Aspirációs rendszerek: típusok, felépítés, a készülék kiválasztásának szempontjai

A gyártási folyamatokat gyakran kíséri porszerű elemek vagy gázok kibocsátása, amelyek szennyezik a helyiség levegőjét. A problémát az előírásoknak megfelelően tervezett és telepített aspirációs rendszerek segíthetnek megoldani.

Nézzük meg, hogyan működnek és hol alkalmazzák ezeket az eszközöket, milyen típusai vannak a levegőtisztító rendszereknek. Jelöljük meg a fő munkaelemeket, írjuk le az aspirációs rendszerek tervezési normáit és telepítési szabályait.

Hogyan működik

A levegő szennyezése – sok gyártási folyamat elkerülhetetlen része. A megállapított egészségügyi levegőtisztasági normák betartása érdekében aspirációs eljárásokat alkalmaznak. Segítségükkel hatékonyan eltávolítható a por, szennyeződés, szálak és más hasonló szennyező anyagok.

Az aspiráció egy beszívást jelent, amelyet a szennyezőforrás közvetlen közelében alacsony nyomású terület létrehozásával valósítanak meg.

Az ilyen rendszerek létrehozásához komoly speciális ismeretekre és gyakorlati tapasztalatra van szükség. Bár az aspirációs eszközök munkája szorosan kapcsolódik a szellőzőrendszerek működéséhez, nem minden szellőzéssel foglalkozó szakember birkózik meg az ilyen típusú berendezések tervezésével és telepítésével.

A maximális hatékonyság elérése érdekében a szellőztetés és az aspiráció módszereit kombinálják. A gyártóhelyiség szellőzőrendszerét befúvó-elszívó rendszerrel kell felszerelni a folyamatos friss levegő beáramlás biztosítása érdekében.

Az aspirációt széles körben alkalmazzák a következő iparágakban:

• törőüzemek;
• famegmunkálás;
• fogyasztási cikkek gyártása;
• egyéb folyamatok, amelyek nagy mennyiségű belélegzésre káros anyag kibocsátásával járnak.

Az alkalmazottak biztonságának standard védőeszközökkel való biztosítása korántsem mindig sikerül, és az aspiráció lehet az egyetlen lehetőség a biztonságos gyártási folyamat megteremtésére a műhelyben.

Az aspirációs berendezések a levegőből az ipari termelés során keletkező különféle apró szennyeződések hatékony és gyors eltávolítására szolgálnak.

Az ilyen típusú rendszerekkel történő szennyeződéseltávolítás speciális légcsatornákon keresztül történik, amelyek nagy dőlésszöggel rendelkeznek. Ez a pozíció lehetővé teszi az úgynevezett pangó zónák kialakulásának megelőzését.

A mobil szellőző-elszívó berendezések egyszerűen szerelhetők és üzemeltethetők, kiválóan alkalmasak kisvállalkozások vagy akár otthoni műhelyek számára.

A rendszer hatékonyságát a ki nem ütődés mértékével mérik, azaz az eltávolított szennyeződések mennyiségének és a rendszerbe be nem került káros anyagok tömegének arányával.

Kétféle elszívórendszert különböztetünk meg:

• modulrendszerek – helyhez kötött berendezés;
• monoblokkok – mobil berendezések.

Ezenkívül az elszívórendszereket a nyomásszint szerint osztályozzák:

• kisnyomásúak – 7,5 kPa alatt;
• középnyomásúak – 7,5-30 kPa;
• nagynyomásúak – 30 kPa felett.

A moduláris és monoblokk típusú elszívórendszerek felszereltsége eltérő.

Magyarázat a vázlathoz: 1 – a por kibocsátási forrása (gabonafeldolgozó berendezés), 2 – ernyő, 3 – centrifugális ventilátor, 4 – légcsatornák, 5 – ciklon, 6 – porgyűjtő tartály (+)

A monoblokkok a következő elemekből állnak:

• ventilátor;
• szeparátor;
• hulladékgyűjtő tartály.

A szeparátor egy szűrő a készüléken áthaladó levegő tisztítására. A hulladékgyűjtő tartály lehet helyhez kötött, azaz a monoblokkba épített, vagy levehető.

Egy ilyen egységet már készen meg lehet vásárolni, és egyszerűen telepíteni egy alkalmas helyre az elszívási eljárások elvégzéséhez. Ezenkívül nem nehéz őket a meglévő központosított rendszerekhez csatlakoztatni.

A modulrendszerek szerelése bonyolultabb és drágább, de használatuk jelentősen hatékonyabb, mint a monoblokk szerkezeteké. Az ilyen rendszerek nem szabványosak, először a konkrét körülmények és feladatok figyelembevételével tervezik meg őket.

