Afzuigsystemen: soorten, structuur, criteria voor het kiezen van een installatie

Productieprocessen gaan vaak gepaard met het vrijkomen van stofachtige deeltjes of gassen die de lucht in de ruimte vervuilen. Het probleem kan worden opgelost met aspiratiesystemen die zijn ontworpen en geïnstalleerd volgens de wettelijke vereisten.

We zullen bekijken hoe dergelijke apparaten werken en waar ze worden toegepast, welke soorten luchtzuiveringssystemen er zijn. We zullen de belangrijkste werkonderdelen aanduiden, de ontwerpnormen en installatieregels voor aspiratiesystemen beschrijven.

Hoe het werkt

Luchtvervuiling – een onvermijdelijk onderdeel van veel productieprocessen. Om aan de vastgestelde hygiënische normen voor luchtzuiverheid te voldoen, worden aspiratieprocessen gebruikt. Hiermee kunnen stof, vuil, vezels en andere soortgelijke verontreinigingen efficiënt worden verwijderd.

Aspiratie is een zuigwerking die wordt gerealiseerd door een gebied met verlaagde druk te creëren in de directe nabijheid van de vervuilingsbron.

Om dergelijke systemen te creëren, zijn serieuze vakkennis en praktische ervaring nodig. Hoewel de werking van aspiratiemiddelen nauw verbonden is met de werking van ventilatiesystemen, zal niet elke ventilatiespecialist het ontwerp en de installatie van dit type apparatuur aankunnen.

Om maximale efficiëntie te bereiken, worden methoden van ventilatie en aspiratie gecombineerd. Het ventilatiesysteem in de productieruimte moet zijn uitgerust met een toevoer- en afvoercomplex om een constante toevoer van frisse lucht van buitenaf te garanderen.

Aspiratie wordt veel toegepast in de volgende industriegebieden:

• brekerproductie;
• houtbewerking;
• productie van consumentengoederen;
• overige processen die gepaard gaan met het vrijkomen van grote hoeveelheden stoffen die schadelijk zijn om in te ademen.

Het is niet altijd mogelijk om de veiligheid van werknemers te waarborgen met standaard beschermingsmiddelen, en aspiratie kan de enige mogelijkheid zijn om een veilig productieproces in de werkplaats te realiseren.

Aspiratie-installaties zijn bedoeld voor het efficiënt en snel verwijderen van diverse kleine verontreinigingen uit de lucht die worden gevormd tijdens industriële productie

Verwijdering van verontreinigingen met behulp van dit type systemen gebeurt via speciale luchtkanalen die een grote hellingshoek hebben. Deze positie helpt het ontstaan van zogenaamde stagnatiezones te voorkomen.

Mobiele ventilatie- en afzuigsystemen zijn eenvoudig te monteren en te gebruiken; ze zijn uitstekend geschikt voor kleine bedrijven of zelfs voor een thuiswerkplaats.

De effectiviteit van een dergelijk systeem wordt gemeten aan de hand van de niet-uitstootgraad, d.w.z. de verhouding tussen de verwijderde verontreinigingen en de massa schadelijke stoffen die niet in het systeem zijn terechtgekomen.

Er zijn twee soorten afzuigsystemen:

• modulaire systemen – een stationair apparaat;
• monoblokken – mobiele installaties.

Bovendien worden afzuigsystemen geclassificeerd op basis van de druk:

• laagdruk – minder dan 7,5 kPa;
• middendruk – 7,5-30 kPa;
• hogedruk – meer dan 30 kPa.

De samenstelling van een afzuigsysteem van het modulaire of monobloktype verschilt.

Toelichting bij het schema: 1 – bron van stofuitstoot (graanverwerkende apparatuur), 2 – afzuigkap, 3 – centrifugaalventilator, 4 – luchtkanalen, 5 – cycloon, 6 – opvangbak voor stof (+)

Monoblokken bestaan uit de volgende elementen:

• ventilator;
• separator;
• afvalopslag.

De separator is een filter voor het reinigen van de lucht die door het apparaat stroomt. De afvalopslag kan zowel stationair, d.w.z. ingebouwd in de monoblock, als verwijderbaar zijn.

Een dergelijk apparaat kan men kant-en-klaar aanschaffen en eenvoudig installeren op een geschikte plaats voor afzuigprocedures. Bovendien kunnen ze gemakkelijk worden aangesloten op bestaande gecentraliseerde systemen.

Modulaire systemen zijn moeilijker te monteren en duurder, maar het gebruik ervan is aanzienlijk effectiever dan bij monoblokconstructies. Dergelijke systemen zijn niet standaard; ze worden eerst ontworpen rekening houdend met specifieke omstandigheden en taken.

