Тольяттинский государственный университет

Соболев А.А.К вопросу о вакуумной пылеуборочной системе// Экология и промышленность России, май 2009 г., С.10-11.

Тольяттинский государственный университет

В помещения литей

ного про­изводства поступают значи­тельные объемы вредных веществ (пыли, газов, влаги), что оказывает отрицательное воздей­ствие на здоровье работающих, а также на срок службы оборудова­ния и качество выпускаемой про­дукции. Пыль оседает на пол, сте­ны, оборудование, металлокон­струкции и т.п., к чему добавляет­ся просыпь формовочной смеси. Осевшая пыль и просыпь являют­ся источником вторичного пыле-образования.

Своевременная уборка осев­шей пыли и просыпи является ак­туальной проблемой. Существую­щие методы уборки ручным и мокрым способами и передвиж­ными установками недостаточно эффективны. Для уборки значи­тельных объемов пыли и просыпи на крупных промышленных предприятиях используют центра­лизованные стационарные ваку­умные пылеуборочные системы, которые имеют большую произ­водительность, надежны и удоб­ны в эксплуатации, не требуют большого числа обслуживающего персонала и уменьшают или пол­ностью устраняют вторичное пы-леобразование.

Основным рабочим инстру­ментом, при помощи которого происходит унос сыпучего мате­риала с поверхности, является заборное устройство (насадка). Важнейший фактор, влияющий

на эффективность забора пыли с поверхности, — обеспечение достаточной равномерной ско­рости воздушного потока, непре­рывно поступающего из окружа­ющего пространства в щель на­садки.

Для разработки методики оп­ределения скорости воздушного потока при входе в щель забор­ного устройства сделаны следую­щие допущении:

• воздушный поток к всасы­вающей щели движется по крат­чайшему пути;

• поступление воздуха из пространства ограничено запы­ленной поверхностью и верхней стенкой щели по вертикали;

• точки с одинаковыми ско­ростями потока образуют чет­верть поверхности цилиндра, ось которого проходит вдоль оси ще­ли.

Скорость воздушного потока в некоторой точке пространства v, м/с, определяется из уравне­ния

v = 2V/(nlR), где V — объем поступающего воздуха, м³; / — длина щели, м; R — расстояние от поверхности с одинаковыми скоростями до ще­ли, м.

Скорость воздушного потока в точке пространства прямо про­порциональна количеству посту­пающего через щель воздуха и обратно пропорциональна рас­стоянию до щели и ее длине.

Автором выполнены исследо­вания по определению величины уноса частиц с различных пове­рхностей в зависимости от ско­рости воздушного потока (рис. 1). Результаты исследований пока­зали, что унос частиц с железной поверхности начинается при скорости воздушного потока 1, 2 — 3, 5 м/с, а с бетонной поверх­ности — 3, 5 — 4, 0 м/с. Пол­ностью частицы отрываются и уносятся с железной поверхнос­ти при скорости воздушного по­тока 18, 0 — 18, 3 м/с, а с бетон­ной — 22, 0 — 22, 2 м/с.

Результаты проведенных ис­следований на промышленных пылеуборочных установках под­твердили полученную теорети­ческим и экспериментальным путем необходимую скорость воздушного потока для уноса пыли и просыпи с поверхности и расстояние до щели заборного насадка, которые приведены в таблице.

Среднее отклонение экспери­ментальных исследований от те­оретических составляет 15, 5 %, что является допустимым.

Полученные в результате ис­следований значения скорости воздушного потока при входе в щель заборного устройства позволили разработать вакуумную пылеуборочную систему, схема которой приведена на рис. 2 (Пат. 2190342 РФ). Система содержит пылеуборочную насадку 1 (Пат. 2260366 РФ, пат. 47639 РФ) с ру­кояткой 2, размещенную на гиб­ком рукаве 3, который посред­ством штуцера 4 присоединяется к одному из опусков 5 системы трубопроводов 6. Магистральный трубопровод 23 соединен с сухим пылеуловителем 7, который соединен с бункером 8 (А.с. 23434 РФ) и контейнером 9. Далее за­пыленный воздух поступает в мокрый пылеуловитель 10 типа скруббера (А.с. 27899 РФ) с пат­рубком 11 для подвода воды.

