Systèmes d'aspiration : types, conception, critères de choix d'installation
Les processus de production s'accompagnent souvent de la libération d'éléments ressemblant à de la poussière ou de gaz qui polluent l'air intérieur.Des systèmes d'aspiration conçus et installés conformément aux exigences réglementaires aideront à résoudre le problème.
Voyons comment fonctionnent ces appareils et où ils sont utilisés, quels types de systèmes de purification de l'air existent. Nous désignerons les principales unités de travail, décrirons les normes de conception et les règles d'installation des systèmes d'aspiration.
Le contenu de l'article :
Comment ça fonctionne
La pollution de l’air est un élément inévitable de nombreux processus de fabrication. Pour se conformer aux normes sanitaires établies en matière de pureté de l'air, des procédés d'aspiration sont utilisés. Avec leur aide, vous pouvez éliminer efficacement la poussière, la saleté, les fibres et autres impuretés similaires.
L'aspiration est une aspiration qui s'effectue en créant une zone de basse pression à proximité immédiate de la source de contamination.
Pour créer de tels systèmes, des connaissances spécialisées sérieuses et une expérience pratique sont nécessaires. Bien que le fonctionnement des appareils d'aspiration soit étroitement lié au fonctionnement systèmes de ventilation, tous les spécialistes de la ventilation ne peuvent pas gérer la conception et l'installation de ce type d'équipement.
Pour obtenir une efficacité maximale, les méthodes de ventilation et d'aspiration sont combinées. Le système de ventilation de la zone de production doit être équipé complexe d'alimentation et d'évacuationpour assurer un apport constant d’air frais provenant de l’extérieur.
L'aspiration est largement utilisée dans les industries suivantes :
- production de concassage;
- transformation du bois;
- fabrication de produits de consommation;
- d'autres processus qui s'accompagnent de la libération de grandes quantités de substances nocives pour l'inhalation.
Il n'est pas toujours possible d'assurer la sécurité des employés utilisant des équipements de protection standard, et l'aspiration peut être la seule opportunité d'établir un processus de production sûr dans l'atelier.
L'élimination des contaminants à l'aide de systèmes de ce type s'effectue au moyen de conduits d'air spéciaux présentant un grand angle d'inclinaison. Cette position permet d'éviter l'apparition de zones dites de stagnation.
Un indicateur de l'efficacité d'un tel système est le degré de non-élimination, c'est-à-dire le rapport entre la quantité de contaminants éliminés et la masse de substances nocives qui ne sont pas entrées dans le système.
Il existe deux types de systèmes d'aspiration :
- systèmes modulaires — appareil stationnaire ;
- monoblocs - les installations mobiles.
De plus, les systèmes d'aspiration sont classés selon le niveau de pression :
- basse pression — moins de 7,5 kPa;
- moyenne pression — 7,5-30 kPa ;
- haute pression - plus de 30 kPa.
La configuration des systèmes d'aspiration de type modulaire et monobloc est différente.
Les monoblocs sont constitués des éléments suivants :
- ventilateur;
- séparateur;
- stockage des déchets.
Le séparateur est un filtre permettant d'assainir l'air traversant l'appareil. L'installation de stockage des déchets peut être soit stationnaire, c'est-à-dire intégré dans un monobloc, ou amovible.
Une telle unité peut être achetée prête à l'emploi et simplement installée dans un endroit approprié pour effectuer les procédures d'aspiration. Dans le même temps, il n'est pas difficile de les connecter aux systèmes centralisés existants.
Les systèmes modulaires sont plus difficiles à installer et plus coûteux, mais leur utilisation est beaucoup plus efficace que lors de l'utilisation de structures monoblocs. De tels systèmes ne sont pas standards, ils sont d'abord conçus en tenant compte de conditions et de tâches spécifiques.
Plusieurs facteurs sont pris en compte :
- caractéristiques des locaux de production ;
- caractéristiques du processus technologique;
- qualité du milieu transporté, etc.
