Aspiratsioonisüsteemid: tüübid, ülesehitus, paigalduse valikukriteeriumid

Tootmisprotsessidega kaasneb sageli tolmuosakeste või gaaside eraldumine, mis saastavad ruumi õhku. Probleemi aitavad lahendada vastavalt normatiivnõuetele projekteeritud ja paigaldatud aspiratsioonisüsteemid.

Vaatame, kuidas need seadmed töötavad ja kus neid kasutatakse, millised on õhupuhastuskomplekside liigid. Toome välja peamised töösõlmed, kirjeldame projekteerimisnorme ja aspiratsioonisüsteemide paigaldusreegleid.

Kuidas see töötab

Õhu saastumine – on paljude tootmisprotsesside vältimatu osa. Kehtestatud sanitaarnormide täitmiseks õhu puhtuse osas kasutatakse aspiratsiooniprotsesse. Nende abil saab tõhusalt eemaldada tolmu, mustust, kiudusid ja muid sarnaseid lisandeid.

Aspiratsioon on imemine, mida teostatakse, luues saasteallika vahetus läheduses madalrõhuala.

Selliste süsteemide loomiseks on vaja tõsiseid eriteadmisi ja praktilist kogemust. Kuigi aspiratsioonivahendite töö on tihedalt seotud ventilatsioonisüsteemide toimimisega, ei tule iga ventilatsioonispetsialist toime seda tüüpi seadmete projekteerimise ja paigaldamisega.

Maksimaalse tõhususe saavutamiseks kombineeritakse ventilatsiooni ja aspiratsiooni meetodeid. Tootmisruumi ventilatsioonisüsteem peab olema varustatud sissepuhke-väljatõmbekompleksiga, et tagada pidev värske õhu sissevool väljast.

Aspiratsiooni kasutatakse laialdaselt järgmistes tööstusharudes:

• purustustootmine;
• puidutöötlemine;
• tarbekaupade tootmine;
• muud protsessid, millega kaasneb suures koguses sissehingamiseks kahjulike ainete eraldumine.

Töötajate ohutust ei õnnestu standardsete kaitsevahenditega alati tagada ning aspiratsioon võib olla ainus võimalus luua töökojas ohutu tootmisprotsess.

Aspiratsiooniseadmed on ette nähtud tõhusaks ja kiireks õhust erinevate väikeste saasteainete eemaldamiseks, mis tekivad tööstusliku tootmise käigus.

Seda tüüpi süsteemide abil saasteainete eemaldamine toimub spetsiaalsete õhukanalite kaudu, millel on suur kaldenurk. Selline asend võimaldab vältida nn seiskumistsoonide teket.

Mobiilsed ventilatsiooni-aspiratsiooniseadmed on lihtsad paigaldada ja kasutada, need sobivad suurepäraselt väikeettevõtetele või isegi kodutöökodadele.

Sellise süsteemi töö efektiivsuse näitajaks on mittetäieliku eemaldamise aste, st eemaldatud saasteainete koguse ja süsteemi sattumata kahjulike ainete massi suhe.

Eristatakse kahte tüüpi aspiratsioonisüsteeme:

• moodsüsteemid – statsionaarne seade;
• monoblokid – mobiilsed seadmed.

Lisaks klassifitseeritakse aspiratsioonisüsteeme rõhutaseme järgi:

• madalrõhulised – alla 7,5 kPa;
• keskrõhulised – 7,5-30 kPa;
• kõrgrõhulised – üle 30 kPa.

Moodul- ja monoblokitüüpi aspiratsioonisüsteemi komplekteerimine erineb.

Skeemi selgitused: 1 – tolmu (teraviljatöötlemisseadmete) eraldusallikas, 2 – katus, 3 – tsentrifugaalventilaator, 4 – õhukanalid, 5 – tsüklon, 6 – tolmu kogumise punker (+)

Monoblokid koosnevad järgmistest elementidest:

• ventilaator;
• separator;
• jäätmekoguja.

Separator on filtris seadet läbiva õhu puhastamiseks. Jäätmekoguja võib olla nii statsionaarne, st monoblokki sisse ehitatud, kui ka eemaldatav.

Sellise agregaadi saab osta valmis kujul ja lihtsalt paigaldada aspiratsiooniprotseduuride teostamiseks sobivasse kohta. Neid on lihtne ühendada olemasolevate tsentraliseeritud süsteemidega.

Moodsüsteemid on paigaldamise keerukamad ja kallimad, kuid nende kasutamine on oluliselt tõhusam kui monoblokkkonstruktsioonide puhul. Sellised süsteemid ei ole standardlahendused; need projekteeritakse esmalt konkreetsete tingimuste ja ülesannete põhjal.

