CC BY
18
3. ТЕХНОЛОГИ! ТА УСТАТКУВАННЯ Л1СОВИРОБНИЧОГО КОМПЛЕКСУ
УДК 674.05.055 Проф. В.В. Шостак, д-р техн. наук;
магктр Р.Р. Климаш - НЛТУ Украти, м. nbsis
ПЕРСПЕКТИВНА КОНСТРУКЦ1Я АСП1РАЦШНО1 СИСТЕМИ ПОВ1ТРООЧИЩЕННЯ НА ДЕРЕВООБРОБНИХ
шдприемствАх
Зроблено спробу розглянути B^OMi типи конструкцш астрацшних систем та показано 0CH0BHi i'x недолiки. Обгрунтовано перспективнiсть застосування децентра-лiзованоi астрацшно'1 системи з автономними вентиляторами. Окреслено основш напрямки дослщження роботи тако'1 системи.
Ключов1 слова: децентралiзована аспiрацiйна система, повiтроочищення, перспективы напрямки, запилешсть, кущова система, продуктившсть, тиск, станцiя очищення.
Prof. V.V. Shostak; master's degree R.R. Klymash - NUFWT of Ukraine, L'viv
A perspective construction of the aspiration system of airclearing at
woodworking enterprises
The known types of constructions of the aspiration systems was consided and their basic failings were shown. Perspective of application decentralizing aspiration system with autonomous ventilators were grounded. A basic directions of research of work of such system were outlined.
Keywords: decentralizing aspiration system, airclearing, perspective directions, a dust content, a sectional system, productivity, pressure, station clearing.
Деревообробне обладнання у процес роботи видшяе значну кшьюсть тирси та пилу. Так наприклад, максимальш викиди рейсмусового верстата СР-6 становлять 245 кг/год., в тому числ1 61,2 кг/год. пилу, викиди кругло-пильного верстата ЦДК4-2 122 кг/год., в тому числ1 9,7 кг/год. пилу. Тому важливою проблемою деревообробного шдприемства е своечасне видалення вщход1в вщ технолопчного обладнання. Перш1 конструкцп астрацшно-по-вггроочисних систем (АПС) вщом1 ще з минулого столггтя. Класифжащя су-часних конструкцш таких систем наведена в робот [1]. Незважаючи на широкий спектр розроблених конструкцш на шдприемствах деревообробноi га-луз^ використовуються здебшьшого найпростш1 АПС.
У цш статл зроблено спробу розглянути вщом1 типи конструкцш астрацшних систем i вибрати напрями для ix вдосконалення.
Найпростшими АПС, проте й найбшьш розповсюдженими е системи з постшними витратами повггря. Основними типами таких систем е асшра-цшна система з колектором у вигляд1 мапстрального повггропровода змшно-го перер1зу (рис. 1) та ушверсальна (кущова) асшрацшна система (рис. 2). Перша являе собою розгалужену систему пов1тропровод1в вщ декшькох вер-стат1в. У м1ру шд'еднання повггропровод1в до мапстрального колектора д1а-
метр останнього зростае. Надiйна робота такого обладнання супроводжуеться однаковими втратами тиску у вЫх повiтропроводах. При перестановщ, змiнi кiлькостi верстатiв, чи змш витрат повiтря аспiрацiйнi системи з мапстраль-ним повiтропроводом змiнного дiаметра не забезпечують надшно! роботи i вимагають реконструкци.
2 ~
Рис. 1. Асшрацшна система з олектором змтного перерЬу: 1 - стружкоприймач; 2 - маг1стралъний колектор змтного перерезу; 3 - трубопровод; 4 - циклон; 5 - вентилятор
Рис. 2. Утверсальна астрацшна система (кущова): 1 - стружкоприймач; 2 - вертикалъний зб1рник; 3 - повтропров1д; 4 - вентилятор; 5 - циклон
Широкого розповсюдження набули також спрощеш ушверсальш асш-рацшт системи (кущов^ (рис. 2). Така АПС вiдрiзняеться вщ попередньо! конструкцп тим, що замють мапстрального повiтропроводу вона мае верти-кальний збiрник "люстру". Тиск у вертикальному збiрнику розраховують за втратами тиску у вщгалуженш, що мае найбшьший гiдравлiчний опiр при мь шмально допустимiй швидкостi повiтря. Загальнi витрати повiтря у системi розраховуються постшними i максимальними на весь термш експлуатацп, незалежно вiд необхiдних витрат одночасно працюючих вiдсмоктувачiв.
