Sistemas de aspiración: tipos, diseño, criterios de selección de instalación.
Los procesos de producción suelen ir acompañados de la liberación de elementos parecidos al polvo o gases que contaminan el aire interior.Los sistemas de aspiración diseñados e instalados de acuerdo con los requisitos reglamentarios ayudarán a resolver el problema.
Averigüemos cómo funcionan estos dispositivos y dónde se utilizan, qué tipos de sistemas de purificación de aire existen. Designaremos las principales unidades de trabajo, describiremos los estándares de diseño y reglas para la instalación de sistemas de aspiración.
El contenido del artículo:
Cómo funciona
La contaminación del aire es una parte inevitable de muchos procesos de fabricación. Para cumplir con los estándares sanitarios establecidos para la pureza del aire, se utilizan procesos de aspiración. Con su ayuda, podrá eliminar eficazmente el polvo, la suciedad, las fibras y otras impurezas similares.
La aspiración es una succión, que se lleva a cabo creando un área de baja presión en las inmediaciones de la fuente de contaminación.
Para crear tales sistemas, se requieren conocimientos especializados serios y experiencia práctica. Aunque el funcionamiento de los dispositivos de succión está estrechamente relacionado con el funcionamiento sistema de ventilación, no todos los especialistas en ventilación pueden encargarse del diseño e instalación de este tipo de equipos.
Para lograr la máxima eficiencia, se combinan los métodos de ventilación y aspiración. El sistema de ventilación en el área de producción debe estar equipado. complejo de suministro y escapepara garantizar un suministro constante de aire fresco desde el exterior.
La aspiración se utiliza ampliamente en las siguientes industrias:
- producción de trituración;
- procesamiento de madera;
- fabricación de productos de consumo;
- otros procesos que van acompañados de la liberación de grandes cantidades de sustancias nocivas para la inhalación.
No siempre es posible garantizar la seguridad de los empleados utilizando equipos de protección estándar y la aspiración puede ser la única oportunidad para establecer un proceso de producción seguro en el taller.
La eliminación de contaminantes mediante sistemas de este tipo se realiza a través de conductos de aire especiales que tienen un gran ángulo de inclinación. Esta posición ayuda a prevenir la aparición de las llamadas zonas de estancamiento.
Un indicador de la eficacia de dicho sistema es el grado de no eliminación, es decir la relación entre la cantidad de contaminantes que se eliminaron y la masa de sustancias nocivas que no ingresaron al sistema.
Existen dos tipos de sistemas de aspiración:
- sistemas modulares — dispositivo estacionario;
- monobloques - instalaciones móviles.
Además, los sistemas de aspiración se clasifican según el nivel de presión:
- baja presión — menos de 7,5 kPa;
- presión media — 7,5-30 kPa;
- alta presión - más de 30 kPa.
La configuración de los sistemas de aspiración de tipo modular y monobloque es diferente.
Los monobloques constan de los siguientes elementos:
- admirador;
- separador;
- bodega de desechos.
El separador es un filtro para limpiar el aire que pasa a través del dispositivo. La instalación de almacenamiento de residuos puede ser estacionaria, es decir. Integrado en monobloque o extraíble.
Una unidad de este tipo se puede comprar lista para usar y simplemente instalarse en un lugar adecuado para realizar procedimientos de aspiración. Al mismo tiempo, no resulta difícil conectarlos a los sistemas centralizados existentes.
Los sistemas modulares son más difíciles de instalar y más caros, pero su uso es mucho más efectivo que cuando se utilizan estructuras monobloque. Estos sistemas no son estándar; primero se diseñan teniendo en cuenta condiciones y tareas específicas.
Se tienen en cuenta una serie de factores:
- características de las instalaciones de producción;
- características del proceso tecnológico;
- calidad del medio transportado, etc.
Suele ser un sistema centralizado que consta de conjunto de conductos de aire y bloque de succión. Para grandes empresas, se puede utilizar un sistema no con uno, sino con dos o más de estos bloques.
El material de los conductos de aire puede ser diferente, dependiendo de la naturaleza y la cantidad de contaminantes que se supone que se transportan a través de ellos.
Las estructuras hechas de metales ferrosos se consideran las más duraderas, pero también las más caras. En cualquier caso, las secciones individuales de la tubería de aire se conectan herméticamente mediante bridas atornilladas.
Entre las ventajas de los sistemas de aspiración se encuentran:
- relativa simplicidad de diseño;
- compatibilidad con varios tipos de equipos de producción;
- la seguridad ambiental;
- posibilidad de automatización del trabajo;
- aumentar la seguridad contra incendios del local, etc.
Las desventajas de tales instalaciones incluyen, en primer lugar, mayores costos de energía, especialmente si el diseño es incorrecto, así como la baja resistencia al desgaste de los conductos de aire metálicos. Estos puntos deben tenerse en cuenta a la hora de elegir un diseño adecuado.
Por qué el diseño es necesario
Para crear un sistema de aspiración modular se diseña la instalación de los siguientes elementos:
- succión local;
- conductos de aire inclinados;
- sistemas de filtrado;
- ventilador de alta presión, etc.