Seejuures võetakse arvesse mitmeid tegureid:

• tootmisruumi omadused;
• tehnoloogilise protsessi eripära;
• transporditava keskkonna kvaliteet jne.

Tavaliselt on see tsentraliseeritud süsteem, mis koosneb õhukanalite komplektist ja imemisseadmest. Suurte ettevõtete puhul võidakse kasutada süsteemi, millel on mitte üks, vaid kaks või rohkem sellist seadet.

Õhukanalite materjal võib olla erinev, sõltuvalt nende kaudu transporditavate saasteainete iseloomust ja kogusest.

Imemine ja kate paigaldatakse võimalikult lähedale tsoonile, kust eemaldatakse saasteaineid, kuid see ei tohi segada töötajaid nende töökohustuste täitmisel.

Kõige vastupidavamaks peetakse mustast metallist konstruktsioone, kuid need on ka kõige kallimad. Igal juhul ühendatakse õhuliini üksikud lõigud tihedalt poltidega kinnitatud äärikute abil.

Aspiratsioonisüsteemide eeliste hulgas võib märkida:

• konstruktsiooni suhtelist lihtsust;
• ühilduvus erinevat tüüpi tootmisseadmetega;
• keskkonnaohutus;
• võimalus töö automatiseerimiseks;
• ruumi tuleohutuse suurendamine jms;

Kõnealuste seadmete puudusteks on eelkõige elektrikulude suurenemine, eriti valesti projekteerimise korral, ning metallist õhukanalite väike kulumiskindlus. Neid asjaolusid tuleb sobiva konstruktsiooni valikul arvesse võtta.

Miks on projekteerimine vajalik

Moodulse aspiratsioonisüsteemi loomiseks projekteeritakse järgmiste elementide paigaldamist:

• kohaliku imemise;
• kaldus õhukanalite;
• filtrisüsteemi;
• kõrgsurveventilaatori jms;

Kohaliku imemisena saab kasutada erinevaid seadmemudeleid, näiteks külgimejat, “vihmavarju” tüüpi konstruktsiooni, “varjet” ja teisi. Õhukanalid paigaldatakse jäätmete kogumispunktist kuni välisruumi viiva punktini.

Filtreerimissüsteem võib hõlmata nii puhastatud õhumasside eemaldamist ruumist kui ka nende tagasitoomist pärast filtreerimist kogumiskohta.

Statsionaarsed aspiratsioonisüsteemid suurtes ettevõtetes – need on suured rajatised, mida tuleb projekteerida, võttes arvesse ruumi eripärasid, saasteainete omadusi, ventilatsioonisüsteemi konfiguratsiooni ja paljusid muid näitajaid.

Enne aspiratsiooniseadme projekti koostamist tuleb läbi viia objekti seisukorra tehniline ekspertiis. Selles etapis saab tuvastada ja kõrvaldada süsteemi puudused. Sarnasele kontrollile võib allutada ka juba olemasolevaid ventilatsiooni- ja aspiratsioonisüsteeme.

Aspiratsiooni efektiivsus sõltub suuresti õhuhulkadest, mis läbivad õhukanalid ajaühikus. Mida suurem see näitaja, seda kallimaks läheb nii konstruktsiooni paigaldamine kui ka selle ekspluatatsioonikulud.

Kui süsteemi komponendid õigesti valida, saab nii esmaseid kui ka ekspluatatsioonikulusid oluliselt vähendada.

Statsionaarne aspiratsioonisüsteem koosneb paljudest moodulitest ja elementidest, mille konfiguratsioon valitakse igale ettevõttele eraldi, et tagada maksimaalne efektiivsus (+)

See hõlmab sobiva õhuimemisseadme valikut, asjatundlikke arvutusi sissepuhkeõhu jaotamise kohta jms. Selle tulemusena väheneb koormus süsteemile, filtreid tuleb harvem puhastada, ventilaatorite tööiga pikeneb jne.

Mõned tööstusrajatiste omanikud lähevad puhastussüsteemi valimisel väikseima vastupanu teed. Nad lähtuvad tsüklontüüpi seadme parameetritest, lihtsalt teatades tarnijale selle toimimistingimused: õhuvool ja saasteainete iseloom.

Selle tulemusena saavad nad seadme, mille jõudlus on valitud tabelitest ilma muid parameetreid arvestamata. Kogenud projekteerijad kinnitavad, et selline lähenemine põhjustab tavaliselt suuremaid kulusid ja seadmete töö efektiivsuse langust.

