Программа раскроя фасонных изделий для вентиляции. Изготовление элементов вентиляции из листового металла. Оборудование установок аспирации

Производство многих видов продукции связано с образованием пылевых взвесей, мешающих работникам дышать и угрожающих их здоровью. Цементные заводы, дробилки, мельницы, предприятия химической, металлургической промышленности и многих других хозяйственных отраслей столкнулись с проблемой чистоты воздуха в цехах сразу же после их появления.

С пылью и другими опасными загрязнениями пытались бороться, выдавая защитные средства индивидуального назначения (названные респираторами и представляющие собой простейшие дыхательные фильтры), но таковые не отличались высокой эффективностью. В последние десятилетия в развитых производственных компаниях все большую популярность приобретает более действенное средство для создания нормальных условий работы - аспирация. Это слово имеет общий с респиратором латинский корень «спиро», означающий «дыхание».

Задача системы аспирации

На упомянутых предприятиях, именуемых вредным производством, без вентиляции работать невозможно. С удаляемым воздухом крытое замкнутое помещение покидают различные опасные и неприятные примеси. Собственно, именно этот факт вдохновил инженеров увеличить степень очистки, создав прохождению пылевоздушной смеси наиболее благоприятные условия.

Система аспирации - это совокупность технических средств, обеспечивающая удаление взвешенных примесей из рабочих зон производственных помещений с целью снижения их концентрации и воздействия на организм человека, а также их утилизацию. Иными словами, она создается для того, чтобы людям дышалось легко, и вреда окружающей природе фабрика или завод не наносили.

Труба и вентилятор аспирационной системы

Самое главное в этой системе - труба. Но не простая, а особая, сделанная так, чтобы пыль в ней не застревала и не накапливалась. Вполне возможно использование прямошовных труб, но лучше выполняют свою функцию спирально-навивные, аналогичные шлангам пылесосов. Но на этом тонкости не заканчиваются: наклон воздуховода тоже имеет значение. Пыль бывает очень тяжелой (например, цементная), поэтому проектирование аспирации ведется с учетом конкретного характера примесей, их физических и химических свойств. Схема прокладки чаще всего разветвлена, имеет повороты, характеризующиеся величиной относительного скругления, радиус которого должен не менее чем вдвое превышать диаметр трубы.

Градиент давлений на входе-заборнике и выходе может создаваться уровневой разницей, но нужную скорость потоку все же придает вентилятор, без которого невозможна качественная аспирация. Это, как правило, классическая «улитка» низкого давления (иногда их несколько).

Обработка отходов

Что делать с загрязненным воздухом? Просто так выбрасывать его в атмосферу не только неэтично по отношению к жителям прилегающих городских или сельских районов, но и чревато внушительными суммами штрафов, налагаемых на производства, руководство которых не хочет относиться к окружающей среде с должным уважением. Поэтому есть прямой смысл произвести отделение вредных включений. Эта задача решается двумя последовательно включенными в трубопровод устройствами - сепаратором и фильтром.

Собранный «мусор» в некоторых случаях можно использовать для рециклинга, но и тогда следует уменьшить его объем, поэтому его прессуют и собирают в специальные контейнеры.

Итак, если система состоит из трубопровода, насоса, сепаратора, фильтра и сборника утилизируемых отходов, то это аспирация. Вентиляция - лишь ее часть, обеспечивающая пневматическое транспортирование воздушно-пылевой смеси.

Моноблочные системы аспирации

При всей простоте принципа действия существуют различные способы его реализации. Наибольшее распространение получила моноблочная схема, при которой у каждого рабочего места, загрязняющего воздух, установлены устройства пылеудаления. Они бывают стационарными или передвижными. Такая аспирация - это аналог уже упомянутого пылесоса со своим бункером, подлежащим регулярной чистке, собственным вентилятором (воздушным насосом) и недлинным воздуховодом, который в зависимости от степени мобильности представляет собой гибкий шланг или жестко установленную трубу. Выпускаются моноблоки серийно, чем обусловлена их относительно невысокая стоимость.

Модульные системы

Крупные производства с сильной запыленностью рабочих пространств моноблочными устройствами аспирации обойтись не могут. Требуется высокая производительность при простоте обслуживания, ведь постоянная потребность в очистке большого количества небольших сборников слишком трудоемка. В данном случае типовой подход - большая редкость, разве что сам стандартизирован, и в нем предусмотрена на этапе проектирования такая важная система, как аспирация. Это происходит тогда, когда мельница или завод определенного типа сдается «под ключ» и соответствует самым высоким экологическим стандартам. Чаще же фирмы, занимающиеся решением проблемы в рабочей зоне, участвуют в модернизации уже давно работающих производств, которым требуется индивидуальная проработка всех технологических моментов.

