Разработка технологической части отделки стула СТД-1

По эксплуатационному назначению стул относится к бытовой мебели, по функциональному назначению - предназначен для работы сидя и кратковременного отдыха. Выполняя свою основную функцию, стулья в некоторой мере влияют на стилистическое решение помещения. Преимущества в её небольших размерах и удобности. Каркас стула изготовлен из массива древесины берёзы. Габаритные размеры стула 512Ч540Ч480(955) мм.

Основной вариант облицовывания и защитно-декоративных покрытий поверхностей представлен в таблице 1.1

Таблица 1.1 - Вид защитно-декоративных покрытий поверхностей изделия

Лаки - вещества, образующие на поверхности при высыхании твердую прозрачную защитную пленку. Они применяются тогда, когда необходимо получить прозрачное покрытие, сохранив эстетические свойства дерева и в то же время защитив его от воздействия внешних факторов.

Самой стойкой группой являются кислотно-отверждаемые лаки. Их рекомендуют использовать там, где к прочности покрытий предъявляются особые требования.

Лак Мерит Электра 50 «Tikkurila» - это двухкомпонентный лак кислотного отверждения, хорошо заполняет поры.

Отвечает требованиям норматива DIN 55 666, содержание формальдегида - ниже 0,12 мг / м³ воздуха.

Лак данной марки применяют при отделке мебели, дверей и других деревянных поверхностей. Особенно хорошо подходит для электростатического распыления.

Таблица 3.1 - Техническая характеристика лака Мерит Электра 50 «Tikkurila»

Такие средства для лакирования имеют две составляющие - лак и кислоту, соприкасаясь с которой лак твердеет.

Двухкомпонентные кислотно-отверждаемые лаки смешиваются с отвердителем в соотношении 10:1. Отвердитель содержит в себе кислоту, например, соляную, или органические кислоты.

Сразу после смешивания лака и отвердителя начинается каталитическая реакция. Отвердитель в ней нужен в качестве катализатора, инициирующего начало реакции. После нанесения слоя лака из образовавшейся пленки начинает улетучиваться растворитель. Молекулы связующего реагируют между собой и, распадаясь, выделяют формальдегид в качестве продукта конденсации. Отсюда и название реакции - реакция поликонденсации.

Лаки кислотного отверждения являются гибридными химически активными покрытиями, которые отверждаются в результате определенных химических реакций, а не исключительно в результате испарения растворителей. Лаки кислотного отверждения содержат смолы нитроцеллюлозы, но добавка КФ смол делает эти изделия намного более долговечными. Химическое отверждение начинается после добавления к смеси кислотного катализатора.

Техническими достоинствами кислотно-отверждаемых лаков являются их высокие адгезионные свойства, низкая чувствительность к перепадам температур и влажности воздуха в помещении. Эти лаки не капризны к инструментам: валику, шпателю, кисти, тампонам, краскопультам.

За счет использования карбамидных и формальдегидных смол в составе лака древесина окрашивается в светлые, естественные тона. В качестве растворителя для этих лаков всегда используются спирты, например, эталон (картофельный спирт).

К недостаткам известных лаков относится: низкая водостойкость получаемых на их основе покрытий, высокая токсичность, способность менять цвет изделия, едкий запах во время нанесения.

Работать с кислотным лаком нужно в хорошо проветриваемом помещении. В момент его нанесения необходимо следить, чтобы в соседнем помещении отсутствовали люди, не защищенные респираторами, т. к. возможно сильное раздражение слизистых оболочек.

Перед применением лак тщательно перемешать. Добавить отвердитель 2093 и перемешать. Разбавить до требуемой вязкости, дать смеси стабилизироваться полчаса и проверить вязкость снова. Для обычного распыления можно использовать разбавитель 1027 или 1033 и 10% по объему отвердителя 2098. Нельзя перемешивать в металлической таре а в пластмассовой, эмалированной или кислотостойкой стальной таре. Если остатки смеси используют на следующий день, добавить 100% по объему свежей смеси.

Окрашиваемые поверхности должны быть чистыми и сухими. Температура воздуха, окрашиваемой поверхности и лака должна быть выше 18 °С и относительная влажность воздуха - ниже 70%. При хранении не допускать замерзания.

