Struttura e funzionamento del filtro a maniche: pro e contro + caratteristiche della sostituzione della manica filtrante

Indubbiamente, il rispetto delle norme ambientali è una condizione importante per il funzionamento sicuro e di successo di qualsiasi produzione. La purificazione dell'aria contaminata dai prodotti di lavorazione è un requisito fondamentale per le imprese minerarie, cementiere, chimiche, molitorie, metallurgiche e di altri settori, nelle cui attività si forma una grande quantità di polvere, fuliggine e altri microinquinanti.

Tuttavia, le moderne strutture di pulizia consentono di risolvere efficacemente il problema dell'eccessiva polverosità dell'aria: la struttura e il funzionamento del filtro a maniche sono proprio mirati alla rimozione delle particelle più piccole di sospensioni nocive. Dopo l'installazione di questo modulo, tutta la polvere e lo sporco si depositano sulle pareti del filtro, mentre nell'atmosfera viene rilasciata aria più leggera e priva di impurità.

In questo materiale esamineremo la struttura e i principi di funzionamento del filtro a maniche, conosceremo i metodi di autorigenerazione e sostituzione e sveleremo i vantaggi e gli svantaggi di questa struttura di pulizia.

Necessità di purificazione dell'aria nella produzione

La crisi ecologica sul pianeta peggiora ogni giorno. Le imprese produttive svolgono un ruolo tutt'altro che secondario: le perdite di sostanze chimiche, l'inquinamento dei corpi idrici con acque reflue e le emissioni di polvere hanno un impatto estremamente negativo sia sullo stato della natura che sulla salute delle persone.

Oltre al danno diretto per i lavoratori e i residenti che vivono vicino alla produzione, la polvere danneggia anche l'azienda stessa. Il deposito di polvere influisce negativamente sul funzionamento delle apparecchiature, peggiora le condizioni del sistema di ventilazione e degli scambiatori di calore. Questi fattori possono portare a una riduzione della qualità dei prodotti fabbricati e persino ad aumentarne i costi a causa di guasti e di un più rapido logorio dei macchinari utilizzati.

La soppressione della polvere nelle aziende viene organizzata con diversi metodi. Oltre alla cattura delle particelle sospese tramite filtri speciali, può essere utilizzato un sistema di nebulizzazione, grazie al quale le particelle di sporco si depositano insieme a microgocce d'acqua.

Ecco perché la cattura e la neutralizzazione di qualità della polvere sono una fase essenziale dell'intero processo tecnologico nella produzione. Il filtro a maniche svolge efficacemente i compiti assegnati e protegge non solo la natura e le persone, ma anche le attrezzature dell'azienda.

Come è strutturato e funziona il filtro a maniche?

L'apparecchiatura di purificazione con filtro a maniche può essere utilizzata sia come parte della ventilazione interna, che prevede il ritorno dell'aria purificata nell'ambiente, sia come sistema di completa purificazione dell'aria prima del suo rilascio nell'ambiente esterno.

Il filtro a maniche ha una struttura abbastanza semplice, composta da elementi principali:

• corpo per i gruppi filtranti;
• camere per aria pulita e aria sporca;
• tramoggia e supporto;
• valvola di ingresso attraverso cui passa la miscela d'aria;
• manica filtrante o complesso di maniche posizionate sul percorso dell'aria;
• valvola di uscita con regolatore di pressione che lascia passare il flusso purificato;
• sistema di rigenerazione del filtro che permette di pulire periodicamente la manica dalla polvere.

La struttura del dispositivo è progettata per il passaggio di una quantità piuttosto grande di aria o gas. I flussi, aspirati dalla valvola di ingresso, attraversano il sistema, lasciando particelle di polvere o fuliggine sulla superficie del filtro su base tessuta o non tessuta.

Nello schema sopra viene mostrato chiaramente la struttura del filtro a maniche e la direzione del passaggio dei flussi di aria sporca e purificata attraverso il sistema di purificazione dell'aria.

Il filtro può essere singolo, ma i complessi con una batteria di maniche rimangono più efficaci, poiché puliscono l'aria in modo più efficiente. Dopo la manica, l'aria trattata viene rilasciata attraverso una valvola di uscita dotata di automazione per la regolazione della pressione.

In pratica, la struttura svolge tre compiti principali:

• pulisce qualitativamente la miscela gas-aria dai contaminanti;
• assicura l'uniformità del carico di polvere;
• regola la quantità di aria in ingresso per la filtrazione.

La separazione delle particelle fini presenti nell'aria esausta permette di garantire la dovuta purezza del flusso emesso. Le particelle indesiderate vengono trattenute saldamente all'interno della manica, che si pulisce da sola durante la fase di rigenerazione.

Tipi principali di maniche filtranti

La scelta del filtro a maniche appropriato si basa sulle caratteristiche della produzione e sulla natura della polvere prodotta nel suo processo. I criteri principali su cui basarsi nella selezione di questa apparecchiatura sono la capacità dell'impianto e la profondità di pulizia dell'aria in ingresso. Gli altri parametri sono individuali: il loro grado di importanza dipende dalle condizioni produttive.

Ad esempio, la scelta del materiale di cui è composto il filtro dipende interamente dalle caratteristiche degli inquinanti polverosi che si generano durante la produzione.

N.1: Differenza per prestazioni dell'apparecchiatura

I filtri a maniche si dividono in due tipi principali: circolari e piatti. Il primo tipo è progettato per essere utilizzato in impianti con un elevato carico di polvere ed è in grado di far passare e pulire volumi d'aria considerevoli: oltre 100.000 m³ all'ora.

Tuttavia, l'utilizzo di apparecchiature così produttive richiede una fornitura aggiuntiva di aria compressa al sistema. I volumi di flusso possono raggiungere i 4000 litri al minuto.