Аспирация предназначена для удаления мелких сухих частиц из-под укрытий транспортно-технологического оборудования и рабочей зоны используя метод засасывания их с потоком воздуха (воздух используется в качестве среды-носителя) в трубопровод системы аспирации, по которому частицы с потоком воздуха достигают места назначения (фильтра, отстойника и собираются в какую-либо тару). Для устранения пылевыделений используются системы аспирации с разветвлённой сетью воздуховодов и газоочистным оборудованием.

Монтаж и наладка аспирационных установок производится на предприятиях по хранению и переработке зерновых продуктов, кирпичных заводах, карьерах и т. д.

Аспирация отличается от вентиляции тем, что в вентиляции работа системы сосредоточена на управлении потоками воздуха как таковыми, а в аспирации воздух используется лишь в качестве носителя, а работа системы сосредоточена на удалении мелких сухих частиц.

Проектирование систем

Назначением системы аспирации является предотвращение распространения вредных выбросов от источника в воздух рабочей зоны. Устройство аспирации, как правило, требуется на деревообрабатывающих, дробильных и других предприятиях лёгкой и тяжёлой промышленности, технологический процесс на которых происходит с выделением вредных веществ. Основным отличием данного типа вентиляции от других является большой угол наклона воздуховодов для предотвращения образования застойных зон и высокая скорость воздушного потока.

Эффективность системы оценивается по так называемой степени невыбивания, то есть соотношения удалённых вредностей к вредностям, избежавшим утилизации системой местных отсосов и поэтому попавшим в воздух рабочей зоны.

Существует два вида систем аспирации - это моноблочные и модульные.

Моноблочные системы аспирации

К преимуществам моноблочных систем относят мобильность и автономность. Моноблочность позволяет размещать установку вблизи от источников выделения вредностей и обеспечивает простоту подключения к магистралям центральных систем аспирации. Моноблочный агрегат состоит из вентилятора, сепаратора (фильтра) и ёмкости для отходов, и может быть мобильного или стационарного исполнения.

Модульные системы аспирации

Этот тип системы является более эффективным, модульная система аспирации проектируется и монтируется исходя из конкретно поставленной заказчиком задачи, решением которой является полная совместимость характеристик созданного устройства с технологическим процессом, потребовавшим её наличия.

Основные элементы и узлы этой системы:

• воздуховоды
• режущие модули
• прессы, пресс-контейнеры

Системы аспирации нашли своё применение в таких отраслях как:

• производство порошков и сыпучих материалов
• обработка и производство бумажно-картонных изделий

Потери производительности

Существенная доля производительности снижается за счёт наличия неплотностей в системе, создающих потери в 5-10% [ ] . Данное явление часто не рассматривается при проведении экспертизы уже эксплуатируемых систем аспирации, или создания проекта. Подбор вентиляторного агрегата производится без учёта нормируемых потерь, без перерасчёта мощности вентилятора с требуемым запасом.

Ныне не существует в природе такого крупного промышленного предприятия, на котором создается большая концентрация:

• сырья;
• энергетических мощностей;
• транспорта и ГПМ
• работников;
• других товароматериальных ценностей,где не нужна была бы глубокая очистка воздуха.

Это обыкновенное и неоспоримое требование самого времени относительно сохранения экологии, жизни и здоровья людей, повышения эффективности труда при создании товаров и материальных благ для удовлетворения потребностей общества.

Современная система аспирации в рабочих помещениях заводов, фабрик, химических, нефтеперерабатывающих и других предприятий – это следующий шаг на пути развития вентиляции по созданию здоровой цеховой атмосферы, которая вместе с пыле- и газообразными отходами производства совсем не так давно просто удалялась непосредственно в экологическую систему региона.

Процесс аспирации отличается от обыкновенной вентиляции помещений в первую очередь тем, что удаление сухой взвеси мельчайших твердых частиц вместе с загрязненным воздухом осуществляется непосредственно с рабочей зоны, где собственно и происходит наиболее интенсивное образование экологически вредной пыли. Такой подход к технологии глубокой очистки воздуха не только наиболее эффективен, но и наиболее экономичен.