Eközben számos tényezőt vesznek figyelembe:

• a termelőhelyiség jellemzői;
• a technológiai folyamat sajátosságai;
• a szállított közeg minősége stb.

Általában ez egy központosított rendszer, amely légcsatorna-készletből és egy szívóegységből áll. Nagyvállalatok esetében nem egy, hanem két vagy több ilyen blokkból álló rendszer is alkalmazható.

A légcsatornák anyaga eltérő lehet, attól függően, hogy milyen jellegű és mennyiségű szennyeződést kívánnak rajtuk szállítani.

Az elszívónyílást és a burkolatot a lehető legközelebb kell felszerelni ahhoz a zónához, ahonnan a szennyeződéseket eltávolítják, de nem akadályozhatja a személyzetet a munkavégzésben.

A legtartósabbnak a fekete fémből készült szerkezeteket tartják, de ezek a legdrágábbak is. Mindenesetre a légvezeték egyes szakaszait csavarokkal összekötött karimák segítségével légmentesen csatlakoztatják.

Az elszívórendszerek előnyei közé tartozik:

• a viszonylag egyszerű felépítés;
• kompatibilitás különféle gyártóberendezésekkel;
• környezetbiztonság;
• a munka automatizálásának lehetősége;
• a helyiség tűzbiztonságának növelése stb.

Az ilyen berendezések hátrányai közé tartozik elsősorban a villamosenergia-költségek növekedése, különösen helytelen tervezés esetén, valamint a fém légcsatornák kopással szembeni alacsony ellenállása. Ezeket a szempontokat figyelembe kell venni a megfelelő konstrukció kiválasztásakor.

Miért szükséges a tervezés

A moduláris elszívórendszer létrehozásához a következő elemek beépítését tervezik:

• helyi elszívó;
• ferde légcsatornák;
• szűrőrendszerek;
• nagynyomású ventilátor stb.

Helyi elszívóként különböző készülékmodellek használhatók, például oldalsó elszívó, „ernyő” és „burkolat” típusú konstrukciók, valamint egyebek. A légcsatornákat a hulladék elszívásának helyétől a külső térbe történő továbbítás pontjáig vezetik.

A szűrőrendszer jelentheti a megtisztított levegő eltávolítását a helyiségből, valamint annak visszavezetését a szűrés után az elszívás helyére.

A nagyvállalatoknál lévő stacioner elszívórendszerek – olyan nagy építmények, amelyeket a helyiség sajátosságainak, a szennyeződések jellemzőinek, a szellőzőrendszer konfigurációjának és sok más paraméternek a figyelembevételével kell tervezni.

Az elszívóberendezés tervének elkészítése előtt el kell végezni a létesítmény állapotának műszaki szakértői vizsgálatát. Ebben a szakaszban a rendszer hiányosságai feltárhatók és megszüntethetők. Hasonló ellenőrzésnek vethetők alá a meglévő szellőző- és elszívórendszerek is.

Az elszívás hatékonysága nagymértékben függ a légcsatornákon egységnyi idő alatt áthaladó levegőmennyiségtől. Minél nagyobb ez a mutató, annál drágább a szerkezet beépítése, valamint az üzemeltetési költségei.

Ha a rendszer alkatrészeit helyesen választják ki, akkor a kezdeti és az üzemeltetési költségek egyaránt jelentősen csökkenthetők.

A stacioner elszívórendszer számos modulból és elemből áll, amelyek konfigurációját minden vállalkozás számára külön-külön választják ki a maximális hatékonyság biztosítása érdekében (+)

Ez magában foglalja a megfelelő levegőelszívó készülék kiválasztását, a befúvott levegő elosztásának szakszerű számításait stb. Ennek eredményeként a rendszer terhelése csökken, a szűrők ritkábban igényelnek tisztítást, a ventilátorok élettartama megnő stb.

Egyes ipari létesítmények tulajdonosai a tisztítórendszer kiválasztásakor a legkisebb ellenállás útját választják. A ciklon típusú berendezés paramétereiből indulnak ki, egyszerűen közölve a szállítóval a működési feltételeket: a légáramlást és a szennyeződések jellegét.

Eredményül kapnak egy olyan eszközt, amelynek teljesítményét táblázatok alapján választották ki anélkül, hogy más paramétereket figyelembe vettek volna. A tapasztalt tervezők állítják, hogy ez a megközelítés általában megnövekedett költségekhez és a berendezés hatékonyságának csökkenéséhez vezet.

A ciklonberendezés költsége annál magasabb, minél nagyobb a rajta áthaladó levegő mennyisége. Ha a meglévő légelosztó rendszert optimalizálják, akkor olyan elszívókat és szűrőket lehet kiválasztani, amelyek kisebb légáramlás mellett is elérik a kívánt hatást.

