Aspiracinės sistemos: rūšys, įrenginys, montavimo pasirinkimo kriterijai

Gamybos procesus neretai lydi dulkių pavidalo elementų ar dujų išskyrimas, kurie teršia patalpų orą. Problemą padės išspręsti aspiracijos sistemos, suprojektuotos ir sumontuotos pagal norminius reikalavimus.

Išsiaiškinsime, kaip veikia ir kur naudojami tokie įrenginiai, kokios yra oro valymo kompleksų rūšys. Apibūdinsime pagrindinius darbo mazgus, aprašysime projektavimo normas ir aspiracijos sistemų įrengimo taisykles.

Kaip tai veikia

Oro tarša – neišvengiama daugelio gamybos procesų dalis. Norint laikytis nustatytų sanitarinių oro švaros normų, naudojami aspiracijos procesai. Jų pagalba galima efektyviai pašalinti dulkes, nešvarumus, pluoštus ir kitas panašias priemaišas.

Aspiracija yra įsiurbimas, atliekamas sukuriant sumažinto slėgio sritį tiesioginėje taršos šaltinio artumoje.

Norint sukurti tokias sistemas, būtinos rimtos specialios žinios ir praktinė patirtis. Nors aspiracijos priemonių darbas yra glaudžiai susijęs su vėdinimo sistemų veikimu, ne kiekvienas vėdinimo specialistas susidoros su šio tipo įrangos projektavimu ir montavimu.

Siekiant maksimalaus efektyvumo, derinami vėdinimo ir aspiracijos metodai. Vėdinimo sistema gamybinėje patalpoje turi būti įrengta tiekimo-ištraukimo kompleksu, kad būtų užtikrintas nuolatinis gryno oro patekimas iš išorės.

Aspiracija plačiai taikoma šiose pramonės srityse:

• smulkinimo gamyba;
• medienos apdirbimas;
• vartojimo produktų gamyba;
• kiti procesai, kuriuos lydi didelio kenksmingų įkvėpimui medžiagų kiekio išskyrimas.

Užtikrinti darbuotojų saugumą standartinėmis apsaugos priemonėmis pavyksta toli gražu ne visada, o aspiracija gali tapti vienintele galimybe sukurti saugų gamybos procesą ceche.

Aspiracijos įrenginiai skirti efektyviam ir greitam įvairių smulkių teršalų, susidarančių pramoninės gamybos metu, pašalinimui iš oro.

Teršalų pašalinimas naudojant tokio tipo sistemas atliekamas specialiais ortakiais, kurie turi didelį pasvirimo kampą. Tokia padėtis leidžia išvengti vadinamųjų sąstingio zonų susidarymo.

Mobilios vėdinimo-aspiracijos sistemos yra paprastos montuoti ir eksploatuoti, jos puikiai tinka nedidelėms įmonėms ar net namų dirbtuvėms

Tokios sistemos darbo efektyvumo rodikliu laikomas neišmetimo laipsnis, t.y. pašalintų teršalų kiekio ir kenksmingų medžiagų, nepatekusių į sistemą, masės santykis.

Skiriami du aspiracijos sistemų tipai:

• Modulinės sistemos – stacionarus įrenginys;
• Monoblokai – mobilios įrangos.

Be to, aspiracijos sistemos klasifikuojamos pagal slėgio lygį:

• Mažo slėgio – mažiau nei 7,5 kPa;
• Vidutinio slėgio – 7,5-30 kPa;
• Aukšto slėgio – virš 30 kPa.

Modulinės ir monoblokinės aspiracijos sistemos komplektacija skiriasi.

Paaiškinimai prie schemos: 1 – teršalų šaltinis (grūdų perdirbimo įranga), 2 – skėtis, 3 – išcentrinis ventiliatorius, 4 – ortakiai, 5 – ciklonas, 6 – dulkėms surinkti talpykla (+)

Monoblokus sudaro šie elementai:

• ventiliatorius;
• separatorius;
• atliekų kaupiklis.

Separatorius yra filtras, skirtas per įrenginį praeinančiam orui valyti. Atliekų kaupiklis gali būti tiek stacionarus, t.y. įmontuotas į monobloką, tiek nuimamas.

Tokį agregatą galima įsigyti jau paruoštą ir tiesiog sumontuoti tinkamoje aspiracijos procedūroms atlikti vietoje. Be to, juos nesudėtinga prijungti prie esamų centralizuotų sistemų.

Modulinės sistemos yra sudėtingesnės montuoti ir brangesnės, tačiau jų naudojimas yra žymiai efektyvesnis nei monoblokinių konstrukcijų. Tokios sistemos nėra tipinės, pirmiausia jos projektuojamos atsižvelgiant į konkrečias sąlygas ir užduotis.

