Белов - Средства защиты в машиностроении

Повышенная запыленность в загазованность, повышенная или пониженная влажность, повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны оказывают вредное воздействие на организм человека, вызывают снижение его работоспособности, увеличение травматизма и профессиональных заболеваний. Основными источниками теплоты, влаги и различных веществ, ухудшающих состояние воздушной среды» являются разнообразные технологические процессы. Среднестатистические данные и методики расчетов выделений вредных веществ в воздух рабочей зоны для наиболее характерных технологических процессов машиностроения приведены в 1.29, 1.30

Нормативные значения параметров микроклимата и требования к составу воздуха рабочей зоны определены ГОСТ 12.1.005— 83 «Воздух рабочей зоны Общие санитарно-гигиенические требования», а также «Санитарными нормами микроклимата производственных помещений » и СНиП 2,04.05—86 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», Обеспечение нормативных значений параметров воздуха рабочей зоны достигается применением систем вентплана и кондиционирования. Рекомендации по организации и устройству общеобменной вентиляции цехов машиностроительных предприятий приведены в (1.5, 1.14, 1,33). Наиболее распространенным и эффективным способом улавливания вредных веществ непосредственно у мест их образования является применение аспирационных устройств, в частности местных отсосов, расчет и проектирование которых рассматривается в настоящей главе.

1.1 КЛАССИФИКАЦИЯ МЕСТНЫХ ОТСОСОВ

По степени изоляция области действия отсоса от окружающего пространства различают отсосы открытого типа и отсосы от полных укрытии (рис 1.1).

Отсосы открытого типа — это отсосы, находящиеся за пределами источников выделения вредных веществ. Это вытяжные зонты, вытяжные панели, бортовые отсосы и другие устройства» В ряде случаев для отдаления зоны выделения вредных веществ от незагрязненного объеме воздуха используют плоскую приточную струю, которая обеспечивает сдув вредных веществ в зону эффективного действия отсоса и усиливает подсасывающее действие последнего за счет эжекции. Такие отсосы получали название активированных.

Отсосы от полных укрытий — это отсосы, внутри которых находятся источники выделений вредных веществ. Движение газа над источниками в ограниченных объемах с рабочими проемами и наклонностями существенным образом отличается от имеющего место в условиях свободного развития. Такими отсосами являются вытяжные шкафы, фасонные укрытия при обработке вращающихся изделий, кожухи и вытяжные камеры» герметично или плотно закрывающие технологическое оборудование.

Отсосы открытого типа следует применять в тех случаи, когда по технологическим или иным причинам источник не может быть снабжен полным укрытием, которое является наиболее эффективным средством оздоровления воздушной среды.

Существенное влияние на выбор конструкция отсоса оказывают причины и характер движения выделений вредных веществ около источников. Последние разделяются на тепловые, динамические, диффузионные и смешанные. Движение около тепловых источников происходит за счет тепловой энергии, подводимой к ним. Выделения вредных веществ распространяются в виде направленного потока — конвективной струи, как правило, турбулентной. Конвективные струи разделяются на участии: начальный пли разгонный (участок формирования), на котором осевая скорость возрастает от нуля на поверхности источника до некоторого максимального значения, и основной, где осевая скорость убывает или остается постоянной с удалением от источника. Длина разгонного участка приближенно может быть принята равной 1,5—2 калибрам теплового источника.

Движение около динамических источников обусловлено перепадом давлений, что приводит к образованию приточной струи. Приточная струя — это струя, обладающая некоторой минимальной скоростью истечения за счет избыточного давления внутри объема сосуда, аппарата. Приточная струя состоит из начального и основного участков. Длина начального участка, в Пределах которого сохраняются постоянная скорость и температура на оси струя, равна примерно шести калибрам отверстия.

Диффузионные потоки обусловлены градиентом концентрации газовой примеси. Направление и интенсивность распространения последней зависят от диффузионных характеристик вещества и турбулентности окружающей среды. Различные причины движения нередко действуют совместно. Например, источник теплоты выделяет. Также и газовые примеси, загрязненная приточная струя сильно нагрета и т. п. Во всех случаях необходимо уметь оценить влияние каждой причины на закономерности движения и правильно выбрать конструкцию отсоса.