Az ilyen berendezés olcsóbb lesz, a megtakarítás körülbelül a teljes kiadások harmada lehet. Éppen ezért az elszívó rendszer berendezésének kiválasztása előtt gondoskodni kell a műszaki szakértői vizsgálatról, és tapasztalt tervezőket kell meghívni.

Az ilyen szerkezetek telepítésének sajátosságai

Mivel az elszívó rendszerek légcsatornáin jelentős mennyiségű szennyeződés szállítódik, az ilyen szerkezetekkel szemben magasabb szilárdsági követelményeket támasztanak, ellentétben a befúvó szellőzőrendszerekkel.

Gyártásukhoz 1,2 és 5,0 mm közötti vastagságú acélt használnak, az idomokhoz pedig ajánlott olyan acélt venni, amelynek vastagsága 1,0 mm-rel nagyobb, mint a légcsatorna anyagáé.

Az elszívó rendszerek légcsatornáihoz legalább 1,2 mm vastagságú erős lemezacélt kell használni. A szétszerelhető csatlakozások megkönnyítik a rendszer szennyeződésektől való tisztítását.

Tilos az elszívó légcsatornákat bilincsekkel felfüggesztésre rögzíteni. Csak konzolokkal rögzített bilincsek használata megengedett, bizonyos esetekben láncokat használnak rögzítésként.

A konzolok közötti maximális távolság 40 mm-nél nagyobb átmérőjű csövek esetén három méter, legfeljebb 400 mm átmérőjű szerkezeteknél pedig négy méter – legyen. Ezek a paraméterek biztosítják a szerkezet megfelelő szilárdságát, és csökkentik a légcsatornák üzem közbeni leszakadásának kockázatát.

Az elszívó légcsatornák másik jellemzője, hogy a falakon felgyülemlett szennyeződésektől való tisztításhoz elég gyakran szét kell szedni őket. Ezenkívül a gyors elhasználódás miatt egyes elemeket időszakonként cserélni kell.

Emiatt ajánlott a szerkezetek beépítéséhez gyorskioldó csatlakozóelemeket használni a hagyományos karimák helyett, mivel azok a gyakori szétszerelés-összeszerelés miatt hamar tönkremennek.

Annak érdekében, hogy az elszívó rendszer szerkezetében ne halmozódjanak fel szennyeződések, a légcsatornáknak megfelelő lejtést kell adni, amely a légtömegek számított mozgási sebességétől függ.

A légáramlások szabályozásához ferde csappantyúkat használnak, amelyek kisebb áramlási ellenállást mutatnak és jobban gátolják a szennyeződések felhalmozódását. Az elszívó rendszerekben szabályozó fojtószelepek alkalmazása nem ajánlott. Nagyon fontos, hogy a légcsatornák megfelelő szögben legyenek elhelyezve.

A szerkezet helyzete a légáramlás előírt sebességétől függ, amelyet az eltávolítandó szennyeződések jellege határoz meg. Például a körülbelül 20 m/s sebesség eléréséhez 60°-os lejtés szükséges, a 45 m/s sebességhez pedig 60°-nál kisebb szög, stb.

Ha a szennyeződések jellege lehetővé teszi a ragadós por felhalmozódásának előrejelzését a légcsatornákban, akkor az ilyen ipari elszívórendszereket kezdettől fogva a légtömegek maximális mozgási sebességére számítva kell tervezni.

Kisebb elszívórendszerekben a szívófejek kialakításához megfelelő átmérőjű polietilén tömlő használható. Ez kényelmes, de nem túl tartós elem, amelyet idővel ki kell majd cserélni.

A szerkezet tisztítási folyamatának megkönnyítése érdekében a légcsatornákba fóliából, papírból és más megfelelő anyagokból készült speciális betéteket helyeznek. A hagyományos háztartási, sőt egyes ipari ventilátorok sem alkalmasak elszívórendszerekhez, még akkor sem, ha kellően nagy teljesítményűek.

Olyan eszközökre van szükség, amelyek fokozott kopásállósággal rendelkeznek, és hosszú ideig képesek nagy terhelés alatt megszakítás nélkül működni.

Az alacsony hatékonyságú elszívórendszerek gyakori problémája a levegőveszteség. Ennek megelőzése érdekében a szakemberek azt javasolják, hogy válasszanak ventilátorokat némi teljesítménytartalékkal. A levegőveszteség a gyakorlatban akár 30%-ot is elérhet a számított adatokhoz képest.