Основним недолжом описаних вище систем е постшний характер роботи. 1х продуктившсть не залежить вiд кiлькостi працюючого, у даний момент, обладнання. Такий шдхщ до проектування системи асшраци е причиною значних перевитрат електроенерги на потреби видалення вiдходiв вiд технологiчного обладнання. Основною перевагою таких астрацшних систем е простота конструкцп та надшшсть.
У роботах [1, 2] обгрунтовано необхщшсть регулювання продуктивнос-тi астрацшно! системи i запропонованi конструкцп автоматично регульованих астрацшних систем (АРАС). Схему одше! з таких АРАС наведено на рис. 3.
Працюе АРАС з плавно регульованими витратами повггря таким чином: при включенш (виключенш) верстата одночасно вщкриваеться (закри-ваеться) керований його пусковим пристроем клапан 8 (рис. 3), що встанов-лений на вщгалуженш 9 даного верстату. При вщкриванш (закриванш) клапана мшяеться кiлькiсть повiтря, що поступае у колектор 12. Незб^ кшькосл
повггря, що вщсмоктуеться через трубопроводи-вiдгалуження вiдсмоктувачiв 6 верста™, приводить до змши статичного тиску (розрщження) у колекторi. Вентилятор транспортноУ установки працюе у стащонарному режимi. 1ндук-цiйний мембранний давач 1 (рис. 4), встановлений у колектор^ сприймае змь ну статичного тиску i посилае електричний сигнал, пропорцшний цiй змiнi, в електронний регулятор 2, який вмикае виконавчий мехашзм 3-5, та змшюе пе-редаточне вiдношення варiатора швидкостi 7 залежно вщ знаку сигналу вщпо-вiдно в одну чи другу сторону. Таким чином змшюеться частота обертання колеса вентилятора, а значить - його продуктивнють i тиск. Регулювання час-тоти обертання колеса вентилятора буде вщбуватися до того часу, поки продуктивнють його не буде дорiвнювати необхщним витратам повггря вщсмок-тувачiв одночасно працюючих верстатiв, а тиск у колекторi - рiвним задано-му. При цьому сигнал вщ давача не поступить i регулювання припиниться.
Рис. 4. Блок-схема системи автоматы чного регулювання частоты обертання вентилятора установки вiдбору повтря: 1 - тдукщйний мембранний
давач; 2 - електронний регулятор; 3 - утверсалъний
пускач виконавчого мехатзму; 4 - електродвигун виконавчого мехатзму; 5 - редуктор виконавчого мехатзму; 6 - електродвигун; 7 - варiатор швидкост^ 8 - вентилятор
Рис. 3. Автоматичнорегульована астрацшна система (АРАС):
1.15 - вентилятори; 2 - варiатор швидкост1;
3.16 - електродвигун; 5 - зворотний клапан;
6 - вiдсмоктувачi верстатiв; 7 - трубопровiд
установки в1дбору повтря; 8 - клапани прив1дт;
9 - в1дгалуження до в1дсмоктувач1в верстатiв;
10 - електронний регулятор; 11 - тдукцшний мембранний давач; 12 - колектор; 13 - трубопровiд транспортноИустановки; 14 - циклон
Наведена АРАС дае можливють плавного регулювання витрати повтря залежно вщ штенсивност роботи обладнання. Проте, зважаючи на необ-хщнють пщтримання транспортноУ швидкост у трубопроводi 13 (рис. 3), дь апазон регулювання продуктивност буде незначним. Для розширення дiапа-зону регулювання продуктивност необхщно пщвищувати швидюсть руху потоку у трубопроводi 13, що призведе до зростання гiдравлiчного опору системи та перевитрат електричноУ енерги на асшращю. Також важливим не-должом таких систем е складнють Ух конструкцш, малий ККД, а також висо-ка вартють.
84
Зб1рннк науково-техшчних праць
Шдсумовуючи наведене вище, доходимо до висновку, що необхщно розробити нову конструкцш асшрацшно-повггроочисно1" системи, яка б по-ряд 1з простотою конструкцп володша широким д1апазоном регулювання продуктивност та високою яюстю очищення асшрацшного повггря, для по-вернення його в цех. Роботу з розроблення тако1' конструкцп АПС варто роз-почати з узагальнення недолтв вщомих конструкцш та окреслення напрям1в ix усунення. Загалом основш недолжи бшьшосп вщомих конструкцш асшра-цшних систем можна описати таким чином.