Tsüklonseadme hind on seda kõrgem, mida suuremad on läbi selle liikuvad õhukogused. Kui optimeerida olemasolevat õhujaotussüsteemi, saab valida väljatõmbeid ja filtreid, mis annavad vajaliku efekti väiksema õhukuluga.

Selline seade tuleb odavam, kokkuhoid võib olla umbes kolmandik kogu kulude summast. Just seepärast tuleks enne aspiratsioonisüsteemi seadmete valikut hoolitseda tehnilise ekspertiisi eest ja kutsuda kogenud projekteerijaid.

Selliste konstruktsioonide paigalduse iseärasused

Kuna aspiratsioonisüsteemide õhukanalites transporditakse märkimisväärseid koguseid saasteaineid, esitatakse sellistele konstruktsioonidele ka suuremaid tugevusnõudeid, erinevalt sissepuhkeventilatsioonisüsteemidest.

Nende valmistamiseks kasutatakse terast paksusega 1,2 kuni 5,0 mm, vormiosade jaoks soovitatakse võtta teras, mille paksus on 1,0 mm suurem kui õhukanali materjal.

Aspiratsioonisüsteemide õhukanalite jaoks tuleks kasutada tugevat lehtterast, paksusega vähemalt 1,2 mm. Lahtivõetavad ühendused lihtsustavad süsteemi puhastamist saasteainetest.

Keelatud on aspiratsiooni õhukanalite kinnitamine klambritega riputitele. Lubatud on ainult klambrite kasutamine, mis on kinnitatud konsoolide abil, mõnel juhul kasutatakse kinnitusvahendina kette.

Maksimaalne vahemaa konsoolide vahel peaks olema kolm meetrit torude puhul, mille läbimõõt on üle 40 mm, ja neli meetrit – konstruktsioonide läbimõõduga 400 mm või vähem. Need parameetrid tagavad konstruktsiooni piisava tugevuse ja vähendavad õhukanalite purunemise riski töö käigus.

Veel üks aspiratsiooni õhukanalite eripära on see, et neid tuleb üsna sageli lahti võtta, et puhastada seintele kogunenud saasteainetest. Lisaks tuleb kiire kulumise tõttu perioodiliselt vahetada üksikuid elemente.

Sel põhjusel soovitatakse konstruktsioonide paigaldamiseks kasutada kiirühenduselemente, mitte traditsioonilisi flantse, mis sageli lahtivõtmise ja kokkupaneku tõttu kiiresti rikki lähevad.

Et aspiratsioonisüsteemi konstruktsioonis ei koguneks saasteaineid, tuleb õhukanalitele anda õige kalle, mis sõltub õhumasside arvutuslikust liikumiskiirusest.

Õhuvoolude reguleerimiseks kasutatakse kaldlöövreid, mis pakuvad väiksemat takistust voolule ja takistavad paremini saastumist. Reguleerivate drosselklappide kasutamine aspiratsioonisüsteemides ei ole soovitatav. On väga oluline, et õhukanalid oleksid paigutatud õige nurga all.

Konstruktsiooni asend sõltub seatud õhuvoolu kiirusest, mille määrab eemaldatava saastuse iseloom. Seega, et tagada kiirus umbes 20 m/s, on vajalik kalle 60°, kiiruse 45 m/s korral on vajalik nurk alla 60° jne.

Kui saastuse iseloom võimaldab ennustada kleepuva tolmu kogunemist õhukanalites, siis soovitatakse sellised tööstuslikud aspiratsioonisüsteemid algselt projekteerida maksimaalse õhumasside liikumiskiirusega.

Väikestes aspiratsioonisüsteemides võib imitorustike rajamiseks kasutada sobiva läbimõõduga polüetüleenvoolikut. See on mugav, kuid mitte liiga vastupidav element, mida tuleb aja jooksul välja vahetada.

Et hõlbustada konstruktsiooni puhastusprotsessi, sisestatakse õhukanalitesse spetsiaalsed vahetükid kilest, paberist ja muudest sobivatest materjalidest. Tavalised olmeventilaatorid ja isegi mõned tööstuslikud ventilaatorid ei sobi aspiratsioonisüsteemidele, isegi kui nad on piisavalt suure tootlikkusega.

Vaja on seadmeid, millel on suurem kulumiskindlus ja mis võivad pikka aega töötada suure koormuse all ilma tõrgeteta.

Madala efektiivsusega aspiratsioonisüsteemide levinud probleem – õhukaod. Selle nähtuse vältimiseks soovitavad spetsialistid valida ventilaatoreid teatud võimsusvaruga. Õhukaod võivad praktikas ulatuda kuni 30%-ni võrreldes arvutuslike andmetega.