Содержание летучих органических веществ составляет до 440 ± 20 г/л.

Охрана труда и техника безопасности:

Всегда следует внимательно изучить текст и предупредительные обозначения на этикетках на заводской таре. Более подробная информация об опасных компонентах и мерах безопасности приведена в паспорте техники безопасности, который по запросу можно получить у компании Tikkurila Coatings Oy.

Основные правила техники безопасности: избегать вдыхания паров и попадания лака на кожу. Обеспечить достаточную вентиляцию. Немедленно смывать брызги, попавшие на кожу. Брызги, попавшие в глаза, необходимо смыть чистой водой и, если раздражение не проходит, обратиться в медицинский центр.

3.1.2 Краситель на органической основе ХМ 8000

ХМ 8000 - концентраты морилок для окраски древесины на основе растворителя. Морилка представляет собой жидкий концентрат на основе органического растворителя. Она позволяет получать чистые, прозрачные, яркие цвета. Разбавляется морилка разбавителями DX 986(все цвета) или DT 452 (все цвета, кроме белого). При этом сушка составляет не более 10 минут, а поднятие ворса отсутствует. Степень разбавления варьируется от 1:3 до 1:30 в зависимости от желаемой насыщенности цвета. В качестве разбавителя можно также использовать обычную питьевую воду (для всех цветов, кроме S4, S6, S8). В этом случае, сушка займет больше времени.

Морилка ХМ 8000 хорошо подходит для эффекта подчеркивания текстуры древесины, хотя в сочетании со специальными связующими (ХХ 4130 в случае разбавления водой и XR 5015 при использовании разбавителя) можно получать выравнивающий эффект. Наносится распылением. Морилка представлена 16-ю базовыми цветами, смешивая которые можно получить неограниченную цветовую гамму.

Таблица 3.2 - Техническая характеристика красителя ХМ 8000

Общие свойства:

При применении они разводятся разнообразными растворителями (см. ниже) или водой, за исключением цветов S4, S6 и S8, которые совместимы только с растворителями. Скорость сушки, которая зависит от типа растворителя, обычно очень высока. Но она может быть повышена форсированной сушкой (обдувкой теплым воздухом или в ИК-камерах).

Таблица 3.3 - Возможное применение:

Нанесение слишком толстого слоя морилки (особенно белого цвета) может вызвать осложнения с адгезией последующих покрытий.

Недостатком красителя является тусклый цвет, плохая растворимость в воде, чувствительность к щелочным воздействиям, малая устойчивость к световому воздействию.

3.1.3 Грунтовка Целлонит Г 1010

Целлонит Г 1010 - нитроцеллюлозный быстрошлифуемый грунт, бесцветный.

Декоративные и защитные свойства покрытий в большей степени зависят от операции грунтования. При соответствующем подборе грунтовки можно не только улучшить адгезию, но и проявить текстуру древесины, снизить расход лаков и внутренние напряжения в покрытии.

Грунт применяется для открытопористой отделки массивной древесины и облицованных шпоном деталей. Покровное лакирование можно производить лаками кислотного отверждения. Не содержит формальдегида.

Таблица 3.4 - Характеристика грунта Целлонит Г1010

Очистка рабочих инструментов разбавителем 25 N, 31 N или V 0076.

Последующая обработка поверхности: шлифовка, перелакировка нитроцеллюлозными лаками (Целлонит), ПУ лаками (Контрацид), лаками кислотного отверждения (Мелацид).

Хранение: В оригинальной таре в сухом помещении, температура не выше 25°C, хранить максимум 12 месяцев.

На точность данных влияют многочисленные факторы в процессе непосредственного технологического применения и нанесения продукта пользователем, поэтому он не освобождается от необходимости собственных испытаний и проверок на месте.

3.2 Разработка структур защитно-декоративных покрытий

Под покрытием понимают внешний слой поверхности изделия из древесины, образованный лакокрасочными, полимерными, синтетическими материалами и пропиточными составами, которые выполняют защитно-декоративные свойства.

Для изделий мебели требования к лакокрасочным покрытиям регламентирует СТБ 1871-2008.

Слой или несколько слоёв на поверхности мебели, образованные лакокрасочными, синтетическими или полимерными облицовочными материалами и восковыми составами, предназначенные для защиты покрываемой поверхности от воздействия внешней среды и придания ей декоративного вида, называется защитно-декоративным покрытием.