1. 1снуючими конструкциями АПС не передбачено можливост повернення теплого очищеного повггря назад у цех в опалювальний перюд року. Унаслщок цього близько 80 % загально1 кшькосп тепла, що витра-чаеться на пвд^в виробничих цех1в, видаляеться в атмосферу з астра-щйним повггрям[3].
2. Для бшьшосп впроваджених у виробництво АПС характерним е пос-тшний режим роботи або вузький д1апазон регулювання продуктивности Оскшьки коефщент завантаження обладнання коливаеться в межах Кз = 0,38...0,78 [1], то у середньому близько половини електроенергп, що споживаеться для астраци обладнання, витрачаеться неефективно.
3. 1снуюч1 системи не допускають перемщення технолопчного обладнання, змши планування цеху, тдключення додаткового обладнання, змши технологи виробництва, встановлення нового обладнання з шшими аст-рацшними характеристиками [2].
4. Анал1з зам1р1в запиленост пилопов1тряно1 сум1ш1 в юнуючих системах показав, що Hi системи працюють 1з ваговою концентращею вщ 0,38 до 9,79 %. Середня енергомююсть астраци в1дход1в i очистки пов1тря ста-новить 328 МДж/тонну. У середньому 97,9 % електроенергп затра-чаеться на перемщення транспортуючого агента (повггря) i тшьки 2,1 % - на транспортування власне технолопчних в1дход1в [4].
У минулому десятирiччi на деревообробних пiдприемстваx (Коло-мийський ДОЗ, Днiпропетровський МК та ш.) будували централiзовану бага-тоступеневу станщю очищення аспiрацiйного повiтря, яка обслуговувала кiлька цеxiв одночасно. Свгговий досвiд (фiрми Kramer, Hocker Polytechnik та ш.) свiдчить про те, що бшьш доцiльно застосовувати невелик фiльтрувальнi станцii поблизу кожноi окремоi групи обладнання (цеху, дiльницi тощо). Найбшьш перспективною, на наш погляд, е схема двоступеневого очищення "фшьтрувальна станщя - внутрiцеxовi фiльтри доочищення". Така система дае змогу у теплий перюд року очищувати асшрацшне повггря у фшьтру-вальнiй станцп, пiсля чого викидати його в атмосферу. У холодний перюд року, шсля очищення фшьтрувальною станщею, повiтря подаеться на фiльтри доочищення, де концентращя пилу доводиться до рiвня ГДК, i подаеться у цех. Саме така схема очищення повинна застосовуватися у сучасних АПС на деревообробних шдприемствах.
Асшрацшна система повинна мати широкий спектр регулювання про-дуктивност для забезпечення ефективно!" роботи довшьно1" кшькост обладнання. Найбшьш перспективною, на нашу думку, е децентралiзована система з автономними вентиляторами, яка створена за принципом "один верстат -один вентилятор" [5]. Поблизу кожного верстата встановлюеться асшрацш-
ний вентилятор, система керування яким е зблокована з системою керування роботи верстату. Таким чином кожен вентилятор вмикаеться тод^ коли пра-цюе верстат, який вш обслуговуе. З врахуванням того, що очищення вщбу-ваеться у фшьтрувальнш станци, то навт при одному працюючому верстатi система буде працювати ефективно.
Рис. 5. Схема децентралЬовано'1 астрацшноХ системи на деревообробному тдприемствь ПП. Ткачик: 1 - вентилятори; 2 - очисна установка; 3 - установка повторного очищення
Загальна схема асшрацшно-повггроочишувально! системи, яка була розроблена на основi наведених вище мiркувань була виготовлена для приватного шдприемця Ткачика у с. П'ядики, Коломийського району (рис. 5). Як видно з рисунка, вентилятор 1 обслуговуе двьтри одинищ технолопчного об-ладнання. Асшроване повггря очищуеться в установщ з рукавними фшьтрами 2 i потрапляе в атмосферу. В опалювальний перюд року очищене повiтря по-вертаеться назад у цех, проходячи повторну очистку в очиснш установщ 3, що знаходиться в цеху. Сумарна споживана потужшсть електроенергп асш-рацшною системою становить близько 9,2 кВт/год. Впровадження тако! системи у нашому випадку дало змогу зменшити кiлькiсть споживано! електроенергп у 3,5 раза порiвняно з ушверсальною кущовою АПС, яка iснувала на шдприемсга ранiше.