Оборудование установок аспирации

Для каждого конкретного цеха и система вентиляции, которая создает воздушные потоки в помещении и управляет ими, и установки аспирации, которые заняты непосредственным удалением мельчайших твердых частиц до их попадания в воздушное пространство цеха или в атмосферу, разрабатываются совместно.

Установки по глубокой аспирации воздуха бывают двух видов:

1. Моноблочная, когда создается полностью автономная установка с замкнутым процессом отбора, сбора и утилизации сухих частиц пыли. Поэтому она обычно состоит с одного или нескольких вентиляторов, фильтров и специальной емкости для концентрации отобранных отходов.
2. Модульная, когда проектируется единая система с воздуховодами, подведенными к разным рабочим местам, вентиляторами низкого и высокого давления, сепараторами, емкостями для сбора и хранения отходов. Подобные системы могут создаваться как для отдельного цеха, так и для целого комплекса производственных объектов завода.

Бывают прямоточные аспирационные установки, когда воздушный поток после очистки выбрасывается в атмосферу, рециркуляционные, когда чистый воздушный поток возвращается в помещение или непосредственно, или через систему вентиляции.

К основному оборудованию аспирационных установок относятся:

• Циклоны. Это двухкамерное вентиляционное устройство, создающее центробежное воздушное разрежение высокой степени: крупные частицы концентрируются во внешней камере, а мелкие – накопляются на поверхности внутренней.
• Фильтрационные рукава и трубопроводы. При прохождении по ним загрязненный воздушный поток теряет на их стенках значительную часть твердых включений.
• Фильтры и отстойники. Они могут ставиться, как вместо атмосферных циклонов, так и на трубопроводах на переходах в вентиляцию.
• Уловители крупных частиц и металлической стружки. Устанавливаются непосредственно возле рабочего места, например, рядом со станками.
• Пресса и контейнеры для отходов.

Оценка работы аспирации в цеху

Оценку производительности аспирации на промышленном производстве дают:

• по общему количеству утилизированных отходов;
• по отношению «не выбывания вредности» к «изначальной вредности» технологического процесса. То есть в воздушном объеме, прошедшему через систему глубокой очистки, определяется количество пыли, которая избежала утилизации.

Эффективность вентиляции определяется только по тому объему воздушного потока, который был удален с помещения без создания сквозняков, которые могут наносить вред здоровью рабочего персонала.

В основном производительность аспирационной системы снижают всевозможные негерметичности соединений в системе трубопроводов и фильтрационных рукавов. Они создают до 15 – 20% потери эффективности аспирации и вынуждают ставить более мощные электродвигатели на вентиляторах циклонов. Поэтому на эксплуатируемых системах необходимо периодически проводить осмотры и планово-предупредительные ремонты по устранению дефектов на сочленениях трубопроводов и фильтрационных рукавов.

Проектирование и монтаж аспирации на работающем технологичном оборудовании

Повышение природоохранных требований – это общемировая тенденция современного технического прогресса. Поэтому установка аспирации практически для всех промышленных предприятий является обязательным техническим мероприятием, повышающим культуру производства.

Для проектирования и монтажа оборудования аспирации воздуха не нужно изменять уже существующие технологические процессы. Так как очистные установки делаются по заказу, то проектная организация приспосабливает аспирацию к наличному технологическому оборудованию. Привязка к условиям конкретного цеха и точность в расчетах предопределяет и сжатые термины монтажа систем, и эффективность ее эксплуатации в дальнейшем.

На стадии проектирования, кроме расположения цехового оборудования, очагов загрязнения и точек аспирации, определяются следующие исходные данные:

• Расходование воздуха и уменьшение разреженности в каждой точке очистки.
• Скорость перемещения воздушных потоков по трубопроводам и рукавам определенного диаметра и длины.

После этого производятся расчеты по установлению типов пылеулавливателей, уточняются диаметры воздухопроводов на каждом участке, определяется количество отходов и фильтров, и прочее.

После создания технической документации, составляется план проведения монтажных работ, добиваясь минимальных сроков остановок технологического процесса, которые потребуются для непосредственного монтажа оборудования аспирации.

