6.7 Гідрофільтри

Гідрофільтри широко застосовуються в промисловості, особливо при вловлюванні аерозолів фарб, гідрофільтри, основними конструктивними елементами яких є: зрошуваний повітровід, зрошувальні пристрої (переливні лотки, перфоровані труби або форсунки), краплеуловлювач і відстійник. Характеристики гідрофільтра (ефективність вловлювання і аеродинамічний опір) залежать від конфігурації зрошувального пристрою.

Існують гідрофільтри різної конструкції, але найрозповсюдженіші форсункові, каскадні та ударно-струминні. У форсунковому гідрофільтрі (рис. 6.22, а) повітровід, через який рухається забруднене повітря, обладнаний форсунками, які подають дисперговану воду. Цей тип гідрофільтра ефективний, але вимагає великих витрат води, тому що використання оборотної рідини виключено.

Каскадні гідрофільтри (рис. 6.22, б, в) вміщують у повітроводах похилі лабіринти і перегородки. Вода подається через перфоровані труби на верхні перегородки і стікає на ті, які лежать нижче, утворюючи водяні завіси на шляху руху забрудненого повітря. В деяких типах каскадних фільтрів перегородки виконані у вигляді лотків для збирання води (рис. 6.22, г). Вода подається у верхній лоток, а на шляху руху запиленого повітря утворюються водяні завіси при стіканні води з верхнього лотка в нижній. Конструкція каскадних гідрофільтрів допускає використання оборотної води, але її недоліком (особливо при поданні води через перфоровану трубу) є нерівномірна водяна завіса, що понижує ефективність уловлювання аерозолів.

Максимальну ефективність вловлювання аерозолів і парів розчинників, а також аерозолів фарби забезпечують ударно-струминні гідрофільтри (рис. 6.22, д). В той же час опір цих гідрофільтрів максимальний.

Повітровід цих гідрофільтрів має складну конфігурацію. Аерозолі фарби осаджуються при дотику забрудненого повітря з поверхнею рідини, яка знаходиться у нижній ємності, при русі через водяні завіси, а також за рахунок дії коріолісових сил під час руху повітря лабіринтом повітроводу. Крім того, в деяких конструкціях осадження аерозолів відбувається за рахунок часткового барботування через шар води.

Порівняльна характеристика гідрофільтрів різних типів наведена в табл. 6.6. Тривала експлуатація гідрофільтрів приводить до забивання повітроводних каналів і водоподавальих пристроїв шаром фарби. Це погіршує характеристику гідрофільтра, зменшує ефективність вловлювання і збільшується аеродинамічний опір. Періодичне очищення забруднених поверхонь гідрофільтра не дозволяє отримати початкову ефективність і, крім того, є трудомістким процесом.

Для попередження забруднення внутрішніх поверхонь гідрофільтра у воду додають різні хімічні речовини: каустичну соду (10 кг на 1 м³ води), в тій же кількості емульгатор (емульсол, кальциновану або каустичну соду, гексахлорофен). При вловлюванні аерозолів меламіноалкідних емалів використовують агломерувальні добавки, г/л: NaOH – 4,35; Na₂CO₃ – 0,13; декстрин – 0,5. Приготовлений розчин завантажують у гідро фільтр з розрахунку 0,1 мл на 1 л води.

З врахуванням організації завантажування і вивантажування пофарбованих деталей приймається конструкція камери – тупикова чи прохідна. Ширина камери В_к, мм, без гідрофільтра визначається за формулою:

, (6.36)

де – ширина деталі (виробу), мм;

– відстань від деталі до стіни камери при поперечному відсмоктуванні рівна 550 мм;

– те ж при нижньому відсмоктуванні – 1200…1500 мм;

– відстань від деталі до повітропромивного каналу 550 мм.

Рисунок 6.22 – Схеми гідрофільтрів різних типів:

а) гідрофільтр форсунковий: 1 – форсунки; 2 – бункер; 3 – краплеуловлювач; б) каскадний гідрофільтр з поданням води через перфоровані труби: 1 – перфорована труба; 2 – бункер; 3 – краплеуловлювач; в), г) каскадні гідрофільтри з переливними лотками: 1 – переливні лотки; 2 – бункер; д) ударно-струминний гідрофільтр: 1 – імпелярний канал; 2 – бункер.

Довжину камери приймають рівною довжині гідрофільтра (2200, 3400 або 4200 мм). Висота камери визначається як сума висоти деталі , відстані від підлоги до низу деталі (800 мм) і відстань від верху деталі до стелі камери (1000 мм).

Об’єм повітря , м³/год, що видаляється з камери з поперечним відсмоктуванням, повинен забезпечити певну швидкість у відкритому отворі камери:

, (6.39)

де – коефіцієнт, який враховує відсмоктування, рівний 1,15;

– нормована швидкість у відкритому отворі (залежить від способу фарбування і складу лакофарбувального матеріалу), м/с;

– площа відкритого отвору камери з врахуванням перекриття виробом, м².

Площа визначається як:

. (6.40)

Для камер з нижнім відсмоктуванням кількість повітря, що повинна забезпечити необхідні швидкості у відкритому отворі і швидкість в перерізі нижнього відсмоктувача не менша 0,5 …0,6 м/с, тобто

, (6.41)

де – площа підлоги камери, м²;

При цьому не менше , де і – площі вхідного і вихідного перерізів.

Після розрахунку одержані значення порівнюють і для вибору гідрофільтра приймають максимальне.

Знаючи необхідну кількість повітря для провітрювання камери, вибирають або проектують гідрофільтр, для чого попередньо визначають його довжину і висоту. Ці розміри повинні забезпечити швидкість руху повітря в промивному каналі 5…6,5 м/с.

Технічні характеристики типових фарбувальних камер наведені в табл. 6.7.