Параметры, от которых зависит вид защитно-декоративных покрытий:

1. внешний вид и защитные свойства покрытий (тех. описание);

2. вид поверхности изделия, на котором создается ЗДП;

3. вид материала облицовки;

4. свойства отделочных материалов.

Структурная схема формирования прозрачного покрытия лаком Мерит Электра 50 «Tikkurila» на отделываемых поверхностях представлена на рис. 3.3.

Рисунок 3.3 ? Структурная схема формирования лакокрасочного покрытия

Вид защитно-декоративного покрытия - лак МЛ.Рл.1.П.Г.5.УХЛ4.

Метод нанесения - распыление:

1 - древесина берёзы;

2 - краситель ХМ 8000;

3 - грунтовка Целлонит Г 1010;

4,5 - лак Мерит Электра 50 «Tikkurila»

3.3 Расчет норм расхода основных и вспомогательных отделочных материалов на изделие

Расчет норм расхода отделочных материалов производится на основании карты технологического процесса отделки, размеров отделываемой поверхности, группы сложности поверхности, подгруппы и категории покрытия, норматива расхода ЛКМ для принятого способа нанесения. Нормы расхода определяют на все виды основных вспомогательных ЛКМ, используемых для создания защитно-декоративного покрытия. Норму расхода основных ЛКМ определяют в рабочем растворе и по составляющим их компонентам.

Расчет норм расхода ЛКМ выполняется в определенной последовательности.

Определяют площадь отделываемых поверхностей деталей по формуле:

где Si - площадь отделываемой поверхности, м2; l, b - длина и ширина отделываемой поверхности, мм; n - количество одноименных деталей, шт; m - количество отделываемых поверхностей в детали (сборочной единице), шт.

Определяют площадь отделываемой поверхности с идентичными конструкционными и технологическими признаками по формуле:

где Sf - площадь отделываемых поверхностей разноименных деталей с идентичными конструкционными и технологическими признаками (одной группы сложности), f=1,2,3,….k, где k - количество деталей одной группы сложности.

Результаты расчетов оформляют в виде таблицы “Расчет площадей отделываемых поверхностей”.

Расход данного ЛКМ рабочей вязкости и его компонентов - Ni определяют по формуле:

где Ni - удельная норма расхода данного ЛКМ.

Общий расход ЛКМ на изделие - N определяют по формуле:

где X - количество видов разноименных поверхностей деталей, отделываемых одним ЛКМ (х=1,2,3…r).

Результаты расчетов оформляют в виде таблицы “Расчет норм расхода ЛКМ”.

Таблица 3.5 - Расчет площадей отделываемых поверхностей деталей (пласти и кромки)

Таблица 3.6 - Расчет норм расхода шлифовальной шкурки

Таблица 3.7 - Расчет норм расхода лакокрасочных материалов (кромки и пласти)

Таблица 3.8 - Расчет норм расхода вспомогательных материалов

Таблица 3.9 - Расчет растворителей для промывки оборудования

Таблиц 3.10 - Сводная ведомость расчета основных и вспомогательных материалов на годовую программу выпуска продукции (годовая программа - 45 000 комплектов)

4.Технологический раздел

4.1 Разработка карт технологического процесса для каждого вида покрытия

В современных условиях производства изделий из древесины применение правильной технологии нанесения ЛКМ является одним из экономических факторов, влияющих на конкурентоспособность продукции.

Условиями создания ЗДП являются:

- температура воздуха в цехе - не ниже 18 ^оС;

- относительная влажность воздуха в цехе - не выше 70%.

Карта технологического процесса получения покрытия лаком Мерит Электра 50 «Tikkurila» 1-й категории качества методом электростатического распыления представлена в таблице 4.1.

Вид защитно-декоративного покрытия - лак МЛ.Рл.1.П.Г.5.УХЛ4.

Для получения заданного покрытия поставим последовательно две линии: линия подготовки поверхности стульев к отделке (проект 948-00-00 ВПКТИМ), затем линия лакирования стульев в электростатическом поле высокого напряжения А-242.

