Система местной вытяжной вентиляции

Местная вытяжная вентиляция предназначена для перехвата и эффективного устранения вредных веществ, образующихся непосредственно у источника их образования. Устройства данного типа представляют широкий спектр вариаций, которые подбираются в зависимости от способа удаления загрязненного воздуха из зоны его образования.

По степени изоляции зоны образования вредных веществ отсосы подразделяются на три группы: полуоткрытые, открытые и полностью закрытые.

Полуоткрытый отсос представляет собой укрытие, внутри которого находится источник вредных выделений. Укрытие имеет открытый проем или отверстие. Примерами такого укрытия являются вытяжные шкафы, вентилируемые камеры или кабины, фасонные укрытия у вращающихся режущих инструментов.

К местным отсосам открытого типа относятся укрытия, находящиеся за пределами источника вредных выделений — над ним или сбоку от него. Примерами таких укрытий являются вытяжные зонты, боковые, бортовые и кольцевые отсосы.

Полностью закрытые отсосы являются составной частью кожуха машины или аппарата, который имеет небольшие отверстия, щели или неплотности для поступления через них воздуха из помещения.

Укрытие следует располагать по направлению распространения струи вредных выделений, используя для их захвата их собственную кинетическую энергию. В этом случае расход удаляемого воздуха будет минимальным.

Объемный расход воздуха, отсасываемого вытяжными укрытиями, отсосами определяется из условия отсутствия выхода загрязненного воздуха из шкафа и с учетом токсичности выделяющихся веществ по формуле:

где V — средняя скорость всасывания в сечении открытого проема, м/с; F — площадь открытого (рабочего) проема шкафа, м2.

Вытяжные шкафы (рис. 6.11) представляют собой укрытия с рабочим проемом для наблюдения за технологическим процессом, сопровождающимся образованием вредных выделений. Образующиеся внутри шкафа вредные выделения удаляются из него вместе с воздухом за пределы помещения естественным или механическим путем, а на их место из помещения через рабочий проем подтекает воздух, который служит завесой, препятствующей прониканию вредных выделений из шкафа в помещение.

Рис. 6.11.

Вытяжной шкаф

Вытяжные шкафы находят широкое применение при термической и гальванической обработке металлов, окраске, развеске и расфасовке сыпучих материалов и других операциях, связанных с выделением вредных газов и паров.

Скорость воздуха, засасываемого в шкаф через рабочее отверстие, принимают 0,5…0,7 м/с при удалении малоопасных паров или газов (ПДК до 10 мг/ м3) и 1..1,5 м/с при удалении особенно опасных паров и газов (ПДК от 10 до 1 мг/м3 и ниже).

Вытяжными зонтами (рис. 6.12) называют приемники местных отсосов, имеющие форму усеченных конусов или пирамид и располагающиеся над источниками вредных выделений. Для зонтов характерно наличие пространства между источником и приемником вредных выделений, незащищенного от воздействия воздушных потоков помещения. По этой причине воздух помещения свободно подтекает к источнику и при соответствующей скорости может отклонить поток удаляемых вредных выделений от зонта. В связи с этим зонты требуют значительно большего расхода воздуха, чем другие местные отсосы. Зонты могут устраиваться как с естественной, так и с механической вытяжкой. Размеры прямоугольного зонта в плане определяют из выражения:

где а — стороны перекрываемой поверхности, м; /? — расстояние от перекрываемого оборудования до низа зонта, м.

Наиболее равномерное всасывание обеспечивается при угле раскрытия зонта менее 60°. Приемное отверстие зонта должно располагаться непосредственно над тепловым источником и соответствовать его конфигурации, размеры зонта принимают несколько больше, чем размеры теплового источника в плане.

Рис. 6.12.

Вытяжной зонт

При отсутствии устойчивых конвективных потоков над тепловыми источниками и наличии в помещении горизонтальных воздушных потоков, способных отклонить поток загрязненного воздуха из-под зонта, использование их не рекомендуется.

принимается v = 0,15 v = 0,5…1,25 м/с.

Для эффективной работы зонта над источниками тепла количество воздуха, удаляемого через него, должно превышать количество воздуха, переносимого конвективной струей, которая образуется над источником тепла на уровне расположения зонта.

Расход воздуха, удаляемого зонтом, определяется по формуле:

При удалении теплоты, влаги скорость воздуха в горизонтальном сечении зонта 0,25 м/с, а при удалении токсичных веществ

где LK — количество воздуха, подтекающее к зонту с конвективной

струей; L«=42?lQKzF2, F, — площадь сечения зонта; Fn — площадь поверхности источника; QK — количество тепла, выделяемого источником путем конвекции, кДж/ч; QK — aKFu(tu — tB); z — расстояние от нагретой поверхности до воздухоприемного сечения зонта; ак — коэффициент конвективной теплоотдачи, кДж/(м2-ч-°С); tn, tB — температура поверхности источника и температура окружающего воздуха соответственно.