Hierbij wordt een aantal factoren in overweging genomen:

• kenmerken van de productieruimte;
• bijzonderheden van het productieproces;
• eigenschappen van het getransporteerde medium, enz.

Gewoonlijk is dit een gecentraliseerd systeem dat bestaat uit een set luchtkanalen en een zuigblok. Voor grote bedrijven kan een systeem worden gebruikt met niet één, maar twee of meer van dergelijke blokken.

Het materiaal van de luchtkanalen kan variëren, afhankelijk van de aard en hoeveelheid verontreinigingen die erdoor worden getransporteerd.

De afzuiging en afscherming worden zo dicht mogelijk bij de zone gemonteerd waaruit verontreinigingen worden verwijderd, maar mogen het personeel niet hinderen bij het uitvoeren van hun werkzaamheden.

Constructies van zwart metaal worden als de sterkste beschouwd, maar zijn ook het duurst. In ieder geval worden afzonderlijke delen van het luchtkanaal afgedicht verbonden met flenzen die met bouten zijn bevestigd.

Tot de voordelen van afzuigsystemen behoren:

• relatieve eenvoud van de constructie;
• compatibiliteit met verschillende soorten productieapparatuur;
• veiligheid voor het milieu;
• mogelijkheid tot automatisering van het werk;
• verbetering van de brandveiligheid van de ruimte enz.

Tot de nadelen van dergelijke installaties behoren in de eerste plaats de hogere elektriciteitskosten, vooral bij een verkeerd ontwerp, en ook de geringe slijtvastheid van metalen luchtkanalen. Met deze punten moet rekening worden gehouden bij het kiezen van een geschikte constructie.

Waarom ontwerp nodig is

Voor het creëren van een modulair aspiratiesysteem wordt de installatie van de volgende elementen ontworpen:

• lokale afzuiging;
• schuine luchtkanalen;
• filtersystemen;
• hogedrukventilator enz.

Als lokale afzuiging kunnen verschillende modellen apparaten worden gebruikt, zoals randafzuiging, constructies van het type 'paraplu', 'afscherming' en andere. Luchtkanalen worden aangelegd van de plaats van afvalinzameling tot het punt van verplaatsing naar de buitenruimte.

Het filtersysteem kan zowel verwijdering van gereinigde luchtmassa's uit de ruimte als terugvoer ervan na filtering naar de afzuigplaats inhouden.

Vaste aspiratiesystemen in grote bedrijven – dit zijn grote constructies die moeten worden ontworpen rekening houdend met de kenmerken van de ruimte, de aard van de verontreinigingen, de configuratie van het ventilatiesysteem en vele andere factoren.

Voordat een project voor een aspiratie-installatie wordt opgesteld, moet een technische inspectie van de staat van het object worden uitgevoerd. In deze fase kunnen gebreken van het systeem worden opgespoord en verholpen. Een dergelijke controle kan ook worden toegepast op reeds bestaande ventilatie- en aspiratiesystemen.

De efficiëntie van de aspiratie hangt grotendeels af van de luchtvolumes die per tijdseenheid door de luchtkanalen stromen. Hoe hoger deze waarde, hoe duurder de montage van de constructie en de exploitatiekosten ervan zijn.

Als de systeemcomponenten correct worden geselecteerd, kunnen zowel de initiële als de operationele kosten aanzienlijk worden verlaagd.

Een vast aspiratiesysteem bestaat uit vele modules en elementen, waarvan de configuratie voor elk bedrijf afzonderlijk wordt gekozen om maximale efficiëntie te garanderen (+).

Dit omvat de keuze van een geschikt apparaat voor luchtabsorptie, verstandige berekeningen voor de verdeling van de toevoerlucht, enz. Als gevolg hiervan zal de belasting van het systeem afnemen, zullen filters minder vaak moeten worden gereinigd, zal de levensduur van de ventilatoren toenemen, enz.

Sommige eigenaren van industriële installaties volgen bij het kiezen van een reinigingssysteem de weg van de minste weerstand. Ze gaan uit van de parameters van een cyclooninstallatie en geven eenvoudigweg de gebruiksomstandigheden aan de leverancier door: luchtdebiet en aard van de verontreinigingen.

Als gevolg krijgen zij een apparaat waarvan de prestaties zijn gekozen op basis van tabellen zonder rekening te houden met andere parameters. Ervaren ontwerpers beweren dat deze aanpak doorgaans leidt tot hogere kosten en lagere efficiëntie van de apparatuur.

De kosten van een cyclooninstallatie zijn hoger naarmate de luchtvolumes die erdoor worden verplaatst groter zijn. Als u een bestaand luchtverdelingssysteem optimaliseert, kunt u afzuigingen en filters selecteren die het gewenste effect geven bij een lager luchtdebiet.

