Technológiai légtechnika

A porelszívó rendszerek és főbb elemeik

Az ipari elszívástechnika területén az innovatív elszívó berendezések széles választéka, valamint egyedi megoldások is rendelkezésre állnak a különböző gyártó cégek számára. A megfelelő típusú szűrővel szinte minden fajta forgács és por elkülöníthető. A por mindenhol ott van. Akár építkezésen, faipari műhelyben, pékségben, vagy barkácsműhelyben: aki aprít, fúr, mar vagy csiszol, aki sűrített levegővel fújja le a port, poros árukat; csomagol, tárol, szállít, bárki, aki felbontja vagy mozgatja a csomagolt árut, felsepri a kihullott száraz anyagot, gyakran eltűnik egy porfelhőben.

1. Az elszívóberendezés lelke – A ventilátor

A technológiai elszívórendszerek bármely típusa elképzelhetetlen ventilátor nélkül. A ventilátor végzi a munkát, az elszívás középpontjában áll.

A ventilátorok feladatai függetlenül az építési módjuktól:
- egy bizonyos térfogatáramot szállítani és a nyomásnövekedéssel a rendszer ellenállását legyőzni
- vagy egy bizonyos nyomást tartani a szivárgási veszteségek kiküszöbölése mellett.

A ventilátorok két legfontosabb jellemző adata:
- a térfogatáram, amely bizonyos időegység alatt szállított levegő mennyiségét adja meg
- a nyomásemelés a ventilátor szívó- és nyomóoldala között.

Kiegészítésként a jellemző adatokhoz, mint nyomáskülönbség (mértékegysége: Pa), és a levegőmennyiség (mértékegysége: m³/h), többnyire még a teljesítményszükséglet (mértékegysége: kW) is megadásra kerül.

A ventilátorok megkülönböztetésére többféle kritérium is kínálkozik, a motorfordulatszám (1.500 vagy 3.000 fordulat), a meghajtás módja (közvetlen vagy ékszíj által) vagy a felhasználhatósági terület (forgács, por vagy csak tiszta levegő szállítására).

Alapjában különbséget teszünk a tisztított és a tisztítatlan légoldali ventilátorok között. A ventilátor tisztítatlan légoldali elhelyezésénél, az a feldolgozó gépek és a szűrőberendezés között helyezkedik el. Ezeknél a ventilátoroknál a tisztítatlan levegő a ventilátoron keresztül szállítódik, amely a járókerék és a ház kopásához vezet. A tisztítatlan légoldali ventilátorok többnyire nyitott járókerékkel vannak ellátva, ami a hatásfokot kb. 60 %-ra csökkenti. Ezt az alacsony hatásfokot megfelelő motorteljesítménnyel kell kiegyensúlyozni, amely viszont magas energiaszükséglethez vezet. Minden, a ventilátor után kapcsolt rendszerelem, mint szűrő és tároló túlnyomás alatt vannak, és így fennáll a porszivárgás veszélye.

A kedvezőbb hatásfok alapján mindig a tisztított légoldali ventilátorokat kellene előnyben részesíteni, melyek a szűrés után helyezkednek el a sorban. Amennyiben az elszívó rendszerben a levegőszükséglet változó, úgy a fordulatszám szabályozására egy frekvenciaváltó használata lehet a megoldás. A beruházásnál a többletráfordítás rövid időn belül kifizetődik.

2. A vezérlés – Az elszívó berendezés agya

Ha vizsgáljuk a ventilátort, mint az elszívás lelkét, úgy nem szabad figyelmen kívül hagynunk, hogy ezt a ventilátort vezérlés nélkül semmi sem működteti. A ventilátor működését elindító impulzus csak egy csekélység, ám mégis egyben az egész rendszer szabályozásának és vezérlésének a kezdete. A vezérlés feladata, hogy biztosítson minden funkciót, a maximális biztonság figyelembevétele mellett. A rendszer agyának ezért minden állapot- és hibajelet a vezérlőtáblán jeleznie kell.

Egy ipari elszívó rendszer vezérlése azonban többet jelent a ventilátor elindításánál és a szűrőregenerálásnál. A technika állása szerint ma a szabályozó és vezérlő berendezések nemcsak arról gondoskodnak, hogy a megfelelő motor be- és kikapcsoljon, hanem az, hogy minden jellemző adat a vezérlőn keresztül elérhető legyen, és hogy csak annyi energia fogyjon, amennyi valóban szükséges.

3. A szűrőberendezés- a tüdő

Mára a környezetvédelem, a porok egészségkárosító hatása és egyéb okok miatt szükségessé vált az elszívott por és forgács effektív leválasztása modern és hatásosan működő szűrőberendezések által.
Ebben a harmadik részben a szűrőberendezések felépítését és működését, valamint a szűrők tisztításának módszereit fogjuk ismertetni.

A szövetszűrő, mint szűrőtömlő

A fa,- fém, - vagy műanyag ill. egyéb anyagok a feldolgozóiparban keletkező porainak leválasztására a szűrőtömlő az a leggyakrabban használt elem, amely működőképességét bizonyította. A szűrőanyagot csíkokra vágják, és hosszában összevarrják vagy összehegesztik. Az így létrejött tömlő egyik oldalát lezárják, és ellátják felfüggesztési alkalmatossággal. Ha az így létrejött tömlőket egymás mellé helyezik el, viszonylag kis helyen nagy szűrőfelület érhető el.