Структурная схема технологического процесса имеет следующий вид: удаление пыли > навеска стула на конвейер цепной > крашение (облив) > выдержка в парах растворителя > сушка > нанесение грунта > выдержка в парах растворителя > сушка> охлаждение > съём изделий с конвейера цепного > шлифование > удаление пыли > навеска стула на конвейер цепной > нанесение токопроводящего состава > сушка> 1-ое лакирование > устранение дефектов > сушка > 2-ое лакирование> устранение дефектов > сушка > съём изделий с конвейера цепного > охлаждение > контроль качества > устранение дефектов.

Таблица 4.1 - Карта технологического процесса получения покрытия лаком МЛ.Рл.1.П.Г.5.УХЛ4 методом электростатического распыления

4.2 Подбор и расчет потребного количества оборудования на годовую программу

В данном разделе курсового проекта по разработанным технологическим картам необходимо подобрать основное оборудование и рассчитать его производительность. Определить длину сушильных туннелей, рассчитать необходимое количество оборудования на выполнение годовой программы. стул отделка покрытие

Расчетное количество оборудования np для выполнения годовой программы определяется по выражению:

где Тг.п - потребное количество часов работы оборудования для выполнения годовой программы, ч; Тг.эф. - эффективный фонд работы оборудования в году, ч.

Потребное количество часов работы оборудования для выполнения годовой программы вычисляется по следующей формуле:

где Пг - годовая программа выпуска изделий, шт; Пч - часовая производительность оборудования, компл./ч.

Годовой эффективный фонд времени рассчитывается по формуле:

где В - количество выходных дней в расчетном году; П - количество праздничных дней в расчетном году; Р - количество дней в году, выделяемых на ремонт оборудования (для станков с ручной подачей - 2, с механической - 5, с конвейерной - 10); С - число рабочих смен; ? продолжительность смены, ч.

Тогда годовой эффективный фонд времени для станков:

-с ручной подачей

-с механической подачей

-с конвейерной подачей

Процент загрузки оборудования определяют по уравнению:

где nр - расчетное количество оборудования, округленное до ближайшего большего целого значения, шт.; nпр - принятое количество оборудования, шт.

Далее определяем производительность линии крашения и грунтования Проект 948-00-00 ВПКТИМ красителем ХМ 8000 и грунтовкой Целлонит Г 1010, состоящей из камеры облива, камеры выдержки в парах растворителя и конвективной сушильной камеры проходного типа.

Данная линия предназначена для нанесения на поверхность стульев красителей и грунтовочных составов.

В состав линии входят: конвейер цепной подвесной, кабина для нанесения красителя обливом, камера сушки конвекционная, кабина для нанесения грунтовки обливом, камера сушки грунтовки.

Скорость перемещения конвейера 0,7-2,4 м/мин, регулирование бесступенчатое. Расход пара составляет 0,54 т/ч. Установленная мощность 23,9 кВт.

Линию обслуживает 4 человека.

Производительность рассчитывается по конвективной сушильной камере проходного типа:

где U - скорость подачи, м/мин; Z - количество деталей на одной подвеске, шт; Кр и Км - соответственно коэффициенты использования рабочего и машинного времени (Кр=0,7, Км=0,6); n- количество деталей в комплекте, шт; m - число проходов деталей через линию; s - расстояния между подвесками (Вст+0,5).

Потребное количество часов работы линии для выполнения годовой программы:

Количество оборудования:

Принимаем к установке 1 линию крашения и грунтования Проект 948-00-00 ВПКТИМ.

Процент загрузки оборудования:

Линия лакирования А-242 стульев в электростатическом поле высокого напряжения.

Производительность линии лакирования лаком Мерит Электра 50 «Tikkurila», состоящей из кабины пневмораспыления и конвективной сушильной камеры:

где U - скорость подачи, м/мин; Z - количество деталей на одной подвеске, шт; Кр и Км - соответственно коэффициенты использования рабочего и машинного времени (Кр=0,7, Км=0,6); n- количество деталей в комплекте, шт; m - число проходов деталей через линию; s - расстояния между подвесками (Вст+0,5).

Потребное количество часов работы линии для выполнения годовой программы:

Количество оборудования:

Принимаем к установке 1 линию лакирования А-242.