Se pueden utilizar varios modelos de dispositivos como succión local, por ejemplo, succión a bordo, estructuras tipo “paraguas”, “refugio” y otros. Se colocan conductos de aire desde el punto de recogida de residuos hasta el punto de transferencia al espacio exterior.
El sistema de filtración puede implicar tanto la eliminación de masas de aire purificado de la habitación como su devolución después de la filtración al punto de entrada.
Antes de elaborar un proyecto para una instalación de aspiración, es necesario realizar un examen técnico del estado del objeto. En esta etapa, se pueden identificar y eliminar las deficiencias del sistema. Los sistemas de ventilación y aspiración existentes pueden someterse a un control similar.
La eficiencia de la aspiración depende en gran medida del volumen de aire que pasa por los conductos de aire por unidad de tiempo. Cuanto mayor sea este indicador, más costosa será la instalación de la estructura, así como los costos de su operación.
Si selecciona correctamente los componentes del sistema, los costes, tanto iniciales como operativos, se pueden reducir significativamente.
Esto incluye la elección de un dispositivo adecuado para la succión de aire, cálculos competentes para la distribución del aire de suministro, etc. Como resultado, la carga en el sistema disminuirá, los filtros requerirán limpieza con menos frecuencia, la vida útil del ventilador aumentará, etc.
Algunos propietarios de instalaciones industriales siguen el camino de menor resistencia a la hora de seleccionar un sistema de limpieza. Parten de los parámetros de una instalación tipo ciclón, informando simplemente al proveedor de las condiciones de su funcionamiento: flujo de aire y naturaleza de los contaminantes.
Como resultado, reciben un dispositivo cuyo rendimiento se selecciona según tablas sin tener en cuenta otros parámetros. Los diseñadores experimentados dicen que este enfoque generalmente genera mayores costos y una menor eficiencia del equipo.
El coste de una instalación de ciclón es mayor cuanto mayor es el volumen de aire que circula por él. Si optimiza un sistema de distribución de aire existente, puede seleccionar unidades de succión y filtros que darán el efecto deseado con menos consumo de aire.
Dichos equipos serán más baratos y los ahorros pueden representar aproximadamente un tercio de los costos totales. Por eso, antes de elegir el equipo para un sistema de aspiración, conviene cuidar los conocimientos técnicos e invitar a diseñadores experimentados.
Características de la instalación de tales estructuras.
Dado que a través de los conductos de aire de los sistemas de aspiración se transportan volúmenes importantes de contaminantes, estas estructuras están sujetas a mayores requisitos de resistencia, a diferencia de los sistemas de ventilación de suministro.
Para su fabricación se utiliza acero con un espesor de 1,2 a 5,0 mm, y para los herrajes se recomienda utilizar acero cuyo espesor sea 1,0 mm mayor que el material del conducto.
Está prohibido fijar los conductos de aire de aspiración con abrazaderas en la suspensión. Sólo se permite el uso de abrazaderas sujetas con soportes, en algunos casos se utilizan cadenas como sujeción.
La distancia máxima entre soportes debe ser de tres metros para tuberías con un diámetro superior a 40 mm y de cuatro metros para estructuras con un diámetro igual o inferior a 400 mm. Estos parámetros garantizarán una resistencia estructural suficiente y reducirán el riesgo de rotura del conducto de aire durante la operación.
Otra característica de los conductos de aire de aspiración es que muchas veces hay que desmontarlos para limpiar la suciedad acumulada en las paredes. Además, debido al rápido desgaste, los elementos individuales deben reemplazarse periódicamente.
Por este motivo, se recomienda utilizar elementos de conexión de liberación rápida para la instalación de estructuras, en lugar de bridas tradicionales, que se dañan rápidamente debido al frecuente desmontaje y montaje.
Para regular los flujos de aire se utilizan compuertas oblicuas, que presentan menos resistencia al flujo y previenen mejor la acumulación de contaminantes. No se recomienda el uso de válvulas de mariposa de control en sistemas de aspiración. Es muy importante que los conductos de aire estén colocados en el ángulo correcto.
La posición de la estructura depende del caudal de aire especificado, que está determinado por la naturaleza de los contaminantes que se eliminan. Entonces, para garantizar una velocidad de aproximadamente 20 m/s, se necesita una pendiente de 60°, para una velocidad de 45 m/s, un ángulo de menos de 60°, etc.
Si la naturaleza de la contaminación permite predecir la acumulación de polvo pegajoso en los conductos de aire, se recomienda que dichos sistemas de aspiración industriales se diseñen inicialmente teniendo en cuenta la velocidad máxima de movimiento de las masas de aire.
Para facilitar el proceso de limpieza de la estructura, en el interior de los conductos de aire se insertan revestimientos especiales hechos de película, papel y otros materiales adecuados. Los ventiladores domésticos convencionales e incluso algunos industriales no son adecuados para los sistemas de aspiración, aunque tengan un rendimiento bastante elevado.
Necesitamos dispositivos con mayor resistencia al desgaste que puedan funcionar durante mucho tiempo bajo cargas elevadas sin interrupciones.