Az így előállított tömlőket kétféleképpen használhatják. A különbséget a tisztítatlan levegő áramlása képezi. Az első variációban a tisztítatlan levegő a tömlőbe beáramlik, és megszűrve távozik. A másiknál a levegő a palástról, kívülről jut a belsejébe. Az utóbbi esetben a tömlőbe beépített tartókosárnak kell megakadályoznia a tömlő összeesését. Az első verzió a belső-, a második a külső beömlésű szűrőtömlő.

A szűrőtisztítás

A szűrőtömlők tisztítási módjait is meghatározza ez a felépítési különbség. Belső beömlésű szűrőtömlők alkalmazása esetén, azok felül egy közös keretre lesznek erősítve. Vibromotorral a keretet megrázva, mozgásba hozva a tömlőket, a felrakódott agyag lehull. Hatásos tisztítás csak a berendezés üzemszünetében lehetséges (reggeli szünet, ebédszünet, stb…). Amennyiben a rendszer folyamatosan üzemel, akkor öblítőlevegőre van szükség. Ennél a folyamatnál a szűrő több kamrára van osztva, amelyek egy bizonyos sorrendben kerülnek tisztításra. A mindenkori tisztítandó kamra csappantyúrendszer által nyomástalanítva lesz, és a vibromotor működése mellett öblítőlevegő-ventilátor segítségével – amely a normál irányban távozó levegőáram irányával ellentétesen öblít – történik a megtisztítása. Folyamatosan működő szűrőberendezések esetében ez a módozat jelenti az üzemeltetési költségek szempontjából a legkedvezőbb megoldást.

Az első kritérium a szűrőfelület-terhelés. Ennél a légmennyiség, amely a szűrőanyag minden négyzetméterén átáramlik, lesz megadva, tehát a térfogatáram és a szűrőfelület hányadosa (m³/m²/h-ban mérve). Magasabb szűrőfelület-terhelés kevesebb szűrőfelületet eredményez egy bizonyos légmennyiség számára, így egy kisebb és olcsóbb szűrőberendezést. A magas szűrőfelület-terhelés kényszerűen magasabb szűrőellenálláshoz vezet, - amelyet a ventilátor megnövelt teljesítménye által kell kiegyensúlyozni –továbbá rosszabb leválasztási fokhoz és a filteranyag rövidebb élettartamához is vezet.

Másodikként a feláramlási sebességet kell szem előtt tartani. A szűrőbe beáramló tisztítatlan levegőnek a filteren keresztül kell távoznia. A befúvás a szűrőtömlők alatt történik, a levegőnek fölfelé kell a szűrőbe áramlania. A feláramlási sebesség nem haladhat meg egy bizonyos értéket, mivel különben nagy mennyiségű por és forgács kerülhet a szűrőtömlőkbe ill. közéjük, ami eltömődéshez vezethet. Ilyen esetekben a tisztítás gyakran már csak manuálisan lehetséges, aminek során sok por keletkezik és a szűrő is megsérülhet. A megfelelő szűrő kiválasztása a rendszertervező feladata, aki ezeket a komponenseket figyelembe véve dönt a megfelelő variáció mellett.

A másik leggyakrabban használt szűrőtisztítás mód a sűrített levegőimpulzusok általi, más néven JET tisztítás. Ezzel akár folytonosan, üzem közben is lehet tisztítani a külső beömlésű szűrőtömlőket.

Levegő visszatáplálás

A szűrő kiválasztásánál döntő kérdés az üzemeltető részéről, hogy a megszűrt levegő visszavezetésre kerül-e – ez az úgynevezett levegővisszatáplálásos üzem.

Amennyiben nincs szükség a visszatáplált levegőre, akkor alacsonyabb leválasztási fokkal rendelkező, egyszerűbb szűrőanyagok is felhasználhatók, ugyanakkor magasabb szűrőfelület terheléssel. Ez csekélyebb beruházást jelent. Kisebb légmennyiség vagy időszakos üzemű elszívás esetében ez mérlegelendő.

Amennyiben a levegővisszatáplálásra szükség van, mivel az adott helyen az elszívott levegő hőjének pótlására nincs mód, akkor az a teljes filterberendezésre nagy hatással van. Ebben az esetben a szűrőberendezésnek a szűrőfelület terhelését tekintve szigorúbb értékhatároknak kell megfelelnie.

A por és forgács különböző összetétele, mérete és formája következtében a szűrő kiválasztásánál nem csak elméleti alapokra támaszkodnak, hanem a berendezés gyártójának tapasztalata igen lényeges szerepet játszik. A szűrőberendezés mellett történt döntés helyessége megmutatkozik a teljes rendszer tartós üzeme során és a tartósan alacsony, az előírt határértékek alatt jelentkező emissziós értékeket tekintve. A környezet és egészségvédelem ezáltal garantált, és mindez igazolja a nagyobb beruházás létjogosultságát.

Egy tisztább műhely érdekében az elszívást állandóan optimalizálni és javítani kell.

Szerző:

Ternbach Aurél

Gépészmérnök - Ügyvezető igazgató