Многие технологические процессы добычи и переработки сырья, производства материалов в химической, текстильной, деревообрабатывающей и других отраслях промышленности сопровождаются выделением пыли, которая является одним из главных вредных производственных факторов. Пыль не только оказывает неблагоприятное воздействие на рабочих и ухудшает условия их труда, но также нарушает технологические параметры работы оборудования и условия протекания производственного процесса, что в свою очередь приводит к снижению качества продукции. Эффективная очистка воздуха (аспирация) имеет не только санитарно-гигиеническое, экологическое и технологическое, но и экономическое значение.

Системы аспирации создают разрежение в укрытиях технологического оборудования, препятствуют выделению вредных веществ в помещения и обеспечивают удаление этих вредностей в предназначенные для этого места. К вредным факторам, выделяющимся в производстве, следует отнести пыль, тепло- и влаговыделения, выделения вредных газов. Функции систем аспирации сводятся к эффективному и надежному отводу этих вредностей из рабочих зон и производственных помещений, к охране атмосферного воздуха от загрязнений.

В состав современных аспирационных установок входят:

- вентиляторы,

Устройства для очистки воздуха, а также для хранения и удаления накопленных отходов.

Существует два способа размещения вентиляторов: до устройств удаления отходов (установки высокого давления) и после них (установки низкого давления или вакуумные). Опыт эксплуатации показал, что большую эффективность работы и более длительный срок эксплуатации имеют системы с установками низкого давления. В этом случае лопасти вентиляторов не изнашиваются потоком отходов, а эффективность очистки воздуха увеличивается на 25-30%. Рост энергопотребления компенсируется более простой конструкцией крыльчатки, уменьшением затрат на обслуживание и ремонт и увеличением срока службы вентилятора.

Система аспирации может быть централизованной, когда все имеющееся оборудование подключается к одной установке (характерно для мелких предприятий с компактно расположенными станками) или с групповым подключением, когда определенные группы станков имеют собственные установки. Производительность установки и мощность привода вентиляторов выбирается в соответствии с необходимой мощностью для каждого из станков, а также в результате расчета сопротивления воздуховодов. Оно зависит от общей длины, диаметра воздуховодов, количества ответвлений, а также количества и радиуса (угла) поворота. При увеличении объемной производительности на 10% требуемая мощность вентилятора возрастает примерно на 33%.

К сожалению, на наших предприятиях для очистки воздуха от отходов традиционно используются циклоны. Дня них характерна низкая степень очистки воздуха (не более 95%), т. е. возвращать такой воздух обратно в помещение нельзя, и он выбрасывается в атмосферу. С точки зрения энергосбережения это совершенно недопустимо. Современные установки, как правило, оснащаются специальными фильтрами, которые у ведущих отечественных и зарубежных производителей обеспечивают очистку воздуха до концентрации не более 0,1-0,2 мг/м3 (99,9%). Это дает возможность рекуперации тепла в холодное время года и значительно сокращает расходы предприятия на отопление помещений.

Наибольшее распространение для установок большой производительности получили рукавные фильтры. Такие модели обеспечивают тонкую очистку воздуха от частиц пыли, имеющих минимальный размер до нескольких микрометров. Накопившаяся на фильтрующем элементе пыль автоматически удаляется встряхиванием (механическим воздействием на фильтрующий элемент) или импульсным воздействием сжатого воздуха. У современных фильтров достаточно длительный срок службы (до 10 лет).

Система аспирации - это сложная инженерная система. Поэтому расчетами систем аспирации должен заниматься специалист в этой области, т.е. человек, который знает принцип работы и основы аэродинамического расчета систем аспирации технологических машин и пневмотранспорта дисперсных материалов, устройство, принцип работы и характеристики таких основных элементов систем, как пылеуловители, вентиляторы, затворы, системы пожаро - и взрывозащиты и др.

Первоочередной задачей потенциального покупателя при выборе пылеулавливающего оборудования является определение технических требований к системе аспирации, слагающихся из следующих данных:

Время работы каждого станка или группы станков;

Диаметр и количество местных отсосов, скорость воздуха в отсосе;

Объем отходов и размер удаляемых частиц;

Наличие подвижных отсосов и величина перемещения;

Объем бункера для хранения отходов.

При медленной загрузке чертежи и рисунки этой страницы можно открыть и посмотреть в каталоге "Чертежи, схемы, рисунки сайта".

Отвод на 90 градусов.

Выкройка отвода из пяти звеньев. Разметка линии сопряжения звеньев отвода.