Найбiльш близькою за конструкщею е аспiрацiйна система наведена у публжащях [3, 5, 6]. Для невеликих цехiв застосування пневмомехашчного колектора, як пропонуеться у таких ршеннях, вважаемо недоцiльним. Недо-лшом таких систем е те, що вони юнують в одиничних екземплярах i не про-водилися дослщження !х роботи, вивчення впливу окремих елеменпв на роботу системи загалом. Саме тому, на нашу думку, юнуе необхiднiсть у досль дженнi роботи децентралiзованоl асшрацшно! системи з автономними вентиляторами. Основш напрямки такого дослщження повиннi бути таю:
1. Вивчення впливу роботи рiзних за продуктивтстю та тиском вентилято-piB на роботу системи.
2. Побудова математично! моделi паралельно! роботи кшькох вентиляторiв.
3. Розроблення та дослщження рiзних конструкцiй елементiв системи (зво-ротнi клапани, крiплення вентилятора).
4. Комп'ютерне моделювання роботи астрацшно! системи.
5. Впровадження системи на деревообробних пiдприeмствах та узагальнен-ня побутового досвщу.
Лiтература
1. Ларионов В.А., Созинов В.П. Регулируемые системы аспирации в деревообрабатывающей промышленности. - М.: Лесн. пром-сть, 1989. - 240 с.
2. Козориз Г.Ф. Исследование цеховой универсальной пневмотранспортной системы с плавно регулируемой производительностью для деревообрабатывающих производств: Дис. ... канд. техн. наук: 05.06.02. - Льв1в: ЛЛУ, 1973.
3. Ляшеник А.В., Ляшеник В.Й., Климаш Р.Ф. Энергосберегающие аспирационно-воз-духоочистительные системы// Деревообрабатывающая пром-сть. - 1999,№ 5. - С. 30-31.
4. Кононенко В.А., Климаш Р.Ф., Ляшеник А.В., Ляшеник В.Й. Проблеми астрацл i газоочистки// Вюник iнж. акад. Украши. - 1996, № 1. - С. 18-21.
5. Пат. 21148А Украша, МПК6 И65053/28. Пневмотранспортна установка/ Климаш Р.Ф., Ляшеник А.В., Ляшеник В.Й. N97030909; Заявл. 04.03.1997; Опубл. 04.11.1997.
6. Ляшеник А.В. Обгрунтування параме^в фшьтрувального циклона для очищення аст-рацiйного повiтря вiд деревного пилу: Дис. ... канд. техн. наук: 05.05.07. - Львiв: НЛТУУ, 2005.
УДК 634.31 Проф. М.П. Мартинщв, д-р техн. наук; acnip. 1.В. Бичинюк -НЛТУ Украти, м. Rbeie; доц. Б.В. Сологуб, канд. техн. наук -
НУ "Львiвcькa nолiтехнiкa"
АНАЛ1З ОСОБЛИВОСТЕЙ РОБОТИ ТЯГОВО-НЕСНИХ КАНАТ1В П1ДВ1СНИХ УСТАНОВОК В ЗОН1 ПРОМ1ЖНИХ ОПОР
Наведено основы залежносп для розрахунку зусиль в тягово-несному канат та елементах опори. На основi виконаного аналiзу сформульовано рекомендацп для ви-бору параметрiв промiжиоi опори та швидкостi руху вантажу.
Prof. М.П. Martynciv; post-doctorate I.V. Bychynyuk - NUFWT of Ukraine, Lviv;
Assoc.prof. B.V. Solohub-NU "Lvivs'kaPolitekhnika"
Analysis of features of work of the suspended plants hauling-bearing cables in area of intermediate supports
Basic dependences are resulted for the calculation of efforts in a hauling-bearing cable and elements of support. On the basis of the executed analysis recommendations are formulated for the choice of parameters of intermediate support and velocity of movement of load.
Шдвюш канатш установки використовують в р1зних галузях промис-ловосл, а також для рекреацшного освоения прських лшв [1, 2]. Найбшьш небезпечними, з точки зору надшност та довгов1чносп основних елеменпв канатних установок, е пром1жш опори [3, 4]. Умови роботи та рекомендацп для вибору канат1в i конструкцш пром1жних опор для установок з нерухомим несним канатом наведено в багатьох роботах [5-7].
Залишаеться недостатньо дослщжена робота тягово-несних кана^в шдшсних люотранспортних установок, лижних витяпв i крюельних канатних