Dergelijke apparatuur is goedkoper en de besparing kan ongeveer een derde van de totale kosten bedragen. Daarom is het belangrijk om vóór de keuze van apparatuur voor een aspiratiesysteem te zorgen voor technisch advies en ervaren ontwerpers in te schakelen.

Kenmerken van de montage van dergelijke constructies

Aangezien aanzienlijke hoeveelheden verontreinigingen door de luchtkanalen van aspiratiesystemen worden getransporteerd, worden aan dergelijke constructies hogere eisen gesteld op het gebied van sterkte, in tegenstelling tot luchttoevoerventilatiesystemen.

Voor de vervaardiging ervan wordt staal gebruikt met een dikte van 1,2 tot 5,0 mm, en voor vormstukken wordt aanbevolen staal te nemen dat 1,0 mm dikker is dan het materiaal van het luchtkanaal.

Voor luchtkanalen van aspiratiesystemen moet stevig plaatstaal worden gebruikt met een dikte van minimaal 1,2 mm. Losneembare verbindingen vergemakkelijken het reinigingsproces van het systeem van verontreinigingen.

Het is verboden aspiratieluchtkanalen met klemmen aan een ophanging te bevestigen. Alleen het gebruik van klemmen die met beugels zijn bevestigd is toegestaan; in sommige gevallen worden kettingen als bevestiging gebruikt.

De maximale afstand tussen de beugels moet drie meter bedragen voor buizen met een diameter groter dan 40 mm en vier meter – voor constructies met een diameter van 400 mm of minder. Deze parameters zorgen voor voldoende sterkte van de constructie en verminderen het risico op het breken van de luchtkanalen tijdens gebruik.

Een ander kenmerk van aspiratieluchtkanalen is dat ze vrij vaak gedemonteerd moeten worden om te reinigen van op de wanden opgehoopte verontreinigingen. Bovendien moeten door snelle slijtage afzonderlijke onderdelen periodiek worden vervangen.

Om deze reden wordt aanbevolen om voor de montage van constructies snel losneembare verbindingselementen te gebruiken in plaats van traditionele flenzen, die door veelvuldig demonteren en monteren snel defect raken.

Om te voorkomen dat er verontreinigingen in de constructie van het aspiratiesysteem ophopen, moeten de luchtkanalen de juiste helling krijgen, die afhankelijk is van de ontwerpsnelheid van de luchtbeweging.

Voor het regelen van luchtstromen worden schuine afsluiters gebruikt, die minder weerstand bieden tegen de stroming en ophoping van vervuiling beter voorkomen. Het gebruik van regelende gaskleppen in aspiratiesystemen wordt afgeraden. Het is zeer belangrijk dat de luchtkanalen onder de juiste hoek worden geplaatst.

De positie van de constructie hangt af van de ingestelde luchtstroomsnelheid, die wordt bepaald door de aard van de verwijderde verontreinigingen. Om een snelheid van ongeveer 20 m/s te garanderen, is een helling van 60° nodig, voor een snelheid van 45 m/s – een hoek van minder dan 60°, enz.

Als de aard van de verontreinigingen de ophoping van kleverig stof in de luchtkanalen voorspelbaar maakt, wordt aanbevolen om dergelijke industriële aspiratiesystemen van meet af aan te ontwerpen met het oog op de maximale snelheid van de luchtmassabeweging.

In kleine aspiratiesystemen kan voor het aanbrengen van afzuigpunten een polyethyleenslang met geschikte diameter worden gebruikt. Dit is een handig, maar niet al te duurzaam element dat na verloop van tijd vervangen moet worden.

Om het reinigingsproces van de constructie te vergemakkelijken, worden in de luchtkanalen speciale inzetstukken van folie, papier en andere geschikte materialen geplaatst. Gewone huishoudelijke en zelfs sommige industriële ventilatoren zijn niet geschikt voor aspiratiesystemen, zelfs niet als ze een voldoende hoog vermogen hebben.

Apparaten met een verhoogde slijtvastheid zijn nodig, die gedurende lange tijd onder hoge belasting zonder onderbrekingen kunnen werken.

Een veelvoorkomend probleem bij laagefficiënte aspiratiesystemen is luchtverlies. Om dit fenomeen te voorkomen, raden experts aan om ventilatoren te kiezen met enige vermogensreserve. Luchtverliezen kunnen in de praktijk oplopen tot 30% in vergelijking met de berekende gegevens.

Een verkeerde keuze van de lokale afzuiging kan een negatieve invloed hebben op het hele systeem. Een dergelijk element kan niet worden gekozen zonder rekening te houden met de specifieke kenmerken van het technologische proces.