Процент загрузки оборудования

Рассчитаем длину конвективных сушильных камер:

Длинна сушильных камер в линии крашения и грунтования:

Длинна сушильных камер в линии лакирования:

Количество деталей после линии крашения и грунтования определяем по следующей формуле:

где - часовая производительность линии, ком/ч; - коэффициент загрузки линии; - количество деталей в изделии, которые обрабатываются на данной линии, шт.

Производительность рабочего места:

Потребное количество часов работы рабочего места для выполнения годовой программы:

Количество мест для шлифования деталей находим по формуле (4.1):

Принимаем 1 рабочее место.

Процент загрузки рабочих

Количество бракованных деталей для линии крашения и грунтования определяем по следующей формуле:

где - часовая производительность линии, ком/ч; - коэффициент загрузки линии; - количество деталей в изделии, которые обрабатываются на данной линии, шт.

Производительность рабочего места:

Количество мест для устранения дефектов:

Принимаем 1 рабочее место.

Процент загрузки рабочих:

Таблица 4.2 - Сводная ведомость потребного количества оборудования для выполнения годовой производственной мощности

4.3 Разработка и описание технологической планировки цеха

Разработка технологической планировки (плана расположения оборудования и рабочих мест в цехе) является одной из наиболее ответственных работ при проектировании. От того, насколько удачно выполнена планировка, во многом зависит нормальная работа цеха и его участков.

Исходными данными для разработки планировки служат; карты технологического процесса, расчет потребного количества оборудования и рабочих мест, В зависимости от количества потоков выбирают ширину здания, она может быть 12, 18, 24, 30, 36 м или кратной этим значениям. Длину здания получают делением значения его производственной площади на ширину. Размеры здания по длине должны быть кратными 6 м. План здания вычерчивается с изображением основных строительных элементов в масштабе 1:100. Отдельно в принятом масштабе вычерчиваются также условные изображения принятого оборудования и рабочих мест (темплеты), которые располагаются на плане цеха в соответствии со схемой (картой) технологического процесса и действующими нормами проектирования.

При разработке планировки необходимо соблюдать следующие основные требования и правила: размещать оборудование и рабочие места в порядке последовательности выполнения технологических операций, не допуская возвратных и петлеобразных движений обрабатываемого материала, создающих встречные потоки; оборудование и рабочие места располагать по возможности так, чтобы материал для обработки поступал справа налево по отношению к работающему; предусмотрены удобства наладки оборудования, смены инструмента, обеспечена хоровая освещённость рабочего места; после участков с высокопроизводительным оборудованием необходимо предусматривать межоперационные запасы заготовок, а также места технологических выдержек; все основные внутрицеховые транспортные операции целесообразно производить с помощью приводных и неприводных конвейеров и траверсных тележек; расстояния между оборудованием, складочными местами и элементами здания должны быть не менее следующих значений: от стены до тыльной или боковой стороны станка - 600 мм; до продольной стороны складочного места - 1000 мм; между тыльными сторонами станков - 700 мм; ширина постоянных проходов, свободных от оборудования и коммуникаций, должна быть не менее 1000 мм, их количество определяется расположением технологического оборудования; ширина проездов при одностороннем движении транспорта - 2-3 м и двухстороннем - не менее 4 м; через каждые 50 м длины цеха должны быть предусмотрены поперечные проезды шириной 3-4 м и т.д.

Вспомогательные помещения размещают сообразуясь с производственным процессом. Например, лакоприготовительное отделение вблизи потребителей лакокрасочных материалов и т.п.

На планировке должны быть проставлены основные размеры плана здания, осуществлена привязка осей основного оборудования к колоннам или стенам здания и составлена спецификация технологического и транспортного оборудования.

В цех отделки с помощью электропогрузчика привозят стулья. Рабочиий вручную навешивает эти стулья на цепной конвейер линии крашения и грунтования 948-00-00

ВПКТИМ. Изделия подвешивают на высоте 400 мм от уровня пола под углом 20°.На конвейере, движущимся со скоростью 0,7 м/мин, изделия поступают в камеру 1, где стуйным обливом наносится краситель ХМ 8000. Краситель имеет вязкость по вискозиметру ВЗ-4 30 с, расход составляет 155 г/м2. После нанесения красителя, изделия в течение 1 минуты выдерживают в парах растворителя.

Далее изделия поступают в конвекционную сушильную камеру 2, где сушат 2 минуты при температуре 20 °С.

