Требования к качеству воздушной среды, в том числе к чистоте воздуха, постоянно возрастают. В связи с этим необходимо целенаправленно разрабатывать и внедрять новые методы и более совершенное оборудование для очистки воздушных выбросов.
При разгрузке минеральных материалов в силосы выделяется много пыли, которую целесообразно отсасывать в верхней части силосных складов. При просушивании и нагревании песка и щебня выделяется большое количество пыли и несгораемых частиц жидкого топлива. Основными местами интенсивного пылевыделения является дымовая труба, загрузочная и разгрузочная коробки сушильного барабана, а также места загрузки, разгрузки, грохотания сухих минеральных материалов.
Комплексное решение указанных задач на предприятиях строительной индустрии, в горнорудной промышленности, в угледобывающей промышленности (при добыче угля открытым или закрытым (шахтным) методом) позволит обеспечить высокую эффективность очистки воздуха и защиту атмосферы от загрязнений пылью. Эффективность работы пылеулавливающих установок зависит от конструктивной схемы, взаимосвязи параметров, режима работы и основных характеристик и физико-механических свойств улавливаемых частиц пыли.
При загрузке накопительных бункеров самосвалами выделяется пыль от различных материалов, чтобы избежать превышения ПДК в прилежащей территории необходимо проводить обеспыливание при загрузке.
Рассмотрев возможные технические решения, основываясь на существующих конструкциях и выводах патентного обзора, мною разработана схема разгрузки самосвалов в бункер, совмещенная с системой обеспыливания, порядок и методика расчетов параметров системы для данной схемы.
Данная задача должна решаться в отношении следующих показателей:
а. устойчивый эффект обеспыливания;
б. минимальный аспирационный воздухообмен;
в. минимальный унос мелких фракций материала в аспирационную сеть;
г. компактность и малая металлоемкость.
Наибольшая эффективность работы аспирации достигается в том случае, когда пыль удаляется в месте образования. При этом аспирационный отсос должен устанавливаться в таком месте, чтобы в укрытии обеспечивалось равномерное разряжение.
Для предотвращения выбивания пыли из укрытий в них необходимо поддерживать разряжение. При проектировании аспирационных установок для удаления пыли, образующейся при падении порошкообразных и сыпучих грузов, важно иметь возможность предварительно рассчитать количество вытесняющегося объема пыли. Это необходимо для оценки технологического процесса по пылевому фактору и разработки мер по снижению пылеобразования.
Образование пыли происходит за счет вытеснения материалом и сопутствующим им воздухом масс воздуха находящихся в бункере поток воздуха выходящий из бункера проходя через массу материала захватывает мелкую фракцию за счет чего и образуется выброс пыли. Для предотвращения выброса пыли из бункера необходимо не позволять выходить этому потоку воздуха за пределы бункера. Конструктивное решение обеспыливания открытого бункера находится в тесной взаимосвязи с потребным аспирационным воздухообменом: чем ближе отсос к источнику, тем меньше расход удаляемого воздуха, и тем меньше габариты отсоса, что весьма важно. Поэтому для решения задачи в целом необходимо, знать расход воздуха, вовлекаемого в процесс динамического взаимодействия падающего сыпучего материала и воздуха. Эффективная локализация пылевыделений возможна лишь в том случае, если при конструировании локализующих устройств учитывается динамика формирования и развития запыленных потоков. Введение специальных конструктивных элементов в укрытия и отсосы дает возможность изменять структуру и направление воздушных потоков с целью облегчения решения задачи, повышать устойчивость происходящих в укрытиях процессов, уменьшать затраты на обеспыливание технологических узлов.
Рассматривая перегрузочный узел как участок аспирационной сети, следует определить круг задач, решением которых достигаются оптимальные показатели работы локализующих устройств.
Для этого необходимо удалить из бункера такой же объём воздуха, какой поступает вместе с материалом. Направив поток воздуха с пылью под козырек к вытяжному зонту, мы локализуем пылевыделение в пределах бункера, уменьшим количество аспирируемого воздуха и габариты конструкции. Удаление воздуха происходит за счет разрежения воздуха под навесом, вследствие чего поток пыли вместе с воздухом удаляется из бункера, не выходя за его пределы. Благодаря скругленной приемной стенки бункера, поток воздуха и пыли направляется под козырек к аспирационному зонту. Под козырьком постоянно создается разряжение при выгрузке, и весь поток пыли направляется по стенке и за счет давления к нему. Для исключения выхода пыли за пределы бункера так же помогает навес.