Лекало левой стороны выкройки звена отвода зеркально перенести на правую, или начертить справа по той же схеме и размерам. Формула расчёта ширины выкройки: 3,14D+припуски на фальц. Ширина припусков на фальцевое соединение принимается, например, 14+14=28 мм при отгибаемой кромке 7 мм.

Переход с прямоугольного сечения на круглое, конфузор, диффузор.

Выкройка прямого симметричного перехода состоит из двух одинаковых частей.

Линию круглого сечения отрезать с небольшим запасом; в готовом переходе уточнить и отчеркнуть её по круглому сечению присоединяемого патрубка или по фланцу; и обрезать окончательно с припуском на кромку для соединительного фальца или фланца.
В некоторых случаях можно принять L~h: если перепад сечений перехода не очень большой, или если точность его высоты не имеет существенного значения. Отклонение от заданной высоты можно будет скомпенсировать длиной следующей присоединяемой к нему фасонной детали.

Переход с круглого сечения на круглое другого диаметра.

Построение выкройки (развёртки) прямого конфузора, диффузора круглого сечения.

В некоторых случаях можно принять L~h: если перепад сечений перехода не очень большой, или если точность его высоты не имеет существенного значения. Отклонение от заданной высоты перехода можно скомпенсировать длиной следующей присоединяемой к нему фасонной детали.

Переход с одного прямоугольного сечения на другое прямоугольное.

Выкройка перехода из двух частей:

При расчёте длины выкройки учесть припуски материала для крепления нижнего и верхнего прямоугольных фланцев.

Тройник. Чертёж выкройки и последовательность изготовления.

Предлагаемый способ построения выкройки менее точен, чем изложенный в специальной или учебной литературе, но успешно применяется на практике при изготовлении деталей для вентиляции, аспирации и самотечного транспорта.

Длину тройника можно взять по размерам стандартных тройников с центральным углом 30 градусов. В таблице размеров указана минимальная длина стандартного тройника - в зависимости от диаметра прямого ствола проходного воздуховода d . Для изготовления тройника по предлагаемому приближённому методу рекомендуется принять немного большую длину выкройки, например, в зависимости от диаметра основания D . Если необходимо сделать тройник, длина которого отличается от указанных в таблице, то следует уточнить расчётом размеры "а" и "b ". Расчётные формулы для тройника 30 градусов:

a=0,5l тр; b=0,87l тр.

По мере накопления практического опыта длина детали и её выкройки будет определяться самостоятельно, с учётом места установки в сети воздуховодов и способе соединения с другими фасонными частями вентиляционной системы.

Размеры прямых несимметричных тройников с центральным углом 30 градусов:

Диаметр	Длина l тр	а	b
	1072
	1184		1027
	1316		1142

На отдельном листе железа или плотной бумаги сделать чертёж бокового вида тройника. Полный чертёж необязателен - достаточно тех линий чертежа, которые нужны для определения размера "С ".

На рисунке прямой несимметричный тройник с углом 30 градусов и чертёж его вида с боку:

Чертёж выкройки проходного ствола и бокового ответвления тройника:

Последовательность изготовления тройника.

Подготовить соединительные фальцы на длинных сторонах обоих частей выкройки. Отогнуть кромки 7 и 14 мм на внутренней линии стыка стволов. Совместить части выкройки, наложив меньшую на большую. Соединить выкройку ответвления с выкройкой прямого ствола по линии стыка полуторным лежачим фальцем. Последовательность соединения стыка показана на рисунке:

Прогнуть оба ствола тройника в круглую форму, застегнуть фальцы, уплотнить фальцевый шов. Начало внутреннего соединительного шва завалить на длине 3 - 5 см, достаточные для установки фланца или соединения с патрубком круглого сечения. Основание, проходной и боковой стволы тройника ровно отчеркнуть и обрезать по фланцу или по круглому патрубку соответствующего диаметра, оставляя припуски на отбортовку для соединения со следующей деталью. В итоге получится симметричный штанообразный тройник. Его можно сделать несимметричным, если обрезать основание перпендикулярно проходному воздуховоду, или оставить штанообразным, обрезав основание перпендикулярно линии "С". Если для соединения используется широкая манжета (хомут), то основное сечение тройника необходимо дополнить прямым патрубком того же диаметра.

Тройник с другим центральным углом чертится и делается так же, но размеры "а", "b " и "С" определяются для соответствующего угла объединения. В тройнике с углом 45 градусов размеры "а" и "b " одинаковы.