Il s'agit généralement d'un système centralisé composé de ensemble de conduits d'air et bloc d'aspiration. Pour les grandes entreprises, un système comprenant non pas un, mais deux ou plusieurs blocs de ce type peut être utilisé.
Le matériau des conduits d'air peut être différent en fonction de la nature et de la quantité de contaminants censés être transportés à travers eux.
Les structures en métal ferreux sont considérées comme les plus durables, mais elles sont aussi les plus chères. Dans tous les cas, les sections individuelles de la conduite d'air sont reliées hermétiquement à l'aide de brides boulonnées.
Parmi les avantages des systèmes d’aspiration figurent :
- relative simplicité de conception;
- compatibilité avec différents types d'équipements de production;
- sécurité environnementale;
- possibilité d'automatisation du travail;
- augmenter la sécurité incendie des locaux, etc.
Les inconvénients de telles installations comprennent tout d'abord l'augmentation des coûts énergétiques, surtout si la conception est incorrecte, ainsi que la faible résistance des conduits d'air métalliques à l'usure. Ces points doivent être pris en compte lors du choix d'une conception appropriée.
Pourquoi le design est nécessaire
Pour créer un système d'aspiration modulaire, concevez l'installation des éléments suivants :
- aspiration locale;
- conduits d'air inclinés;
- systèmes de filtrage;
- ventilateur haute pression, etc.
Différents modèles d'appareils peuvent être utilisés comme aspiration locale, par exemple des structures de type aspiration embarquée, « parapluie », « abri » et autres. Des conduits d'air sont posés depuis le point de collecte des déchets jusqu'au point de transfert vers l'espace extérieur.
Le système de filtration peut impliquer à la fois d'éliminer les masses d'air purifié de la pièce et de les renvoyer après filtration au point d'admission.
Avant d'élaborer un projet d'installation d'aspiration, il est nécessaire de procéder à un examen technique de l'état de l'objet. À ce stade, les déficiences du système peuvent être identifiées et éliminées. Les systèmes de ventilation et d'aspiration existants peuvent être soumis à un contrôle similaire.
L'efficacité de l'aspiration dépend en grande partie du volume d'air qui traverse les conduits d'air par unité de temps. Plus cet indicateur est élevé, plus l'installation de la structure est coûteuse, ainsi que les coûts de son fonctionnement.
Si vous sélectionnez correctement les composants du système, les coûts, tant initiaux que opérationnels, peuvent être considérablement réduits.
Cela comprend le choix d'un dispositif approprié pour l'aspiration de l'air, des calculs compétents pour la distribution de l'air soufflé, etc. En conséquence, la charge sur le système diminuera, les filtres nécessiteront un nettoyage moins fréquent, la durée de vie des ventilateurs augmentera, etc.
Certains propriétaires d'installations industrielles suivent la voie de la moindre résistance lors de la sélection d'un système de nettoyage. Ils partent des paramètres d'une installation de type cyclone, en informant simplement le fournisseur des conditions de son fonctionnement : débit d'air et nature des contaminants.
En conséquence, ils reçoivent un appareil dont les performances sont sélectionnées selon des tableaux sans tenir compte d'autres paramètres. Les concepteurs expérimentés affirment que cette approche entraîne généralement une augmentation des coûts et une réduction de l'efficacité des équipements.
Le coût d’une installation de cyclone est d’autant plus élevé que le volume d’air qui le traverse est important. Si vous optimisez un système de distribution d'air existant, vous pouvez sélectionner des unités d'aspiration et des filtres qui donneront l'effet souhaité avec moins de consommation d'air.
Un tel équipement sera moins cher, les économies pouvant représenter environ un tiers du coût total. C'est pourquoi, avant de choisir un équipement pour un système d'aspiration, vous devez veiller à l'expertise technique et inviter des concepteurs expérimentés.
Caractéristiques de l'installation de telles structures
Étant donné que des volumes importants de contaminants sont transportés à travers les conduits d'air des systèmes d'aspiration, ces structures sont soumises à des exigences de résistance accrues, contrairement aux systèmes de ventilation à soufflage.