Вытяжные (всасывающие панели) применяют в случае, когда необходимо отклонить поток поднимающихся вредных веществ так, чтобы он не проходил через зону дыхания работающего человека (рис. 6.13). Панели бывают боковые, угловые, наклонные. Примером наклонной вытяжной панели может являться вытяжная панель конструкции А.С. Чернобережского (рис. 6.14). Вытяжные панели широко применяют на участках сварки, пайки.

Защитно-обеспыливающими кожухами (рис. 6.15) оборудуются станки, на которых обработка материалов сопровождается выделениями пыли и крупных частиц, которые могут нанести травму.

Рис. 6.13.

Вытяжная панель

Рис. 6.14.

Схема вытяжной панели конструкции А.С. Чернобережского

Это деревообрабатывающие и металлообрабатывающие станки (шлифовальные, обдирочные, полировальные, заточные).

где dKp — диаметр круга, мм; кр — размерный коэффициент, значение которого зависит от диаметра круга (для заточных и шлифовальных станков с dKp = 600 и 250 мм — кр = 1,6…2 м3/(ч-мм) соответственно; для полировальных станков: с войлочными кругами — кр = 4; с матерчатыми кругами кр = 6).

Количество воздуха, удаляемого от заточных, шлифовальных и полировальных станков, определяется в зависимости от диаметра круга по формуле:

Рис. 6.15. Защитно- обеспыливающий кожух:

1 — шлифовальный круг; 2 — кожух; 3 — вентилятор

Удаляемый от станков загрязненный воздух проходит затем соответствующую очистку, например в циклонах.

Металлообрабатывающие станки токарные, фрезерные, сверлильные и т.д.) снабжаются пылестружкоприемниками (рис. 6.16.). Пылестружкоприемники могут встраиваться в державки инструмента или в сам режущий инструмент.

Широко распространено встраивание воздухоприемников в сварочные горелки (рис. 6.17, 6.18).

Бортовые отсосы (рис. 6.19) применяют для удаления вредных выделений с

Рис. В.16. Пылестружкоприемник для горизонтально-фрезерных станков:

7 — корпус приемника; 2 — отводящий патрубок; 3 — съемная крышка; 4 — подвеска; 5- направляющая пластина

Рис. 6.17.

Рис. 6.18.

Сварочная горелка с отсосом: 7, 2- коническая и цилиндрическая части

Сварочная горелка с клиновидными всасывающими щелями:

7 — корпус; 2 — воздухоприемник; 3- клиновидные щели

поверхности ванн с растворами для травления металлов и нанесения гальванопокрытий.

Принцип действия бортового отсоса состоит в том, что затягиваемый в щель воздух, двигаясь над поверхностью ванны, увлекает с собой вредные вещества, не давая им распространиться вверх по помещению.

Различают однобортовые отсосы, когда щель отсоса расположена вдоль одной из длинных сторон ванны, двухбортовые, когда щели расположены у двух противоположных сторон, и угловые — при расположении щелей у двух соседних сторон. Бортовые отсосы называют простыми, когда щели расположены в вертикальной плоскости, и опрокинутыми, когда щели расположены горизонтально в плоскости, параллельной зеркалу ванны.

Расход воздуха на все виды бортовых отсосов тем больше, чем больше ширина ванны, выше температура растворов и чем ближе к поверхности раствора необходимо прижать поток с учетом токсичности выделений.

Расход воздуха, отсасываемого от промышленных ванн, впервые теоретически определил инженер Виварели.

Объемный расход воздуха, отсасываемого от горячих ванн, может быть определен по формуле:

где А’з — коэффициент запаса, равный 1,5…1,75; для ванн с особо вредными растворами АГ3 = 1,75…2; Кт — коэффициент для учета подсоса воздуха с торцов ванны, зависящий от отношения ширины ванны В к ее длине /: для однобортового простого отсоса Кт = (1 + (В/Al)1, для двухбортового Кт = (1 + (5/8/)2, при наличии сдува Кт = 1; Б — безразмерная характеристика, равная для однобортового 0,35; а для двухбортового 0,5; ф — угол между границами всасывающего факела, рад.; Тв, Тпом — абсолютные температуры соответственно жидкости в ванне и воздуха в помещении, К.

В активированных отсосах (рис. 6.20) приточная струя воздуха отделяет зону выделения вредных веществ от незагрязненного объема

Рис. 6.19. Бортовые отсосы: а — простой; б — опрокинутый

Рис. Б.20. Активированные местные отсосы: а — полуограниченная плоская струя — щелевой отсос; 6 — неограниченная плоская струя — щелевой отсос; в — плоская струя — зонт; г — кольцевая струя — зонт:

1 — воздухораспределитель; 2 — вытяжной приемник; 3 — ванна

воздуха, сдувает поток вредных веществ и направляет его в сторону действия отсоса.