К разгрузочному патрубку 12 верхней своей частью присоеди

нена стабилизирующая камера

13. В открытой сверху емкости

14, которая всегда заполнена во­
дой, заглублена нижняя часть
стабилизирующей камеры 13.
Установка обеспечена побудите­
лем тяги 15, которым является
водокольцевой насос с электрод­
вигателем 16 и патрубком 7 7 для
вывода очищенного воздуха в ат­
мосферу, заглушками 18 для
очистки внутренней поверхности
трубопроводов, кранами для пе­
рекрывания воды 19, манометра­
ми 20 и влагоуловителем 21.
Патрубок 22 служит для выброса
воды из насоса в емкость 14 для
размыва осадка.

Установка работает следую­щим образом. Включают побу­дитель тяги 15, в открытое отве­рстие штуцера 4 вставляют нако­нечник гибкого рукава 3 с пыле-уборочной насадкой 1. Пылеот-деление происходит в две ста­дии. На первой стадии крупные частицы оседают в сухом пыле­уловителе 7 и скапливаются в бункере 8, откуда периодически высыпаются в контейнер 9 или на транспортер. На второй ста­дии улавливают более мелкие частицы в мокром пылеуловите­ле 10, в который поступает вода через патрубок 11. Сброс загряз­ненной воды осуществляется че­рез стабилизирующую камеру 13 и патрубок 12. Уровень воды в камере 13 устанавливается за счет разности атмосферного дав­ления, действующего на зеркало воды в открытой сверху емкости 14, и разряженного давления в системе со стороны мокрого пы­леуловителя 10. При изменении разряженного давления в систе­ме высота столба воды в стаби­лизирующей камере соответ­ственно изменяется, что являет­ся естественным демпфером, уравновешивающим влияние ко­лебаний количественных пара­метров пылевоздушной смеси, что повышает эффективность пылеулавливания. Очищенный воздух далее проходит через по­будитель тяги и выбрасывается в атмосферу через патрубок 17.

Мощность установки 150 кВт, масса 14 т. Всасывание пыли производится вакуумным насо­сом ВВН-25.

Количество пыли и просыпи, которые можно удалить с по­мощью рассматриваемой уста­новки — 6 т/сут, площадь убор-

ки — до 30 000 м², а высота — до 20 м.

Производительность установ­ки (по убираемой площади) од­ним рабочим 300 м²/ч, при пол­ной нагрузке (одновременно ра­ботают 10 человек) — 3000 м². Разряжение в сети 0, 2 ат. Производительность по воздуху при двух работающих насосах 3000 м³/ч. Расход воздуха на один насадок — до 300 м³/ч. Скорость воздуха на входе в заборное уст­ройство 25 — 30 м/с.

Основными преимуществами данной вакуумной пылеубороч-ной системы является снижение запыленности воздуха в убирае-

мых помещениях в несколько раз, частичный возврат в произ­водство убираемой пыли, воз­можность изменения комплекта­ции системы в зависимости от состояния и площади уборки, химического состава и свойств убираемого материала.

Благодаря применению цент­рализованной вакуумной уборки осевшей пыли в металлургичес­ком производстве ОАО " Авто­ВАЗ" запыленность на рабочих местах снижена в среднем в 12, 5 раз, а при самой уборке — на 92, 1 %, заболеваемость кожных покровов снижена на 37, 5 %, легких и верхних дыхательных

путей — на 76, 2 % [1 — 3].

Экономический эффект от внедрения пяти стационарных вакуумных пылеуборочных сис­тем в металлургическом произ­водстве ОАО " АвтоВАЗ" склады­вается из снижения площади загрязнения окружающей среды, роста производительности труда уборщиков пыли, снижения за-

между сменами простоя обору­дования, устранения части мате­риального и производственного ущерба, наносимого предприя­тию пылевым фактором, улуч­шения качества выпускаемой продукции, возврата убранной пыли в производство, увеличе­ния срока службы оборудования, механизмов и строительных конструкций.

Экономический эффект сос­тавляет 4483, 0 тыс. руб. в год.

Литература

1. Русак О.Н., Милохов В.В.

Борьба с пылью на деревообрабаты­вающих предприятиях. М: Лесная промышленность, 1975.

2. Соболев А.А. Опыт эксплуата­ции стационарной вакуумной пыле-уборочной установки на ОАО " Авто­ВАЗ" // Литейщик России. № 11. 2005.

3. Соболев А.А. Рекомендации по проектированию стационарной ваку­умной пылеуборочной системы // Литейщик России. №2. 2007. ■

Рис. 1. Зависимость величины уноса частиц с поверхности от скорости воздушного потока:

1 — бетонная поверхность; 2 — железная поверхность

болеваемости рабочих, снижения текущих затрат, сокращения