19. Системы вентиляции в деревообрабатывающих цехах. Общеобменная и местная вытяжная. Пылестружкоприемники. Устройство, работа и их эксплутатация.

Для рабочей зоны производственных помещений существуют свои нормативы качества воздуха – среднесменная, или максимально разовая ПДК. У древесной пыли среднесменная ПДК равна Срз = 6 мг/м3 и сохраняется много лет. По СНиП допустимая концентрация вредностей в приточном воздухе составляет 30 % от ПДК в воздухе рабочей зоны, т. е. в нашем случае Спр = 1,8 мг/м3.

При работе станков образуется пыль (размеры частиц до 200 мкм), опилки, стружка. Зону выделения пыли локализуют путем использования различных видов кожухов, укрытий. Кожух имеет выходной патрубок для подключения к аспирационной системе. Его ориентация в пространстве по возможности должна совпадать с траекторией движения образующихся частиц. Все это устройство называют пылеприемником, или местным отсосом. У одного станка может быть до пяти и более пылеприемников. Диаметр патрубка пылеприемника зависит от двух факторов:

- степени укрытия режущей части инструмента станка;

- количества выделяющихся отходов.

Полностью укрыть зону обработки не удается, т. к. необходимо подавать заготовку и убирать обработанную деталь. Путем отсоса воздуха в зазорах между кожухом и деталью требуется создать такую скорость движения воздуха, подсасываемого из помещения, чтобы воспрепятствовать выбиванию пыли наружу. Чем меньше зазоры и неплотности, тем меньше объем отсасываемого воздуха. В пылеприемнике, таким образом, создается пониженное давление – разрежение. Некоторые зарубежные станки оборудуются датчиками давления и вообще не включаются без эффективной работы аспирационной системы. Пылеприемники конструируют, испытывают и устанавливают на заводе-изготовителе.

Факел всасывания, в отличие от приточной струи, имеет очень маленький размер. Например, для круглой трубы на расстоянии одного диаметра (калибра) скорость всасывания составляет 7 % от скорости во входном сечении. По-этому эффективность улавливания пыли может резко снизиться при зазорах уже в несколько сантиметров. В реальности часть пыли все равно попадает в воздух помещения и на пол. До недавнего времени в нормативных документах эффективность пылеприемников устанавливалась на уровне 90 %. Если учесть, что выделения пыли именно в деревообработке очень большие, то это очень низкий показатель. Четких цифр по эффективности работы местных отсосов ни в нормативной, ни в технической литературе автором не обнаружено.

Другой фактор, определяющий диаметр выходного патрубка, – это количество отходов, образующихся в единицу времени. В системах аспирации используются пылевые вентиляторы, развивающие относительно небольшое полное давление – до 4 000–5 000 Па. Поэтому масса отходов, перемещаемых 1 м3 воздуха, ограничена. Напомним, что отношение массы перемещаемых отходов, кг/ч, к массовому расходу воздуха, кг/ч, называется расходной массовой характеристикой μ – безразмерная величина (1 м3 воздуха при стандартных условиях, t = 20 ºС, имеет массу 1,2 кг). Для транспортирования щепы используют, например, воздуходувки.

Важной величиной является скорость воздуха в патрубке. Если определяющим фактором является большая масса образующихся отходов, то она должна быть больше или равна скорости их транспортирования, предотвращающей оседание отходов во избежание «забивания».

При операциях шлифования образуется мелкая пыль, которая долгое время может находиться во взвешенном состоянии. Именно ее присутствие нежелательно в рабочей зоне помещения. Скорость в зазорах кожуха и создаваемое разрежение должны быть по возможности максимальными.

Скорость воздуха в патрубке пылеприемника или объем удаляемого воздуха, реже – требуемое разрежение, определяются производителем и приводятся в паспорте станка.

Скорость движения воздуха в воздуховодах может отличаться от скорости в патрубках пылеприемников. Они соединяются между собой плавно расширяющимся переходом – диффузором. Дальнейшее увеличение скорости связано со значительным повышением потерь давления в сети воздуховодов и соответствующими затратами электроэнергии на привод вентилятора. Мало того, при скорости в воздуховодах 30–35 м/с и их длине в несколько десятков метров давления, создаваемого отечественным пылевым вентилятором, может не хватить, с учетом потерь давления в циклоне.

Дополнительно к системе аспирации должна быть предусмотрена мощная общеобменная система вентиляции, что на практике не делается. Для удаления всей пыли из воздуха помещения производительность системы аспирации должна быть от каждого небольшого станка примерно по 5 000 м3/ч, что также нереально.

Борьба с пылью

Самый эффективный способ борьбы с пылью – это совместные усилия технологов и вентиляционщиков. К примеру, увлажнение пыли или использование кожухов повышает эффективность борьбы с пылью в разы.

Система аспирации – это пылеотсасывающая вентиляция, удаляющая воздуха с содержанием пыли более 1 кг в 1 м3. Аспирация встречается в дробильных, размольных, литейных, химических и металлургических цехах. Отличительной особенностью аспирационной системы являются сильно наклонные воздуховоды.

Приток в помещения с выделением пыли подается с очень малыми скоростями, чтобы избежать пыления. Часто применяются перфорированные воздуховоды и панели. Удаление воздуха осуществляется небольшими воронками, которые подсоединяются к кожухам, укрытиям и т.п.

Пылестружкоприемники

На рис. приведена конструкция пылестружкоприемника (ВЦНИИОТ, разработанного применительно к горизонтально-фрезерным станкам, предназначенным для обработки изделий цилиндрическими или дисковыми фрезами. Пылестружкоприемник состоит из корпуса 1, двух крышек (щек) 4, подвески 5, направляющей пластины 6, замков 3, приемного патрубка 2 и крепежных деталей. Приемный патрубок 2 врезан в корпус, неразъемно с ним соединен. При этом всасывающее отверстие патрубка 2 максимально приближено к зоне резания и расположено к направлению движения потока стружек и пыли встречно, что обеспечивает максимальное использование их кинетической энергии для улавливания

Перемещение стружки и пыли из приемника по трубопроводам осуществляется воздухом, для чего патрубок 2 соединяется с индивидуальным или групповым вентиляционным устройством, работающим на всасывание.

Корпус конструктивно выполнен с расчетом на возможность размещения в нем фрез различного диаметра и ширины (МН3611—62) й на возможность, кроме обработки плоскостей, производить фрезерование пазов и отрезку. Для этого предусмотрена регулировка положения корпуса (с приемным патрубком) по отношению к оси оправки станка. Регулировка осуществляется путем перемещения подвески 5 по рифлениям направляющей пластины 6 и закрепления ее в нужном положении болтами.

Для наблюдения за режущим инструментом и зоной резания в крышках (щеках) 4 внизу предусмотрены прорези. Зубья фрезы можно осматривать также через вырез, предусмотренный в нижней левой части корпуса.

При смене фрезы дополнительно к обычным операциям добавляется операция съема крышки 4, расположенной с фронтальной стороны станка.

Описанный пылестружкоприемник устанавливается и закрепляется на хоботе станка в зависимости от принятого направления вращения фрезы. Так, при направлении вращения фрезы против часовой стрелки пылестружкоприемник устанавливается таким образом, чтобы приемный патрубок 2 был расположен с правой стороны хобота, а при вращении фрезы по часовой стрелке приемный патрубок должен располагаться с левой стороны хобота.