра и выбрасывается в атмосферу. Периодически выполняется очищение рукавов с помощью встряхивающего механизма с обратной продувкой. Фильтры могут быть напорного и всасывающего типа. Для их изготовления применяется плотная синтетическая либо натуральная ткань. Эффективность рукавов - 95-99%. На практике наиболее распространенными считаются фильтры ФТНС, ФРМ, ФВК.

Электроаппараты широко используются при очистке промышленных и вентиляционных выбросов. Механизм их работы основывается на следующем: при пропуске газа между двумя разнозаряженными пластинами происходит ионизация воздушной среды. Ионы и частицы пыли сталкиваются, последние получают электрические заряды. Под их действием они начинают перемещаться к электродам противоположного знака и оседают там. Эффективность фильтрации в таких аппаратах составляет 99,9%. Электроустановки считаются экономичными в эксплуатации. В них могут фильтроваться потоки при температуре до 450 градусов. Однако электроустановки нельзя использовать для улавливания взрывоопасных частиц.

Специфика аспирации

Этот процесс предполагает не просто устранение пыли из воздуха, но и дополнительную его очистку. Система функционирует так, что предупреждает скопление частиц и создание "пробок". Это обеспечивает бесперебойную работу персонала и оборудования в помещении. Принимая во внимание огромный объем отходов на промышленных предприятиях, можно сделать вывод, что аспирация становится еще более востребованной в связи с установленными нормами ОТ и безопасности при работе персонала во вредных условиях.

Этот метод отличается от прочих способов очистки воздуха в помещениях тем, что системы располагаются под определенным углом. Это предотвращает образование застойных зон и локализует участки максимального выделения загрязнений. В результате реализуется фильтрации. Концентрация вредных соединений при этом не выходит за допустимые границы.

Стружкоотсосы

Применяются не только на предприятиях химической и металлургической промышленности, но и в деревообрабатывающих, размольно-дробильных цехах. В таких помещениях монтаж фильтрующего оборудования требует специальных знаний, поэтому для его установки приглашаются профессионалы. Проектирование аспирационной системы начинают с экспертизы помещения. На основании нее составляется предварительный расчет мощности и размеров оборудования. В мебельном производстве присутствует огромный объем мелкодисперсных отходов. Их необходимо удалять из рабочего пространства в обязательном порядке. Для этого применяется система стружкоотсасывания. Оборудование считается разновидностью аспирационных аппаратов.

Стружкоотсос может устранять частицы, диаметр которых составляет до 5 мкм. В циклоне оборудования присутствуют специальный вентилятор и профильтрованные мешки. Отдельный станок соединяется со стружкоотсосом с помощью системы гибкого воздуховода из армированной либо гофрированной трубы. Принцип работы достаточно простой. Вентилятор всасывает загрязненный воздух, который подвергается фильтрации. Частицы пыли собираются в мешок. Оттуда они направляются в специальный фильтр на финальную очистку. При максимальном заполнении мешок снимают и очищают либо заменяют новым. Стружкоотсосы просты в подключении, их легко транспортировать.

Требования

Аппараты должны функционировать бесперебойно, надежно, с показателями, соответствующими проектными либо полученными в ходе наладочных мероприятий и согласованными с разработчиком. Установки для очистки газа должны оснащаться вспомогательными устройствами и инвентарем. При использовании таких агрегатов ответственные лица ведут документацию. В ней отражаются основные показатели, по которым характеризуется режим функционирования оборудования. В частности, речь идет об отклонении от оптимальной схемы работы, выявленных неисправностях, выходе из строя отдельных аппаратов либо всего комплекса в целом и пр. Все агрегаты должны пройти регистрацию в Госинспекции по газоочистке. Не реже 1 раза в полгода должен проводиться осмотр агрегатов для оценки технического состояния. Данная процедура выполняется комиссией, назначаемой руководителем предприятия.

Общие правила эксплуатации газоочистных и пылеулавливающих установок

Не допускается использование технологического оборудования при выключенных фильтрующих аппаратах. В каждом случае выключения очистительного устройства при функционирующем станке руководство организации обязано извещать Госинспекцию. При этом необходимо получить согласованное надзорными органами разрешение на выброс.

При эксплуатации пылеулавливающих установок для фильтрации газа с повышенным содержанием взрывоопасных (горючих) элементов необходимо особенно тщательно обеспечивать поддержание заданных показателей давления и герметичности конструкций, правильную продувку аппаратов и коммуникаций для предотвращения воспламенения и взрыва.

Установки вентиляционные пылеулавливающие УВП (Индивидуальные стружкоотсосы серии УВП-ИН) предназначены для удаления и очистки воздуха от стружки и опилок и сбора отходов в мешки-накопители. Стружкоотсосы предназначены для использования на небольших предприятия с малым количеством образующихся отходов. Степень очистки воздуха установками составляет 99,9%. Установки используются для удаления загрязненного воздуха от отдельных станков или групп станков и имеют производительность до 7000 м 3 /час по воздуху. Ввиду особенности конструкции расстояние от станка до стружкоотсоса, как правило, не должно превышать 2 м. Установка состоит из корпуса со встроенным пылевым вентилятором, к корпусу с помощью легкосъемных хомутов крепятся фильтры и накопители отходов.

ХАРАКТЕРИСТИКИ СТРУЖКООТСОСОВ УВП:

Варианты исполнения.

• Для очистки воздуха от древесных опилок, стружки, опилок ДСП, пластмасс и т.д.
• Для очистки воздуха от опилок, пыли, образующейся в результате обработки на фрезерных станках МДФ и подобных материалов с увеличенной площадью фильтрования.
  При использовании установок серии ИН для очистки воздуха от стружки, опилок, пыли, образующихся в результате обработки МДФ, ДСП, ДВП и других материалов, в которых доля лёгкой мелкой фракции в составе отходов относительно высока, рекомендуется использовать фильтры с увеличенной площадью фильтрования. Увеличение площади необходимо для снижения газово-пылевой нагрузки на фильтрующий материал. Это препятствует глубокому проникновению частиц пыли внутрь материала и увеличивает срок службы фильтра. Установки предназначены для эксплуатации внутри помещения.