Čia atsižvelgiama į daugybę veiksnių:

• gamybos patalpos charakteristikos;
• technologinio proceso ypatumai;
• transportuojamos terpės savybės ir pan.

Paprastai tai centralizuota sistema, susidedanti iš ortakių rinkinio ir siurbimo bloko. Didelėms įmonėms gali būti naudojama sistema ne su vienu, o su dviem ar daugiau tokių blokų.

Ortakių medžiaga gali būti įvairi, priklausomai nuo teršalų, kuriuos numatoma jais transportuoti, pobūdžio ir kiekio.

Ištraukimas ir gaubtas montuojami kuo arčiau zonos, iš kurios bus šalinami teršalai, tačiau jis neturi trukdyti personalui atlikti darbo pareigas

Patvariausiomis laikomos juodojo metalo konstrukcijos, tačiau jos yra ir brangiausios. Bet kuriuo atveju atskiros oro magistralės dalys hermetiškai sujungiamos flanšais, sutvirtintais varžtais.

Tarp aspiracijos sistemų privalumų galima paminėti:

• santykinai paprastą konstrukciją;
• suderinamumas su įvairiomis gamybos įrangos rūšimis;
• saugumas aplinkai;
• automatinio darbo galimybė;
• patalpų priešgaisrinės saugos didinimas ir pan.

Tokių įrenginių trūkumams pirmiausia priskiriamas elektros energijos sąnaudų padidėjimas, ypač netinkamai suprojektavus, taip pat mažas metalinių ortakių atsparumas dilimui. Šiuos aspektus reikėtų įvertinti renkantis tinkamą konstrukciją.

Kodėl būtinas projektavimas

Norint sukurti modulinę aspiracijos sistemą, projektuojami šie elementai:

• vietinio išsiurbimo įrenginiai;
• pasvirę ortakiai;
• filtrų sistemos;
• aukšto slėgio ventiliatoriaus ir pan.

Kaip vietinis išsiurbimo įrenginys gali būti naudojami įvairių modelių įtaisai, pavyzdžiui, bortinis išsiurbimas, „skėčio“, „priedangos“ tipo konstrukcijos ir kt. Ortakiai tiesiami nuo atliekų paėmimo vietos iki perkėlimo į išorinę erdvę taško.

Filtravimo sistema gali numatyti tiek išvalytų oro masių pašalinimą iš patalpos, tiek jų grąžinimą atgal po filtravimo į paėmimo vietą.

Stacionarios aspiracijos sistemos stambiose įmonėse – tai dideli įrenginiai, kurie turėtų būti projektuojami atsižvelgiant į patalpos ypatybes, teršalų charakteristikas, vėdinimo sistemos konfigūraciją ir daugelį kitų rodiklių

Prieš rengiant aspiracijos įrenginio projektą, būtina atlikti objekto būklės techninę ekspertizę. Šiame etape galima nustatyti ir pašalinti sistemos trūkumus. Panašiam patikrinimui galima pateikti ir jau esamas vėdinimo ir aspiracijos sistemas.

Aspiracijos efektyvumas labai priklauso nuo oro tūrių, kurie per laiko vienetą praeina pro ortakius. Kuo didesnis šis rodiklis, tuo brangesnis montavimas ir eksploatacinės išlaidos.

Jei sistemos komponentai parenkami teisingai, išlaidas, tiek pradines, tiek eksploatacines, galima žymiai sumažinti.

Stacionari aspiracijos sistema susideda iš daugybės modulių ir elementų, kurių konfigūracija parenkama atskirai kiekvienai įmonei, kad būtų užtikrintas maksimalus efektyvumas (+)

Tai apima tinkamo oro išsiurbimo įrenginio pasirinkimą, kompetentingus paskirstymo skaičiavimus ir pan. Dėl to sumažės sistemos apkrova, filtrus reikės valyti rečiau, padidės ventiliatorių darbo resursas ir pan.

Kai kurie pramoninių galių savininkai, rinkdamiesi valymo sistemą, eina mažiausio pasipriešinimo keliu. Jie remiasi cikloninio tipo įrenginio parametrais, paprasčiausiai pranešdami tiekėjui jos veikimo sąlygas: oro srautą ir teršalų pobūdį.

Dėl to jie gauna įrenginį, kurio našumas parenkamas pagal lenteles, neatsižvelgiant į kitus parametrus. Patyrę projektuotojai tvirtina, kad toks požiūris paprastai lemia didesnes išlaidas ir sumažina įrangos darbo efektyvumą.