После этого изделия переносятся в камеру 1, где обливом наносят грунтовку Целлонит Г 1010 вязкостью по ВЗ-4 60 с, расход составляет 200 г/м3. Далее выдержка в парах растворителя. Данный слой грунтовки сушат в трёхходовой конвекционной камере 4 при температуре 45 °С в течение 20 мину. Охлаждаются изделия при перемещении на следующую позицию, всё так же двигаясь на подвесном конвейере, над которым установлен вытяжной зонт 5. Уже охлаждённые изделия рабочий вручную снимает с конвейера.

Далее стулья поступают на рабочее место, где их шлифуют вручную шлифовальной шкуркой №5.

Затем изделия поступают к линии лакирования А-242. Рабочиий вручную навешивает эти стулья на цепной конвейер линии. Изделия подвешивают на высоте 400 мм от уровня пола под углом 20°. На конвейере, движущимся со скоростью 1 м/мин, изделия поступают в камеру 7, где наносится токопроводящий состав (раствор алкомона в уайт-спирте). Данный состав имеет вязкость по вискозиметру ВЗ-4 50 с, расход составляет 40 г/м2. После нанесения красителя, изделия поступают в трёхходовую конвекционную камеру 8, сушка длится 20 минут при температуре 50°С. Подсушенные изделия поступают в камеру 9, где методом электрораспыления наносится первый слой лака Мерит Электра 50 «Tikkurila». При этом вязкость лака составляет 30 с (по ВЗ-4), а расход - 150 г/м2. Далее для устранения дефектов (непрокрашенных мест) стулья поступают в ремонтную распылительную кабину 10. После этого изделия выдерживаются при перемещении на следующую позицию, затем сушатся в конвекционной камере 20 минут при температуре 20 °С. Охлаждаются изделия в процессе движения на следующую позицию.

Для нанесения второго слоя лака данный цикл повторяют, а после охлаждения рабочий вручную снимает стулья с конвейера.

Далее визуально проводят контроль качества образцов, сравнивая их с эталоном. Стулья хорошего качества электропогрузчиком вывозят из цеха. Стулья, имеющие дефекты, переносят к рабочему месту 11, где их устраняют. Затем их также вывозят из цеха.

5.Мероприятия по охране труда и окружающей среды

5.1 Охрана труда

Выделение значительного количества паров растворителей, загрязняющих воздух рабочих помещений, является специфической особенностью процесса отделки лакокрасочными материалами. Выделяются пары растворителей при нанесении и сушке лакокрасочных покрытий, на операциях влажного шлифования и полирования.

Пары растворителей оказывают токсическое действие на организм человека. Токсическими свойствами обладает и пыль, образующаяся при сухом шлифовании древесины или сухих лакокрасочных покрытий. Для защиты здоровья рабочих, вентиляция в отделочных цехах должна обеспечивать такой воздухообмен, чтобы концентрация токсических газов, паров и пыли в воздухе не превышала предельно допустимые санитарные нормы.

Если на рабочих местах невозможно добиться концентрации паров в допустимых пределах, следует пользоваться респираторами и масками, защищающего рабочего от вредных паров растворителей и лакового тумана.

Воздух загрязненный лаковой пылью в распылительных камерах перед выбросом в атмосферу обязательно очищается.

Для предупреждения заболеваний кожи человека, применяются различные пасты для рук. В случаях работы с кислотами, и едкими щелочами, глаза рабочего должны быть защищены защитными очками, руки - резиновыми перчатками, одежда - фартуком.

Исключается совместное хранение перекисей и ускорителей для парафинсодержащих полиэфирных лаков.

Цеха отделки располагаются в одноэтажных зданиях или на верхних этажах. Все конструктивные элементы должны стоять из огнестойких материалов.

Все электродвигатели и аппаратура к ним должны быть взрывобезопасном исполнении, искусственное освещение также должно быть во взрывобезопасных светильниках.

Нагревательные приборы сушильных камер делают выносными с принудительной подачей воздуха. Наружная температура стенок сушильных камер не должна превышать 30?С.

В помещениях помимо пожарных кранов должны быть густопенные огнетушители, песок, асбестовые одеяла.