По форме в плане источники и приемные отверстии отсосов могут быть круглые, прямоугольные и щелевые. В соответствии с этим струи могут быть компактные и плоские в пределах начального (разгонного) участка конвективная струя считается компактной, если она образуется над тепловым источником, имеющим в плане круглую форму или форму прямоугольника с соотношением сторон. Если тепловой источник вытянутый, то образующуюся над ним конвективную струю следует считать плоской. Компактной считается приточная струя, истекающая из отверстия круглой или квадратной формы; плоской — струя, истекающая из щелевого отверстия.

Приведенная классификация учитывает основные закономерности и существенные особенности потоков выделений вредных веществ над источниками. При решении практических задач приходится сталкиваться с более разнообразными и сложными формами источников, однако при выборе расчетных схем и формул следует приводить их к одному ил рассмотренных видов. При выборе и конструктивной проработке местного отсоса необходимо руководствоваться следующими основными положениями:

элементы отсоса и укрытий должны составлять единое целое с конструкцией технологического аппарата и не мешать проведению технологического процесса;

всасывающее отверстие должно быть максимально приближено к источнику вы-

делений вредных веществ: размеры приемного отверстия должны быть равными или несколько большими размеров подтекающей к отсосу струи;

уменьшение размеров отсоса ведет к увеличению потребного расхода воздуха;

зону действия отсоса следует максимально ограничивать фланцами, экранами, ширмами и т. п.;

ориентация приемного отверстия в пространстве должна производиться с учетом возможно меньшего отклонения потока выделений вредных веществ от естественного направления движения;

при определении направления движения потоков выделений вредных веществ следует следить за тем, чтобы они не проходили через зону дыхания работающих;

препятствием на пути движения воздуха к отсосу следует придавать форму, при которой сопротивление их будет минимальным (острые кромки скруглять и т. д.);

поле скоростей в приемном отверстии отсоса рекомендуется устраивать соответствующим полю скоростей в подтекающем потоке выделений вредных веществ; для этого следует использовать вставки, рассеиватели, выравнивающие решетки и т.п.

1.2 МЕСТНЫЕ ОТСОСЫ ОТКРЫТОГО ТИПА

Вытяжные зонты. По направлению движения выделений вредных веществ различают отсосы, расположенные соосно с  источником, и отсосы, расположенные сбоку от источника. К отсосам первого типа относятся вытяжные зонты, отсасывающие воронки и т. п. Зонты устанавливаются, как правило, над сосредоточенными источниками тепло- и влаговыделений, над источниками вредных веществ, выделяющихся вместе с теплотой. Применять зонты можно при незначительной подвижности воздуха в помещении, так как поток воздуха, направляемый под зонт, может отклоняться. Для обеспечения устойчивой работы зонтов их снабжают съемными или откидными фартуками с одной, двух или трех сторон и располагают на оси (плоскости) симметрии источника на минимально возможной высоте (рис. 1.2).

При конструировании зонт следует делать с центральным углом раскрытии не более 60 градусов приемным отверстием, перекрывающим (в плане) источник выделений вредных веществ. Размеры зонта в плане выбирают в зависимости от характера движения выделений вредных веществ для улавливания конвективных струй.

При наличии над источником выделений вредных веществ устойчивого струйного течения рекомендуется внутри зонта устанавливать коническую вставку, а по периметру корпуса устраивать кольцевой уступ (рис, 1,2, 5), Коническая вставка обеспечивает качественное соответствие профилей скоростей в приемном отверстии и в подтекающей струе. Действие всасывающего факела при этом сосредоточиваете к в центре течения, что увеличивает устойчивость струи по отношению к неорганизованным потокам в помещении. Кольцевой уступ позволяет достичь эффективного всасывания практически по всей площади приемного отверстия, так как вихревые зоны локализуются в уступах. В этом случае рекомендуются следующие соотношения размеров зонта.