Cikloninės instaliacijos kaina yra tuo didesnė, kuo didesnis oro tūris, kuris per ją juda. Jei optimizuosite jau esamą oro paskirstymo sistemą, galėsite parinkti ištraukimo ir filtrus, kurie duos reikiamą efektą esant mažesniam oro srautui.

Tokia įranga kainuos pigiau, sutaupymas gali sudaryti maždaug trečdalį visų išlaidų sumos. Būtent todėl prieš renkantis įrangą aspiracijos sistemai reikėtų pasirūpinti technine ekspertize ir pakviesti patyrusius projektuotojus.

Tokių konstrukcijų montavimo ypatumai

Kadangi aspiracijos sistemų ortakiais transportuojami dideli teršalų kiekiai, tokioms konstrukcijoms taikomi didesni stiprumo reikalavimai, skirtingai nei tiekimo vėdinimo sistemoms.

Jų gamybai naudojamas nuo 1,2 iki 5,0 mm storio plienas, o forminėms dalims rekomenduojama naudoti plieną, kurio storis yra 1,0 mm didesnis nei ortakio medžiaga.

Aspiracijos sistemų ortakiams reikia naudoti tvirtą lakštinį plieną, ne mažesnio kaip 1,2 mm storio. Nuimamos jungtys palengvins sistemos valymo nuo teršalų procesą.

Draudžiama aspiracijos ortakius tvirtinti spaustuvais ant pakabos. Leidžiama naudoti tik spaustuvus, pritvirtintus laikikliais, kai kuriais atvejais kaip tvirtinimą naudojamos grandinės.

Maksimalus atstumas tarp laikiklių turi būti trys metrai vamzdžiams, kurių skersmuo didesnis nei 40 mm, ir keturi metrai – kai konstrukcijų skersmuo yra 400 mm arba mažesnis. Šie parametrai užtikrins pakankamą konstrukcijos stiprumą ir sumažins ortakių nutrūkimo riziką eksploatacijos metu.

Dar viena aspiracijos ortakių ypatybė yra ta, kad juos gana dažnai tenka išardyti, kad išvalytų ant sienelių susikaupusius teršalus. Be to, dėl greito nusidėvėjimo atskirus elementus tenka periodiškai keisti.

Dėl šios priežasties rekomenduojama konstrukcijoms montuoti naudoti greitai išardomas jungtis, o ne tradicinius flanšus, kurie dėl dažno ardymo ir surinkimo greitai sugenda.

Kad aspiracijos sistemos konstrukcijoje nesikauptų teršalai, būtina suteikti ortakiams tinkamą nuolydį, kuris priklauso nuo apskaičiuoto oro masių judėjimo greičio

Oro srautų reguliavimui naudojami įstriži sklendės, kurios rodo mažesnį pasipriešinimą srautui ir geriau apsaugo nuo teršalų kaupimosi. Nerekomenduojama naudoti reguliavimo droselinių vožtuvų aspiracijos sistemose. Labai svarbu, kad ortakiai būtų išdėstyti tinkamu kampu.

Konstrukcijos padėtis priklauso nuo nustatyto oro srauto greičio, kurį lemia šalinamų teršalų pobūdis. Taigi, norint užtikrinti apie 20 m/s greitį, reikalingas 60° nuolydis, o 45 m/s greičiui – mažesnis nei 60° kampas ir t.t.

Jeigu teršalų pobūdis leidžia prognozuoti lipnių dulkių kaupimąsi ortakiuose, tokias pramonines aspiracijos sistemas rekomenduojama iš pradžių projektuoti atsižvelgiant į maksimalų oro masių judėjimo greitį.

Mažose aspiracijos sistemose išsiurbimų įrengimui gali būti naudojama tinkamo skersmens polietileno žarna. Tai patogus, bet ne per daug patvarus elementas, kurį laikui bėgant teks pakeisti.

Siekiant palengvinti konstrukcijos valymo procesą, į ortakius įdedami specialūs įdėklai iš plėvelės, popieriaus ir kitų tinkamų medžiagų. Įprasti buitiniai ir net kai kurie pramoniniai ventiliatoriai aspiracijos sistemoms netinka, net jei jie pasižymi pakankamai dideliu našumu.

Reikalingi įrenginiai su padidintu atsparumu dilimui, kurie gali ilgą laiką dirbti esant didelei apkrovai be trikdžių.

Dažna mažo efektyvumo aspiracijos sistemų problema – oro nuostoliai. Kad būtų išvengta šio reiškinio, specialistai rekomenduoja rinktis ventiliatorius su tam tikru galios rezervu. Praktiškai oro nuostoliai gali siekti 30%, palyginti su apskaičiuotais duomenimis.