Особое внимание должно уделяться борьбе со статическим электричеством. Комплекс мероприятий по борьбе с ним включает замену горючих средств не горючими, заземление всего электропроводящего оборудования, обеспечение рабочих токопроводящей обувью, увеличение поверхностной проводимости диэлектриков, осуществление специальных мероприятий к конкретным условиям.

5.2 Охрана окружающей среды

В современном обществе резко возрастает роль промышленной экологии, призванной на основе оценке степени вреда, приносимого природе индустриализацией, разрабатывать и совершенствовать инженерно-технические средства защиты окружающей среды, развивать замкнутых, безотходных и малоотходных технологических циклов и производств.

5.2.1 Очистка воздуха от шлифовальной пыли

Для очистки воздуха от пыли, образующейся в результате шлифования лакокрасочных покрытий используется гидрофильтр.

Установка «Эковеста» - усовершенствованный гидрофильтр для очистки загрязненного воздуха, который благодаря новизне конструктивных решений, обеспечивает уникальный экранирующий эффект на пути загрязнителя в очищаемом воздухе. На рабочих поверхностях гидрофильтра (в пограничном слое) в результате взаимодействия жидкости и загрязненного воздуха получена идеальная среда для гашения скорости витания разнородных частиц, их каплеобразованию. Это позволяет с высокой эффективностью (до 99%) и высокой производительностью (30 000 куб.м/час и более при модульном решении) очищать полностью вентиляционные выбросы от любой технологической пыли, аэрозоли и некоторых газов.

Принцип действия гидрофильтра: для установки очистки воздуха «Эковеста» требуется емкость (бассейн) с целью накопления уловленного материала или загрязнителя. Гидрофильтр монтируется сверху на емкость. Грязный воздух затягивается (подается) через свободное пространство в бассейне, проходит ступени гидрофильтра для очистки воздуха и, очищенный, выбрасывается вытяжным вентилятором. Одновременно оборотная вода из емкости забирается циркуляционным насосом и подается в гидрофильтр для очистки воздуха. После взаимодействия с загрязнителем, вода сливается вместе с ним обратно в бассейн (накопитель) и этот цикл непрерывно повторяется.

Бассейн служит буферной емкостью для необходимого объема фильтрующего материала - технической воды, а так же для первичного накопления загрязнителя (шлама). Конструктивно бассейн имеет дно с уклоном под установкой очистки воздуха «Эковеста» и обводной канал для концентрации в нем шлама, тем самым, облегчая обслуживание самого бассейна.

Установки очистки воздуха «Эковеста», оснащенные дополнительным оборудованием, позволяют эффективно и глубоко очищать выбросы в помещениях промышленных предприятий и технологических корпусов: покрасочные камеры (окрасочные цеха), литейное (агломерационные фабрики, отходящие газопылевые потоки от литейных и термических печей), машиностроительное производство (участки механической обработки, дробе- и пескоструйные камеры), производство строительных материалов (системы производства и перегрузки сыпучих грузов, пневмотранспорт), нефтехимическое производство, участки пропарки цистерн, танк-контейнеров и емкостей для перевозки углеводородов, деревоперерабатывающее производство, мебельные фабрики, фармацевтическое производство и др.

Чем выше уровень загрязнения среды, тем эффективнее работает гидрофильтр очистки воздуха «Эковеста».

5.2.2 Очистка воздуха от паров растворителя

Установка относится к технике очистки газов от паров растворителей с переводом этих паров в конденсат, пригодный для дальнейшего применения по прямому назначению, и может быть использовано в машиностроении, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности.

Криогенная жидкость, например жидкий азот, подается через патрубок 28 непосредственно в контактный теплообменник 9, а через патрубок 8 в коллектор 7 и далее через тангенциальные выпускные отверстия 14 и каналы 16 в теплообменник и в пространство над кольцевым фильтром 12. Производится захолаживание установки. По окончании захолаживания и прекращения кипения криогенной жидкости в коллекторе прекращают подачу криогенной жидкости через патрубок 28, продолжая подачу через патрубок 8. Жидкость вытекает из коллектора с большой скоростью через тангенциальные выпускные отверстия 14 на кольцевую направляющую 15, растекается по ней и, частично разбрызгиваясь, закрученной кольцевой пеленой стекает на коническую обечайку 10, а по ней - в нижнюю часть камеры.