Pour leur fabrication, on utilise de l'acier d'une épaisseur de 1,2 à 5,0 mm, et pour les raccords, il est recommandé d'utiliser de l'acier dont l'épaisseur est supérieure de 1,0 mm au matériau du conduit.
Il est interdit de fixer les conduits d'air d'aspiration avec des colliers sur la suspension. Seule l'utilisation de pinces fixées avec des supports est autorisée ; dans certains cas, des chaînes sont utilisées comme fixation.
La distance maximale entre les supports doit être de trois mètres pour les tuyaux d'un diamètre supérieur à 40 mm et de quatre mètres pour les structures d'un diamètre de 400 mm ou moins. Ces paramètres garantiront une résistance structurelle suffisante et réduiront le risque de rupture des conduits d'air pendant le fonctionnement.
Une autre caractéristique des conduits d'aspiration d'air est qu'ils doivent souvent être démontés afin de nettoyer la saleté accumulée sur les murs. De plus, en raison de l'usure rapide, les éléments individuels doivent être remplacés périodiquement.
Pour cette raison, il est recommandé d'utiliser des éléments de connexion à dégagement rapide pour l'installation des structures, plutôt que des brides traditionnelles, qui s'endommagent rapidement en raison des démontages et remontages fréquents.
Pour réguler les flux d'air, des registres obliques sont utilisés, qui présentent moins de résistance au flux et empêchent mieux l'accumulation de contaminants. L'utilisation de papillons de commande dans les systèmes d'aspiration n'est pas recommandée. Il est très important que les conduits d’air soient positionnés selon le bon angle.
La position de la structure dépend du débit d'air spécifié, qui est déterminé par la nature des contaminants à éliminer. Ainsi, pour assurer une vitesse d'environ 20 m/s, il faut une pente de 60°, pour une vitesse de 45 m/s - un angle inférieur à 60°, etc.
Si la nature de la pollution permet de prévoir l'accumulation de poussières collantes dans les conduits d'air, alors il est recommandé que de tels systèmes d'aspiration industriels soient initialement conçus en vue de la vitesse maximale de déplacement des masses d'air.
Pour faciliter le processus de nettoyage de la structure, des revêtements spéciaux constitués de film, de papier et d'autres matériaux appropriés sont insérés à l'intérieur des conduits d'air. Les ventilateurs domestiques classiques et même certains ventilateurs industriels ne sont pas adaptés aux systèmes d'aspiration, même s'ils ont des performances assez élevées.
Nous avons besoin d'appareils offrant une résistance à l'usure accrue, capables de fonctionner longtemps sous une charge élevée sans interruption.
Un problème courant avec les systèmes d’aspiration à faible efficacité est la perte d’air. Pour prévenir ce phénomène, les experts recommandent choisir les fans avec une certaine réserve de marche. Les pertes d'air peuvent en pratique atteindre 30 % par rapport aux données calculées.
Un mauvais choix d’aspiration locale peut affecter négativement l’ensemble du système. Vous ne pouvez pas sélectionner un tel élément sans prendre en compte les caractéristiques du processus technologique.
Dans certains cas, un abri de type « parapluie » sera efficace ; dans d'autres, une « vitrine », une sorbonne, une cabane, etc. seront efficaces. Ce point doit être convenu avec le technologue du site de production spécifique.
Pour purifier l'air brut de la poussière, des sacs à poussière, des chambres à poussière non cloisonnées, des conduits de fumées, des cyclones secs et d'autres dispositifs similaires sont utilisés, en fonction de la nature de la poussière.
Les épurateurs sont souvent utilisés pour le nettoyage moyen, et le nettoyage fin est effectué à l'aide d'un ensemble d'outils, qui peuvent inclure un précipitateur électrostatique de type cyclone et un filtre à manches, dans certains cas, un Venturi haute pression ou d'autres unités appropriées sont utilisées.