Vale kohaliku imiava valimine võib negatiivselt mõjutada kogu süsteemi. Sellist elementi ei tohi valida tehnoloogilise protsessi iseärasusi arvestamata.

Mõnel juhul on efektiivne varjualune tüüpi "vihmavari", teisel juhul – "vitriin", tõmbekapp, kabiin jms. See aspekt tuleb tingimata kooskõlastada konkreetse tootmise tehnoloogiga.

Enamik aspiratsiooniseadmeid on ette nähtud puhastatud õhu atmosfääri suunamiseks, kuid mõnikord suunatakse sellised õhumassid tagasi tootmisruumi (+)

Tolmu jämedaks eemaldamiseks õhust kasutatakse tolmukotte, vaheseinadeta tolmukambreid, punkriga gaasikanaleid, kuivtsükloneid ja muid sarnaseid seadmeid sõltuvalt tolmu iseloomust.

Keskmise puhastuse jaoks kasutatakse sageli skrubreid, peenpuhastus teostatakse vahendite komplektiga, mis võib hõlmata tsüklontüüpi elektrofiltrit ja kottfiltrit, mõnel juhul kasutatakse kõrgsurve Venturi toru või muid sobivaid agregaate.

Miks probleeme tekib

Isegi kui tootmisruumis on aspiratsioonisüsteem olemas, tuleb perioodiliselt kontrollida õhu saastatuse taset. Võib juhtuda, et süsteem töötab tavarežiimil, filtrid on korras, kuid õhu saastetase on siiski liiga kõrge.

Puuduste põhjuseks võivad olla mõned nähtused:

• õhukanalitesse kogunenud tolm;
• väljatõmbeventilaatori madal tootlikkus;
• liiga suur õhukulu;
• ebapiisav värske õhu juurdevool.

Kui õhukanalites koguneb suur hulk tolmu, viitab see sellele, et projektis olid algselt ette nähtud liiga madalad õhumasside liikumiskiirused. Teine selle nähtuse põhjus – vead aspiratsioonisüsteemi elementide konfiguratsioonis.

Tolmuosakeste õigeaegset eemaldamist süsteemist võib takistada liiga järskude pöörete, väikese kaldega lõikude, piisava arvu puhastusluukide puudumine jne.

Kui aspiratsioonisüsteem on projekteeritud ja/või paigaldatud vigadega, kogeb see suurenenud koormusi ja muutub peagi kasutuskõlbmatuks.

Vale paigaldus või vead võivad põhjustada süsteemis liiga suure õhukadu, mis toob kaasa seadme üldise efektiivsuse vähenemise. Õhuvoolude leke võib tuleneda ka filtreerimissüsteemi ebaõigest tööst. Sel põhjusel on arvutustes soovitatav ette näha piisav protsent sellisteks kadudeks.

Kui süsteemi läbib piisav kogus õhku, kuid süsteemi töö ei näita siiski oodatud efektiivsust, võib osutuda vajalikuks kohaliku väljatõmbevarjendi projekteerimise ülevaatamine.

See peab asetsema nii, et see koguks maksimaalse koguse saasteaineid, takistades nende sattumist ruumi õhku. See konstruktsioon projekteeritakse nii, et see ei segaks personali tööd ja liikumist.

Enne statsionaarse aspiratsioonisüsteemi projekti koostamist tuleb teostada tootmisruumi tehniline ekspertiis, et määrata õhuvahetuse suurused ja süsteemi peamised parameetrid (+).

Kui ruumi ei jõua piisavalt värsket õhku, ei jätku seda aspiratsioonisüsteemi tööks. Kompenseerimaks suurenenud õhuvahetuse efektiivsust, paigaldatakse tootmisruumi sissepuhke ventilatsioon rekuperatsiooniga.

Kuumades töökodades ei ole vaja väljast tulevat õhku soojendada, piisab, kui teha seina ava ja sulgeda see siibriga.

Järeldused ja kasulik video teemal

Siin on ülevaade RIKON DC3000 mobiilse aspiratsioonisüsteemi lahtipakkimisest ja paigaldusest puidutöötlemistööstuses:

Selles videos on demonstreeritud statsionaarset aspiratsioonisüsteemi, mida kasutatakse mööblitootmises:

Aspiratsioonisüsteemid – kaasaegne ja usaldusväärne viis õhu puhastamiseks tööstusruumides ohtlikest saasteainetest. Kui konstruktsioon on korralikult projekteeritud ja veatult paigaldatud, näitab see kõrget efektiivsust minimaalsete kuludega.

Kas on midagi lisada või tekkis küsimusi aspiratsioonisüsteemide teemal? Palun jätke kommentaarid publikatsioonile. Ühenduse vorm asub alumises plokis.