Для улавливания мелкодисперсной взвеси широко используются циклонные рекуперационные системы. Это оборудование позволяет сократить потерю лакокрасочных материалов и вернуть в производственный цикл от 70 до 90 процентов неиспользованного порошка.
Принцип работы и устройство
Циклон соединен с камерой нанесения краски трубопроводом, в котором создается направленный поток воздуха, засасывающий неиспользованные частицы краски. Образуемый вентилятором разряжения воздушный поток несет полимерный порошок в направлении циклона со скоростью порядка 20 метров в секунду. Попадая внутрь конической, как правило вертикально ориентированной емкости, воздух с краской закручивается по спирали вдоль стенок.
Наиболее крупные и тяжелые частицы краски центробежной силой относит к внешнему краю потока и под воздействием силы тяжести осаждает на дне циклона, где располагается накопительная емкость. Отсюда собранная краска может быть возвращена в систему нанесения вручную, либо посредством эжектора.
В верхней части циклона находится канал для отвода воздуха, где устанавливается одна из возможных альтернатив:
- кассетный коллектор для дополнительной очистки;
- другое альтернативное решение – рукавный фильтр.
Это приспособление собирает часть не осевшей на дне краски более мелких фракций. В зависимости от конструкции установки и разновидности лакокрасочного материала здесь остается от 3 до 10 процентов, попадающего в бункер порошка. Периодически фильтрующие элементы коллектора освобождаются от скапливающегося налета, который сбрасывается в контейнер на дне отсека.
Краску из этой емкости использовать повторно не рекомендуется, а собранную на дне циклона – перед использованием лучше всего дополнительно просеять, чтобы исключить попадание зерен диаметром более 20 микрон и крупных твердых частиц пыли.
На выходе в помещение воздух еще раз проходит сквозь фильтры, на этот раз тонкой очистки. Это оборудование необходимо для окончательного удаления частиц порошка, превышающих в диаметре 0,3 мкм.
Преимущества метода, особенности проектирования и эксплуатации
Циклонная система рекуперации порошкообразной краски отличается способностью быстрого переключения работы между красками разного цвета: полимер не скапливается на стенках циклона, достаточно лишь опорожнить и почистить приемный контейнер.
Кажущаяся простота работы установки не должна вводить в заблуждение. Циклон является сложной пневмо-механической системой, каждый элемент которой требует точного расчета. Диаметр и высота корпуса, профиль и площадь отверстий входного и выходного каналов, падение давления потока в пределах установки, объем удерживаемого воздуха – далеко неполный список ключевых величин, влияющих на эффективность работы циклона и определяющих фракционный состав собранного лакокрасочного материала.
Чтобы оценить производительность циклона используется специальная величина - степень улавливания, которая определяется отношением объема накопленного установкой порошка к количеству поступившего.
Кроме того, согласно требованиям пожарной безопасности, в циклонной системе рекуперации необходимо наличие клапана взрывобезопасности, а также установка защитных регуляторов тяги.
Современные циклонные рекуператоры
Описанная выше схема циклонной установки – базовая и в настоящее время передовые решения, применяемые на производстве, отличаются рядом усовершенствований.
Дело в том, что установка классической компоновки не лишена ряда недостатков. Так при смене краски в транспортных трубопроводах, по которым воздушно-полимерная смесь поступает в конус циклона, могут оставаться частицы применяемого ранее порошка другого цвета, что снижает качество, формируемого покрытия.
Еще один недостаток – невысокий коэффициент рекуперации в ходе применения некоторых видов порошкообразных полимеров по сравнению с кассетно-модульными системами очистки. Для стандартных циклонов этот показатель колеблется в диапазоне от 70 до 90 процентов, тогда как конкурирующий способ рекуперации позволят предотвратить потерю от 90 до 97.
Поэтому в современных рекуператорах, основанных на принципах инерционно-гравитационного разделения, применяется параллельное расположение нескольких циклонов. Это позволяет использовать корпуса меньшего размера, таким образом, располагая агрегаты в непосредственной близости к камере нанесения краски и сводя к ничтожной величине длину трубопроводов. Улучшена в таких установках и эргономика обслуживания, благодаря чему в значительной степени облегчается очистка приемных контейнеров от порошка краски. Благодаря подобным изменениям конструкции почти полностью исключается риск перемешивания даже при частой смене вида и цвета красок, а эффективность рекуперации возрастает до 92 – 98 процентов.
Такая система удобна и в режиме непосредственной эксплуатации, обеспечивая более широкое поле для маневра. Благодаря наличию нескольких циклонов, отдельные контуры могут использоваться поочередно, каждый для своего вида краски, позволяя быстро переходить от одних цвета и разновидности полимера к другим.
Наибольшей эффективностью обладают циклонные рекуператоры, спроектированные под конкретные нужды с учетом имеющегося окрасочного оборудования и применяемых в производстве технологий. Например, автоматизированная линия для порошковой окраски и мелкосерийное производство предполагают кардинально отличающиеся решения. Непрофессионалу трудно разрешить трудности и проблемы сложной инженерной задачи, сопровождающие процесс разработки и строительства на всех этапах, начиная с расчета физико-механической составляющей системы и заканчивая сборкой конструкции и вводом объекта в эксплуатацию. Поэтому если в собственном штате нет специалистов нужного профиля, оптимальное решение – доверить работу по созданию рекуперационной системы профильной организации с достаточным опытом.
Читайте также о картриджных рекуператорах и их преимуществах по сравнению с циклонными.
