Аспирация является наиболее сложной разновидностью вентиляции помещения. Суть аспирации заключается в том, что загрязненный воздух с частичками вредных веществ собирается в одном месте. Система аспирации не дает загрязненному воздуху распространятся по помещению. Основное место использования такого рода вентиляции - столярные цехи, цехи металлообработки , кирпичные заводы , горно-обогатительные предприятия , хранилища зерна и другие места, где в воздухе постоянно находятся мелкие частицы различных веществ. Настройка системы аспирации является трудоемким и тонким процессом, требующим не только достаточной квалификации, но и большого профессионального опыта.
Аспирационные системы бывают модульного и моноблочного вида. Моноблочные системы являются более мобильными. Моноблочная система аспирации состоит из вентилятора, сепаратора и емкости для сборки отходов. Такие системы обычно устанавливаются прямо в точке загрязнения воздуха. В этом случает система вентиляции работает только в тех местах, где происходит загрязнение воздуха. В таких местах устанавливаются вытяжки, занимающиеся забором воздуха, в который попали вредные примеси. Это наиболее простой и выгодный тип вентиляции, потому что система аспирации сосредоточена в одной точке, не требуется больших объемов забора воздуха, чтобы его очистить. Сразу же поглощая воздух с вредными примесями, аспирационная установка не позволяет пыли и мелким частицам распространятся по помещению, предотвращая их попадание в глаза и легкие. Правильно расположенная местная аспирационная система позволяет сократить расходы на очищение воздуха и энергозатраты. Однако ее эффективность недостаточна при больших объемах загрязнения и если процесс производства связан с частыми перемещениями.
Модульная система аспирации проектируется и устанавливается в зависимости от задачи, поставленной перед ней. Это более сложная система, включающая в себя вентиляторы низкого давления, сепараторы, воздушные фильтры, режущие модули и пресс-контейнеры для сбора мусора. Одним из компонентов аспирационной системы являет циклон - он позволяет отделить воздух от различных мелких частиц, попавших в него; работая как центрифуга, циклон за счет центробежной силы оставляет весь мусор на своих стенах, таким образом вся пыль остается в нем. На предприятиях, связанных с обработкой дерева, аспирационная система оснащается специальными фильтровальными рукавами, которые занимаются тем, что улавливают мелкую стружку и микроскопические частицы, возникающие в процессе обработки древесины. С помощью крышных фильтров воздух проходит дополнительную очистку перед возвратом в помещение в том случае, если аспирационная система рециркуляционная. В прямоточной аспирационной системе загрязненный воздух очищается от вредных примесей и выбрасывается в атмосферу, а не возвращается обратно в помещение.
Вентиляция и аспирация тесно связаны друг с другом, но не стоит путать вентиляционную систему с аспирационной. Основным отличием аспирационной системы является наличие наклонных воздуховодов. Особый угол наклона таких воздуховодов обеспечивает предотвращение застоев в аспирационной системе. Кроме того, аспирационные системы бывают напорными и всасывающими. Их тип зависит от того, как улавливающие мелкие частицы и пыль устройства расположены к устройствам, вызывающим движение воздуха, то есть, вентиляторам. Именно за счет воздействия воздуха (в большинстве типах аспирационных систем) на пыль, содержащуюся в месте забора воздуха, происходит его очищение.
Существует множество различного оборудования для аспирации. Для улавливания сухих частиц пыли и газов чаще всего используются рукавные фильтры. В зависимости от характера загрязнения воздуха используются силосные фильтры , золоуловители и т. д. Часто для работы на предприятии устанавливаются специальные аспирационные столы, которые занимаются забором воздуха, содержащего вредные примеси, прямо на месте. Для производства связанного с выделением в воздух различных газов и каплеобразных веществ, используется специальное аспирационное оборудование для очистки воздуха от газов и аэрозолей. На месте работы заточных станков, где образуется большое количество металлической пыли и стружки используют специализированные пылеулавливающие агрегаты для забора абразивной пыли. После очистки от различных взвесей, воздух возвращается в помещение.
На предприятиях связанных с выбросом в воздух сухой пыли: аббразива, шлифовальной пыли, кварцевого песка и др., обычно используются фильтроциклонные пылеулавливающие установки. Такие установки охватывают большой спектр различных загрязнений и способны выдерживать большие диапазоны температур и давления. Агрегаты для шлифовальных станков занимаются очисткой воздуха от сухой не слипающейся пыли, они снабжены специальными фильтровальными кассетами. В отличие от малогабаритных рукавных фильтров, такие системы рассчитаны на больший уровень загрязнения.
Для правильного подбора подходящей аспирационной системы нужно учитывать схему расположения оборудования и его спецификацию, а также то, как происходит технологический процесс и какие именно материалы обрабатываются. Важным фактором является объем загрязнение и время работы каждого устройства.

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.

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:

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.

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.