6.7  Гідрофільтри

Широко застосовуються в промисловості, особливо при вловлюванні аерозолів фарб, гідрофільтри, основними конструктивни­ми елементами яких є: зрошуваний повітровід, зрошувальні пристрої (переливні лотки, перфоровані труби чи форсунки), краплиновловлювач і відстійник. Харак­теристики гідрофільтра (ефективність вловлювання і аеродинамічний опір) залежать від конфігурації зрошувального пристрою.

Існують гідрофільтри різної конструкції, але найрозповсюд­женіші  форсункові,  каскадні  та  ударно-струминні. У форсун­ковому  гідро- фільтрі (рис. 6.22, а) повітровід, через який рухається забруднене пові­тря, обладнаний форсунками, які  подають дисперговану воду. Цей тип гі­дро­фільтра ефективний, але вимагає великих витрат води, тому що вико­рис­тання зворотної рідини вик­лючено.

Рисунок 6.22 – Схеми гідрофільтрів різних типів:
а) гідрофільтр форсунковий: 1 – форсунки; 2 – бункер; 3 – крап­ли­новловлювач;  б) каскадний гідрофільтр з подачею води через перфоровані труби: 1 – перфорована труба; 2 – бункер; 3 – крап­линовловлювач;  в), г) каскадні гідрофільтри з переливними лот­ками: 1 – переливні лотки; 2 – бу­нкер; д) ударно-струминний гідрофільтр: 1 – імпелярний канал; 2 – бу­нкер.

 

Каскадні гідрофільтри (рис. 6.22, б, в) вміщують у повітро­водах по­хилі лабіринти і перегородки. Вода подається через перфо­ровані труби на верхні перегородки і стікає на ті, які лежать нижче, ут­ворюючи водяні за­віси на шляху руху забрудненого повітря. В деяких типах каскадних фі­ль­трів перегородки виконані у вигляді лотків для збирання води (рис. 6.22, г). Вода подається у верх­ній лоток, а на шляху руху запиленого пові­тря утворюються водя­ні завіси при стіканні води з верхнього лотка нижній.

 

Конструкція каскадних гідрофільтрів допускає використання зворо­тної води, але її недоліком (особливо при подачі води через перфоровану трубу) є  нерівномірна водяна завіса, що по­нижує ефективність уловлю­вання аерозолів.

 

Максимальну ефективність вловлювання аерозолів і парів розчин­ників а також аерозолів фарби забезпечують ударно-струминні гідрофі­льтри (рис. 6.22, д). В той же час опір цих гідрофільтрів максималь­ний.

 

Повітровід цих гідрофільтрів має складну конфігурацію. Ае­розолі фарби осаджуються при дотику забрудненого повітря з по­верхнею рідини, яка знаходиться у нижній ємності, при русі через водяні завіси а також за рахунок дії коріолісових сил під час руху повітря  лабіринтом повітро­воду. Крім того, в деяких кон­струкціях осадження аерозолів відбувається за рахунок частково­го барботування через шар води.

 

Порівняльна характеристика гідрофільтрів різних типів на­ведена в табл. 6.6.

 

Тривала експлуатація гідрофільтрів приводить до забивання повітро­водних каналів і водоподавальих пристроїв шаром фарби. Це погіршує ха­рактеристику гідрофільтра, зменшує ефективність вловлювання і збільшу­ється аеродинамічний опір. Періодичне очищення забруднених поверхонь гідрофільтра не дозволяє отримати почат­кову ефективність і, крім того,   є  трудомістким процесом.

 

Для попередження забруднення внутрішніх поверхонь гідрофільтра у воду додають різні хімічні речовини: каустичну соду (10 кг на 1 м3 води), в тій же кількості емульгатор (емульсол, кальциновану чи каустичну соду, гексахлорофен). При вловлюванні аерозолів меламіноалкідних емалів ви­користовують агломерувальні добавки, г/л: NaOH – 4,35; Na2CO3 – 0,13; декстрин – 0,5. Приготовлений розчин завантажують у гідрофільтр
з розрахунку 0,1 мл на 1 л води.

 

З врахуванням організації завантажування і вивантажування пофар­бованих деталей приймається конструкція камери –  тупикова чи прохідна. Ширина камери Вк, мм, без гідрофільтра визначаєть­ся за формулою:
                  ,                                         (6.36)
де     Вд –  ширина деталі (виробу), мм;
         Вк –  відстань від деталі до стіни камери при поперечному відсмок-туванні, рівна 550 мм;
В1 –  те ж при нижньому відсмоктуванні –  1200…1500 мм;
В2  –  відстань від деталі до повітропромивного каналу 550 мм.

 

Таблиця 6.6 – Технічна характеристика гідрофільтрів

 

Довжину камери приймають рівною довжині гідрофільтра (2200, 3400 чи 4200 мм). Висота камери визначається як сума висоти деталі Нд, відстані від підлоги до низу деталі (800 мм) і відстань від верху деталі до стелі камери (1000мм).
Об’єм повітря Q, м3/год., що видаляється з камери з поперечним від­смоктуванням, повинен забезпечити певну швидкість у відкритому отворі камери:
                       ,                                         (6.39)
де    К –  коефіцієнт, який  враховує відсмоктування, рівний 1,15;
        V –  нормована швидкість у відкритому отворі (залежить від способу фарбування і складу лакофарбувального матеріалу), м/с;
        S –  площа відкритого отвору камери з врахуванням перекриття ви­робом, м2 ;
Площа S визначається як:
                                         (6.40)
Для камер з нижнім відсмоктуванням кількість повітря, що повинна забезпечити необхідні швидкості у відкритому отворі і швидкість в перерізі нижнього відсмоктувача не менша 0,5 …0,6 м/с, тобто
                  ,                                      (6.41)
де    Sп –  площа підлоги камери, м2;
При цьому Q не менше 3600V(S1+S2), де S1 і S2 – площі вхідного і вихідного перерізів.
Після розрахунку одержані значення порівнюють і для вибору гідро­фільтра приймають максимальне.
Знаючи необхідну кількість повітря для провітрювання камери, ви­бирають чи проектують гідрофільтр, для чого попередньо визначають його довжину і висоту. Ці розміри повинні забезпечити швидкість повітря в промивному каналі 5…6,5 м/с.
Технічні характеристики типових фарбувальних камер наведені в табл. 6.7.

 

Вінниця ВНТУ 2010