Netinkamas vietinio išsiurbimo pasirinkimas gali neigiamai paveikti visą sistemą. Negalima rinktis tokio elemento neatsižvelgiant į technologinio proceso ypatumus.

Kai kuriais atvejais efektyvus bus “skėčio” tipo gaubtas, kitais – “vitrinos”, traukos spinta, kabina ir pan. Šį momentą būtinai reikia derinti su technologu konkrečioje gamyboje.

Dauguma aspiracijos įrenginių yra skirti išvalyto oro išmetimui į atmosferą, tačiau kartais tokios oro masės grąžinamos į gamybos patalpą (+)

Šiurkščiam oro valymui nuo dulkių naudojami dulkių maišai, bekamerinės dulkių kameros, bunkeriniai dujotakiai, sausi ciklonai ir kiti panašūs įrenginiai, priklausomai nuo dulkių pobūdžio.

Vidutiniam valymui dažnai naudojami skruberiai, o smulkusis valymas atliekamas naudojant priemonių rinkinį, kuris gali apimti ciklono tipo elektrostatinį filtrą ir rankovinį filtrą, kai kuriais atvejais naudojamas aukšto slėgio Venturi vamzdis ar kiti tinkami agregatai.

Kodėl kyla problemos

Net jei gamybinėje patalpoje yra aspiracijos sistema, reikia periodiškai tikrinti teršalų kiekį ore. Kartais sistema veikia įprastu režimu, filtrai yra tvarkingi, tačiau oro užterštumas išlieka per didelis.

Trūkumų priežastimi gali būti kai kurie reiškiniai:

• dulkės, susikaupusios ortakiuose;
• mažas ištraukiamojo ventiliatoriaus našumas;
• per didelis oro srautas;
• nepakankamas šviežio oro įtekėjimas.

Jei ortakių kanaluose susikaupia didelis kiekis dulkių, tai rodo, kad projekte iš pradžių buvo numatyti per maži oro masių judėjimo greičiai. Kita šio reiškinio priežastis – aspiracijos sistemos elementų konfigūracijos trūkumai.

Laiku pašalinti dulkių daleles iš sistemos gali trukdyti pernelyg staigūs posūkiai, mažo nuolydžio atkarpos, nepakankamas valymo liukų skaičius ir pan.

Jei aspiracijos sistema suprojektuota ir (arba) sumontuota su trūkumais, ji patirs padidėjusias apkrovas ir greitai taps netinkama naudoti.

Neteisingas montavimas ar klaidos gali sukelti per didelius oro nuostolius sistemoje, dėl ko sumažėja bendras įrenginio našumas. Oro srautų nuotėkis gali atsirasti ir dėl netinkamo filtravimo sistemos veikimo. Dėl šios priežasties skaičiavimuose rekomenduojama numatyti pakankamą procentą tokiems nuostoliams.

Jei per sistemą praeina pakankamas oro kiekis, tačiau sistema vis tiek nerodo laukiamo efektyvumo, galbūt reikėtų persvarstyti vietinio ištraukimo-dangos projektavimą.

Jis turėtų būti išdėstytas taip, kad surinktų maksimalų teršalų kiekį, neleisdamas jiems patekti į patalpos orą. Šis statinys projektuojamas taip, kad netrukdytų personalo darbui ir judėjimui.

Prieš sudarant stacionarios aspiracijos sistemos projektą, būtina atlikti gamybinės patalpos techninę ekspertizę, siekiant nustatyti oro mainų dydžius ir pagrindinius sistemos parametrus (+)

Jei į patalpą nepatenka pakankamas šviežio oro kiekis, jo neužteks aspiracijos sistemos darbui. Siekiant kompensuoti padidintą oro mainų efektyvumą, gamybinėje patalpoje įrengiama tiekiamoji ventiliacija su rekuperacija.

Karštosiose cechuose nereikia šildyti iš lauko patenkančio oro, pakanka padaryti angą sienoje ir uždaryti ją sklende.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Čia pateikiama mobiliosios aspiracijos sistemos RIKON DC3000 išpakavimo ir montavimo apžvalga, skirta medienos apdirbimo pramonei:

Šiame vaizdo įraše demonstruojama stacionari aspiracijos sistema, naudojama baldų gamyboje:

Aspiracijos sistemos – modernus ir patikimas būdas išvalyti orą pramoninėse patalpose nuo pavojingų teršalų. Jei konstrukcija tinkamai suprojektuota ir sumontuota be klaidų, ji parodys aukštą efektyvumą su minimaliomis sąnaudomis.

Turite ką pridurti, ar kilo klausimų aspiracijos sistemų tema? Prašome palikti komentarus prie publikacijos. Kontaktinė forma yra apatiniame bloke.