In sommige gevallen is een afdekking van het type 'paraplu' effectief, in andere – 'vitrine', afzuigkap, cabine, enz. Dit punt moet absoluut worden afgestemd met de technoloog op de specifieke productielocatie.

Het grootste deel van de aspiratie-installaties is ontworpen om gezuiverde lucht naar de atmosfeer te verplaatsen, maar soms worden dergelijke luchtmassa's teruggevoerd naar de productieruimte (+)

Voor grove luchtzuivering van stof worden stofzakken, stofkamers zonder scheidingswanden, met bunker uitgeruste gaskanalen, droge cyclonen en andere soortgelijke apparaten gebruikt, afhankelijk van de aard van het stof.

Voor middelmatige reiniging worden vaak scrubbers gebruikt, terwijl fijne reiniging wordt uitgevoerd met een set middelen, die een elektrofilter van het cycloon type en een zakfilter kan omvatten; in sommige gevallen wordt een hogedruk Venturibuis of andere geschikte aggregaten gebruikt.

Waarom problemen ontstaan

Zelfs bij aanwezigheid van een afzuigsysteem in de productieruimte, moet u periodiek het niveau van verontreinigingen in de lucht controleren. Het kan gebeuren dat het systeem normaal werkt, de filters in orde zijn, maar de luchtverontreiniging toch te hoog blijft.

Enkele verschijnselen kunnen de oorzaak van de tekortkomingen zijn:

• stof dat zich in de luchtkanalen heeft opgehoopt;
• lage prestaties van de afzuigventilator;
• te groot luchtdebiet;
• onvoldoende toevoer van verse luchtmassa's.

Als zich in de kanalen van de luchtkanalen veel stof ophoopt, duidt dit erop dat in het ontwerp oorspronkelijk te lage snelheden van de luchtbeweging waren opgenomen. Een andere oorzaak van dit verschijnsel – gebreken in de configuratie van de elementen van het afzuigsysteem.

Het tijdig verwijderen van stofdeeltjes uit het systeem kan worden belemmerd door te scherpe bochten, trajecten met een kleine helling, het ontbreken van voldoende reinigingsluiken, enz.

Als het afzuigsysteem met gebreken is ontworpen en/of geïnstalleerd, zal het verhoogde belastingen ondervinden en snel onbruikbaar worden.

Onjuiste montage of fouten kunnen te hoge luchtverliezen in het systeem veroorzaken, wat leidt tot een algemene afname van de prestaties van het apparaat. Luchtlekkage kan ook optreden als gevolg van een onjuiste werking van het filtersysteem. Om deze reden wordt aanbevolen om bij berekeningen een voldoende percentage voor dergelijke verliezen in te bouwen.

Als er voldoende lucht door het systeem stroomt, maar de werking van het systeem niet de verwachte efficiëntie toont, moet u mogelijk het ontwerp van de lokale afzuigkap heroverwegen.

Het moet zodanig worden geplaatst dat het een maximale hoeveelheid verontreinigingen opvangt, zodat deze niet in de lucht van de ruimte terechtkomen. Deze constructie wordt zo ontworpen dat het de werkzaamheden en de verplaatsing van het personeel niet hindert.

Voordat u een ontwerp maakt voor een stationair afzuigsysteem, is het noodzakelijk een technische inspectie van de productieruimte uit te voeren om de grootte van de luchtverversing en de belangrijkste parameters van het systeem te bepalen (+)

Als er onvoldoende verse lucht in de ruimte komt, dan zal deze tekortschieten voor de werking van het afzuigsysteem. Om de verhoogde efficiëntie van de luchtverversing te compenseren, wordt in de productieruimte een toevoer ventilatie met warmteterugwinning geïnstalleerd.

In warme werkplaatsen is het niet nodig om de van buiten komende lucht te verwarmen; het volstaat om een opening in de muur te maken en deze met een klep af te sluiten.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Hier wordt een overzicht gegeven van het uitpakken en monteren van het mobiele aspiratiesysteem RIKON DC3000 voor de houtbewerkingsindustrie:

In deze video wordt een stationair aspiratiesysteem getoond dat wordt gebruikt bij de meubelproductie:

Aspiratiesystemen – een moderne en betrouwbare manier om de lucht in industriële ruimtes te reinigen van gevaarlijke verontreinigingen. Als de constructie correct is ontworpen en zonder fouten is gemonteerd, zal deze een hoge efficiëntie laten zien tegen minimale kosten.

Heeft u iets toe te voegen, of heeft u vragen over aspiratiesystemen? Laat dan alstublieft een reactie achter bij de publicatie. Het contactformulier bevindt zich in het onderste blok.