Pourquoi des problèmes surviennent
Même s'il existe un système d'aspiration dans la zone de production, il est nécessaire de vérifier périodiquement le niveau de contaminants dans l'air. Il arrive que le système fonctionne normalement, que les filtres soient en ordre, mais que la pollution de l'air reste trop élevée.
Les éléments suivants peuvent être à l'origine de carences :
- poussière accumulée dans les conduits d'air;
- faibles performances du ventilateur d'extraction;
- trop de débit d'air ;
- afflux insuffisant de masses d'air frais.
Si une grande quantité de poussière s'accumule dans les conduits d'air, cela indique que la conception prévoyait initialement des vitesses de déplacement des masses d'air trop faibles. Une autre raison de ce phénomène réside dans les défauts de configuration des éléments du système d'aspiration.
La présence de virages trop serrés, de zones avec une faible pente, le manque d'un nombre suffisant de trappes de nettoyage, etc. peuvent gêner l'élimination rapide des particules de poussière du système.
Une installation incorrecte ou des erreurs peuvent entraîner une perte d'air trop importante dans le système, entraînant une diminution globale des performances de l'unité. Des fuites d'air peuvent également survenir en raison d'un mauvais fonctionnement du système de filtration. Pour cette raison, lors des calculs, il est recommandé d’inclure un pourcentage suffisant pour ces pertes.
Si suffisamment d’air circule dans le système et que celui-ci ne fonctionne toujours pas comme prévu, la conception de l’abri d’aspiration local devra peut-être être reconsidérée.
Il doit être situé de manière à collecter le maximum de contaminants, les empêchant ainsi de pénétrer dans l'air ambiant. Cette structure est conçue de manière à ne pas gêner le travail et les déplacements du personnel.
Si une quantité suffisante d’air frais ne pénètre pas dans la pièce, il n’y aura pas assez d’air pour faire fonctionner le système d’aspiration. Pour compenser l'efficacité accrue de l'échange d'air, un conduit d'air soufflé est installé dans la zone de production. ventilation avec récupération.
Dans les magasins chauds, il n'est pas nécessaire de chauffer l'air venant de l'extérieur, il suffit de faire une ouverture dans le mur et de la fermer avec un registre.
Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Voici un aperçu du déballage et de l'installation du système d'aspiration mobile RIKON DC3000 pour l'industrie du bois :
Cette vidéo montre un système d'aspiration stationnaire utilisé dans la production de meubles :
Les systèmes d'aspiration constituent un moyen moderne et fiable de purifier l'air des locaux industriels des polluants dangereux.Si la structure est correctement conçue et installée sans erreurs, elle démontrera une efficacité élevée à un coût minime.
Avez-vous quelque chose à ajouter ou avez-vous des questions sur les systèmes d'aspiration ? Veuillez laisser des commentaires sur la publication. Le formulaire de contact se trouve dans le bloc inférieur.
J'ai appris de ma propre expérience que les systèmes d'aspiration sont un système très difficile à calculer et à concevoir. L'entreprise pour laquelle je travaillais augmentait sa production. Nous avons construit nous-mêmes un atelier de menuiserie. Ayant une formation supérieure en bâtiment, j'ai essayé de concevoir moi-même un système d'aspiration pour éliminer les poussières et petits déchets des machines-outils. Ce n’est pas le cas. J'ai réalisé qu'il y avait trop de nuances. Les ouvrages et manuels de référence ne suffisaient pas. Des connaissances particulières sont nécessaires pour ne pas refaire tout le système plus tard.
Oleg, bien sûr, ils écrivent toutes sortes de choses dans les commentaires, mais pourquoi écrire de manière si aqueuse sur quelque chose qui est déjà évident ? Et ceux qui voudraient l'essayer eux-mêmes, et qui ont ensuite vu votre commentaire, pourraient au moins ajouter un peu de spécificité. Quels types de connaissances sont spécifiques et quelles sont les nuances les plus importantes à prendre en compte ? Quels ont été les premiers problèmes que vous avez rencontrés ? Plus, plus précis.