Подлежащий очистке газ через газовпуск 4 и завихритель 6 впускного патрубка 5 подают в контактный теплообменник 9, при этом происходит интенсивный теплообмен между потоком испаряющейся криогенной жидкости и закрученным завихрителем газовым потоком.

Происходит быстрая кристаллизация паров растворителя, содержащихся в потоке газа, образование суспензии из кристаллов растворителя в криогенной жидкости и аэрозоля из кристаллов растворителя в очищаемом газе и испаряющейся криогенной жидкости. Образовавшаяся в пристенном потоке жидкости суспензия стекает в нижнюю часть камеры, где криогенная жидкость продолжает испаряться, поддерживая внутри нее необходимую для исключения преждевременного плавления кристаллов растворителя температуру.

Поток аэрозоля, обтекая центральное тело 17, разворачивается сначала в сторону оси теплообменника, а затем вдоль нее. При этом кристаллики растворителя выносятся в приосевую зону.

При обтекании центрального тела с открытой снизу полостью 18, вследствие возникающего в ней из-за эжекции разрежения, формируется торообразный вихрь, в котором происходит сепарация кристалликов растворителя: более крупные выносятся в приосевую зону камеры, а более мелкие, рециркулируя, возвращаются в поток и служат центрами кристаллизации для не закристализовавшегося растворителя, что способствует укрупнению кристалликов.

Далее поток, проходя через завесу падающих капель суспензии и дополнительно очищаясь, разделяется. Одна часть, огибая край расширяющегося насадка 11, проходит через кольцевой фильтр 12 и отводится через газовыпускной патрубок 2. Другая часть, проходя через среднюю часть камеры и донный фильтр 20, отводится через дополнительный газовыпускной патрубок 21. При этом вихревое движение потока тормозится внутренними продольными ребрами 27, причем при обтекании ребер частицы дисперсии задерживаются ими.

Процесс контролируется при помощи термодатчиков 29 и манометров 30 и регулируется перемещением центрального тела 17 при помощи винтового привода 19 вдоль оси теплообменника.

При большой концентрации растворителя в газе центральное тело смещают вверх, увеличивая проходное сечение между ним и конической обечайкой 10 и увеличивая тем самым расход через теплообменник. Это увеличение расхода, в основном, компенсируется увеличением расхода криогенной жидкости, обеспечивающим отвод при ее испарении увеличенного тепла конденсации паров растворителя.

При уменьшении концентрации центральное тело смещают вниз, уменьшая проходное сечение и, соответственно, уменьшая расход криогенной жидкости.

При очистке газов с постоянной концентрацией растворителя в качестве средства перемещения центрального тела могут использоваться сменные прокладки, устанавливаемые при настройке, что упрощает конструкцию установки.

Кристаллизованный растворитель накапливается в камере 1 на донном фильтре 20 и на ребрах 27.

По окончании процесса очистки газа или при заполнении камеры 1 подачу очищаемого газа и криогенной жидкости прекращают, герметизируют камеру, включают греющий теплообменник 24 и уловленный кристаллизованный растворитель подвергают плавлению. Слив расплавленного растворителя производят через сливной патрубок 23.

5.2.3 Очистка сточных вод

Наиболее широко в процессах очистки сточных вод используется напорная флотация. Установка для напорной флотации включает насосы, эжекторы или компрессоры, напорный резервуар (сатуратор) для насыщения воды воздухом, флотационную камеру и оборудование для сбора и удаления пены с загрязнениями. Для повышения эффективности очистки предусматривают предварительную коагуляцию воды. Установку дополняют смесителями, камерами хлопьеобразования и др.

В сатураторе происходит растворение воздуха при давлении 0,3-0,5 МПа; во флотационной камере, которая работает при атмосферном давлении, происходит выделение растворенного воздуха и осуществляется процесс флотации. Таким образом, образование пузырьков газа происходит вследствие уменьшения растворимости воздуха в воде при снижении давления. При этом выделение газа из воды происходит непосредственно на частице.

Сатураторы.

а, б, г - с нижней подачей воды, б - с верхней подачей воды; 1 - корпус, 2 - поплавковое устройство для сброса нерастворившегося, 3 - указатель уровня воды, 4 - перегородки, 5 - мешалка