Un problema común con los sistemas de aspiración de baja eficiencia es la pérdida de aire. Para prevenir este fenómeno, los expertos recomiendan elegir fans con cierta reserva de marcha. En la práctica, las pérdidas de aire pueden alcanzar el 30% en comparación con los datos calculados.
Una elección incorrecta de la succión local puede afectar negativamente a todo el sistema. No se puede seleccionar dicho elemento sin tener en cuenta las características del proceso tecnológico.
En algunos casos será eficaz un refugio tipo “paraguas”, en otros será eficaz una “vitrina”, campana extractora, cabina, etc. Este punto debe acordarse con el tecnólogo del sitio de producción específico.
Para la purificación del aire áspero del polvo se utilizan bolsas para el polvo, cámaras de polvo no divididas, conductos de humos, ciclones secos y otros dispositivos similares, dependiendo de la naturaleza del polvo.
Los depuradores se utilizan a menudo para la limpieza media y la limpieza fina se lleva a cabo utilizando un conjunto de herramientas, que pueden incluir un precipitador electrostático tipo ciclón y un filtro de bolsa; en algunos casos, se utiliza un Venturi de alta presión u otras unidades adecuadas.
¿Por qué surgen problemas?
Incluso si existe un sistema de aspiración en el área de producción, es necesario verificar periódicamente el nivel de contaminantes en el aire. Sucede que el sistema funciona con normalidad, los filtros están en orden, pero la contaminación del aire sigue siendo demasiado alta.
Las siguientes pueden ser la causa de las deficiencias:
- polvo acumulado en los conductos de aire;
- bajo rendimiento del extractor de aire;
- demasiado flujo de aire;
- Entrada insuficiente de masas de aire fresco.
Si se acumula una gran cantidad de polvo en los conductos de aire, esto indica que el diseño inicialmente incluía velocidades de movimiento de masas de aire demasiado bajas. Otra razón de este fenómeno son las fallas en la configuración de los elementos del sistema de aspiración.
La presencia de curvas excesivamente cerradas, zonas con poca pendiente, la falta de un número suficiente de trampillas de limpieza, etc. pueden dificultar la eliminación oportuna de las partículas de polvo del sistema.
La instalación incorrecta o los errores pueden causar una pérdida excesiva de aire en el sistema, lo que resulta en una disminución general del rendimiento de la unidad. Las fugas de aire también pueden ocurrir como resultado de un funcionamiento inadecuado del sistema de filtración. Por este motivo, a la hora de realizar los cálculos se recomienda incluir un porcentaje suficiente para dichas pérdidas.
Si fluye suficiente aire a través del sistema y el sistema aún no funciona como se esperaba, es posible que sea necesario reconsiderar el diseño del refugio de succión local.
Debe ubicarse de manera que recoja la máxima cantidad de contaminantes, evitando que entren al aire de la habitación. Esta estructura está diseñada de tal manera que no interfiere con el trabajo y movimiento del personal.
Si no entra una cantidad suficiente de aire fresco en la habitación, no habrá suficiente aire para hacer funcionar el sistema de aspiración. Para compensar la mayor eficiencia del intercambio de aire, se instala un conducto de suministro de aire en el área de producción. ventilación con recuperación.
En los locales calientes no es necesario calentar el aire procedente del exterior, basta con hacer una abertura en la pared y cerrarla con una compuerta.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
A continuación se ofrece una descripción general del desembalaje e instalación del sistema de aspiración móvil RIKON DC3000 para la industria de la madera:
Este vídeo muestra un sistema de aspiración estacionario utilizado en la producción de muebles:
Los sistemas de aspiración son una forma moderna y fiable de purificar el aire de las instalaciones industriales de contaminantes peligrosos.Si la estructura se diseña e instala correctamente y sin errores, demostrará una alta eficiencia a un costo mínimo.
¿Tienes algo que añadir o tienes alguna pregunta sobre los sistemas de aspiración? Por favor deja comentarios en la publicación. El formulario de contacto se encuentra en el bloque inferior.
Aprendí por experiencia propia que los sistemas de aspiración son un sistema muy difícil de calcular y diseñar. La empresa para la que trabajaba estaba ampliando la producción. Construimos una carpintería por nuestra cuenta. Como tengo estudios superiores en construcción, intenté diseñar yo mismo un sistema de aspiración para eliminar el polvo y los pequeños residuos de las máquinas herramienta. No tan. Me di cuenta de que hay demasiados matices. Los libros de referencia y los manuales no eran suficientes. Se necesitan conocimientos especiales para no rehacer todo el sistema más adelante.
Oleg, por supuesto, escriben todo tipo de cosas en los comentarios, pero ¿por qué escribir de manera tan acuosa sobre algo que ya es obvio? Y aquellos que quisieran probarlo ellos mismos y luego vieron su comentario podrían al menos agregar un poco de especificidad. ¿Qué tipo de conocimiento es específico y cuáles son los matices más importantes a tener en cuenta? ¿Cuáles fueron los primeros problemas que encontró? Más, más específico.