A helyi elszívófej helytelen megválasztása negatívan befolyásolhatja az egész rendszert. Nem szabad ilyen elemet választani a technológiai folyamat sajátosságainak figyelembevétele nélkül.

Egyes esetekben az „ernyő” típusú burkolat lesz hatékony, máskor a „vitrin” típusú, az elszívó szekrény, a kabin stb. Ezt a kérdést feltétlenül egyeztetni kell az adott gyártás technológusával.

Az elszívóberendezések nagy része a tisztított levegő légkörbe történő továbbítására van tervezve, de néha az ilyen légtömegeket visszavezetik a gyártási helyiségbe (+).

A levegő durva portalanításához porzsákokat, válaszfal nélküli porülepítő kamrákat, bunkerezett gázvezetékeket, száraz ciklonokat és más hasonló berendezéseket használnak a por jellegétől függően.

Közepes tisztításhoz gyakran használnak scrubbereket, a finomtisztítást pedig olyan eszközök segítségével végzik, amelyek tartalmazhatnak ciklon típusú elektrofiltert és zsákos szűrőt, bizonyos esetekben nagynyomású Venturi-csövet vagy más megfelelő berendezéseket használnak.

Miért merülnek fel problémák

Még akkor is, ha a termelőhelyiségben elszívórendszer van, időszakonként ellenőrizni kell a szennyezőanyagok szintjét a levegőben. Előfordul, hogy a rendszer normál üzemmódban működik, a szűrők rendben vannak, de a levegő szennyezettsége továbbra is túl magas.

A hiányosságok oka lehet néhány jelenség:

• a légcsatornákban felgyülemlett por;
• az elszívó ventilátor alacsony teljesítménye;
• túl nagy légáramlás;
• elégtelen friss levegő beáramlás.

Ha a légcsatornákban nagy mennyiségű por halmozódik fel, az azt jelzi, hogy a tervben kezdetben túl alacsony légszállítási sebességeket határoztak meg. A jelenség másik oka – a szívórendszer elemeinek konfigurációs hibái.

A porrészecskék rendszerből való időbeni eltávolítását akadályozhatja a túl meredek kanyarok, a kis lejtésű szakaszok, a tisztítóajtók elégtelen száma és hasonlók jelenléte.

Ha az elszívórendszert hibásan tervezték és/vagy szerelték, megnövekedett igénybevételnek lesz kitéve, és hamarosan használhatatlanná válik.

A helytelen szerelés vagy hibák túl magas levegőveszteséget okozhatnak a rendszerben, ami a berendezés általános teljesítményének csökkenéséhez vezet. Légáramlási szivárgás a szűrőrendszer nem megfelelő működése miatt is előfordulhat. Emiatt a számításoknál ajánlott megfelelő százalékot betervezni az ilyen veszteségekre.

Ha a rendszeren elegendő mennyiségű levegő áramlik át, de a rendszer működése mégsem mutatja a várt hatékonyságot, esetleg felül kell vizsgálni a helyi elszívóburkolat tervezését.

A helyi elszívóburkolatot úgy kell elhelyezni, hogy összegyűjtse a szennyeződések maximális mennyiségét, megakadályozva azok levegőbe jutását. Ezt a szerkezetet úgy kell megtervezni, hogy ne akadályozza a személyzet munkáját és mozgását.

A helyhez kötött elszívórendszer tervének elkészítése előtt el kell végezni a termelőhelyiség műszaki vizsgálatát, hogy meghatározzák a légcsere mértékét és a rendszer alapvető paramétereit (+)

Ha a helyiségbe nem jut elegendő friss levegő, akkor az hiányozni fog az elszívórendszer működéséhez. A megnövekedett légcsere hatékonyságának kompenzálására a termelőhelyiségbe beépítenek egy rekuperációs befúvó szellőzést.

A forró műhelyekben nem szükséges a kívülről beáramló levegő fűtése, elég egy nyílást vágni a falon, és azt egy zárófedéllel lezárni.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

Itt látható a RIKON DC3000 mobil elszívórendszer kicsomagolásának és beszerelésének áttekintése a faipar számára:

Ebben a videóban egy helyhez kötött elszívórendszer kerül bemutatásra, amelyet bútorgyártás során használnak:

Az elszívórendszerek – modern és megbízható megoldást jelentenek a veszélyes szennyeződések eltávolítására ipari terekben. Ha a rendszer megfelelően került kialakításra és szerelésre, akkor minimális költségek mellett nagy hatékonysággal működik.

Van mit kiegészíteni, vagy kérdései merültek fel az elszívórendszerekkel kapcsolatban? Kérem, hagyjon megjegyzést a cikk alatt. A kapcsolatfelvételi űrlap az alsó blokkban található.