Достоинства: простота конструкции, возможность быстрой разгрузки, подходит для любого автомобиля, прочна, малая металлоёмкость.
Конструкция состоит из бункера с загнутой стенкой 3 для более эффективного направления воздуха под платформу, качающейся платформы 8, противовеса 7, шаринра 6,тягодувного устройства 2 и циклона 1.
При разгрузке материала из самосвала 5 происходит пылевыделение в окружающую среду, для уменьшения концентрации пыли, разработана следующая схема. Бункер с округлой стенкой для направления струи воздуха и пыли под платформу, туда же он стремится за счет разряжения под платформой, которое создано благодаря движению платформу вверх во время высыпания груза, аспирируемый воздух скапливается в полости под платформой ограждённой резиновыми брезентами 4, далее воздух отсасывается тягодувным устройством 2.
Рис. 1. Концепция схемы обеспыливания
Все это дает минимальную металлоёмкость, компактность, устойчивый эффект обеспыливания, пыль с воздухом не выходит за пределы бункера; минимальный аспирационный воздухообмен за счет нахождения вытяжки в самом бункере.
Для построения системы необходимо рассчитать объём аспирируемого воздуха, размеры воздуховодов, тягодувное устройство и очистные устройства сухого типа. Так как отсутствует методика расчета параметров всей системы аспирации для данной схемы.
Методика расчета расхода аспирируемого воздуха.
При выгрузке автосамосвалов, вагонеток и железнодорожных вагонов сыпучий материал падает в бункер, стенки которого не оказывают влияния на подсос воздуха в струю материала. Поэтому поток материала в данных условиях можно рассматривать как свободный. В этом случае расход аспирационного воздуха L определяют по выражению
,
Расход воздуха, увлекаемого падающим материалом, находится из выражения:
,
где vВ — скорость движения воздуха, м/с; F — площадь сечения падающего материала, м2.
Методика расчёта качающейся платформы.
Для качающейся платформы найдём объём аспирируемого воздуха через расход. Для этого умножаем нахождения габаритов расход воздуха на время высыпания материала из кузова.
Где v — объём аспирируемого воздуха; t — время высыпания материала из кузова, с.
Переходим от объёма к площади:
Где a — ширина платформы, м.
S — площадь сектора, 
Зная объём и площадь сектора находим длину платформы от края до точки качения.
Расчёт противовеса.
Для расчёта массы контргруза составляем уравнение равновесия. Находим сумму всех сил относительно точки O.
Где 
– масса порожнего самосвала, L – расстояние от центра тяжести машины до шарнира, 
– масса противовеса, N — расстояние от противовеса до шарнира.
Рис. 2.
Приравниваем уравнение к нулю.
Из получившегося уравнения выражаем массу противовеса.
На основе теоретических исследований с применением комплексного подхода к решению проблемы разработана основа создания высокоэффективной, надёжной и экономичной системы обеспыливания загрузки бункера при разгрузке самосвалов, предназначенная для защиты воздушной среды производственных помещений и промплощадок от выбросов пыли на участках погрузки-выгрузки сыпучих материалов.
Литература:
- Бобровников Н. А. Охрана воздушной среды от пыли на предприятиях строительной индустрии / Н. А. Бобровников. М.: Стройиздат, 1981. 99 с.
- Бобровников Н. А. Защита воздушной среды от пыли при выгрузке сыпучих материалов / Н. А. Бобровников // Водоснабжение и санитарная техника, 1977, № 7.
- Алиев Г. М.-А. Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов: справочник / Г.М.-А. Алиев. М.: Металлургия, 1986. 544 с.
- Расчёт и выбор пылеулавливающего оборудования: учебн. пособие / В. А. Горемыкин [и др.]; под ред. Ю. В. Красовицкого. Воронеж: Воронеж. гос. арх.- строит. акад., 2000. 326 с.
- Временные указания по расчету объёмов аспирационного воздуха от укрытий мест перегрузок при транспортировании пылящих материалов. А3–611. М.: Сантехпроект. 1973.
- Справочник по пыле- и золоулавливанию / под. ред. А. А. Русанова. М.: Энергоатомиздат, 1983. 312 с.
- Нейков О. Д. Аспирация при производстве порошковых материалов / О. Д. Нейков, И. Н Логачёв. М.: Металлургия, 1973.