Le maniche piatte hanno una produttività più modesta, ma hanno anche una struttura più compatta. Tali sistemi di pulizia sono adatti per officine con un carico di polvere ridotto.

N.2: Classificazione per tipo di installazione delle maniche

In base al tipo di installazione, i sistemi con filtri a maniche possono essere verticali o orizzontali. Questi ultimi sono più efficaci, poiché fanno passare una maggiore quantità di aria o gas.

Il percorso del flusso attraverso la manica è piuttosto lungo, quindi i pori del materiale filtrante catturano più inquinanti.

Le maniche si differenziano anche per forma: ellissoidali, cilindriche, rettangolari.

N.3: Varietà per materiale di fabbricazione

La classificazione e il principio di funzionamento del filtro a maniche sono influenzati anche dal materiale di cui è composto l'elemento filtrante. Spesso è realizzato in tessuto.

Il materiale di cui è composto il filtro a maniche influisce direttamente anche sulla resistenza all'usura dell'apparecchiatura. Alcuni tipi di tessuti sono meno soggetti a strappi e perdite di tenuta, il che consente una sostituzione del filtro meno frequente.

Possono essere materiali naturali come cotone o lana, oppure materiali sintetici:

• poliestere;
• fibra di vetro;
• poliammide;
• meta-aramide;
• politetrafluoroetilene;
• poliacrilonitrile, ecc.

La scelta del materiale della manica si basa sul tipo di produzione, sulle caratteristiche della miscela da filtrare, sulla dispersione e proprietà della polvere, sull'aggressività dell'ambiente.

Recentemente, i filtri non tessuti con una struttura più omogenea e microporosa sono particolarmente popolari, poiché grazie alla superficie fibrosa trattengono più inquinanti.

N.4: Classificazione per metodo di rigenerazione

Il metodo di recupero dei filtri può essere considerato un'ulteriore categoria di classificazione di questi dispositivi. La rigenerazione del gruppo maniche è una fase importante del funzionamento della struttura, pertanto merita particolare attenzione.

Il metodo più comune per la rigenerazione dei filtri a maniche è il soffiaggio a impulsi, come mostrato nello schema sopra. Tuttavia, questo metodo di pulizia non è adatto a tutti i tipi di produzione.

In pratica, la rigenerazione consiste nel processo di pulizia della manica dalla sporcizia accumulata.

La procedura può essere eseguita con diversi metodi, la cui scelta dipende dalla natura della polvere:

1. Pulizia a vibrazione, nel corso della quale la manica o la batteria di maniche vengono scosse intensamente, dopodiché le particelle di sporco cadono in un apposito contenitore per la successiva rimozione. Da questo, la polvere viene rimossa tramite il sistema di trasporto delle polveri: trasportatore a vite o pneumatico, tamburo rotante, catena raschiatrice, saracinesca o valvola a saracinesca.
2. Soffiaggio a impulsi o pulizia pneumatica. Il filtro viene sottoposto a soffiaggio a impulsi o pulizia pneumatica mediante un flusso d'aria inverso che espelle le microparticelle dai pori.
3. Pulizia combinata. La batteria o la singola manica vengono sottoposte a pulizia combinata, durante la quale il filtro viene scosso e investito da flussi di aria pulita.

La pulizia a vibrazione può avvenire non solo automaticamente: a volte il processo di rigenerazione viene eseguito manualmente tramite un'apposita maniglia e viene chiamato pulizia meccanica della manica.

Ma il più delle volte il processo di rigenerazione è automatizzato grazie a sensori di sporcizia che rilevano la quantità di sporco raccolto e determinano la pressione e la portata della manica. Se la pressione all'uscita del sistema diminuisce, il sensore avvia il processo di soffiaggio o il meccanismo di vibrazione.

La rigenerazione è sistematica e consente di prolungare significativamente la durata di vita del filtro a maniche. In media, il tempo di utilizzo dell'elemento filtrante può arrivare a tre anni.

Con un basso carico di polvere in ambiente non aggressivo su un piccolo reparto produttivo, il funzionamento completo del filtro a maniche può arrivare anche a cinque anni, dopo i quali sarà necessaria la sostituzione programmata.

Caratteristiche della sostituzione del filtro a maniche

Come l'installazione, la sostituzione dei filtri guasti viene effettuata sulla base della documentazione di progetto e delle condizioni in cui opera l'unità di pulizia.

Vengono presi in considerazione molti fattori chiave:

• carico di polvere;
• dispersione della polvere e sue qualità;
• caratteristiche dell'ambiente di lavoro;
• prestazioni del filtro stesso;
• luogo di installazione;
• profondità di pulizia della miscela, ecc.

Se nella batteria si guasta una sola manica, è possibile escluderla senza sostituirla. A tale scopo, il filtro viene otturato a livello della piastra tubiera. Non è necessario rimuovere il tubo di soffiaggio o il telaio.

La sostituzione del filtro a manicotto viene effettuata dopo il suo completo usuramento o la riduzione dell'efficienza di rigenerazione. Se nel materiale si formano fori passanti, la sostituzione può avvenire molto prima del termine previsto.

Se invece il gruppo richiede una sostituzione completa, è necessario eseguire le seguenti operazioni:

1. Chiudere le serrande all'ingresso e all'uscita del compartimento, se ciò è previsto dalle caratteristiche costruttive del sistema.
2. Attraverso il finestrino di ispezione, rimuovere il tubo di soffiaggio che porta al manicotto o alla batteria da sostituire.
3. Rimuovere il telaio del manicotto.
4. Rimuovere il manicotto dalla struttura. Può essere sollevato attraverso la griglia dei tubi o gettato nel contenitore della polvere. In quest'ultimo caso, il filtro dovrà essere rimosso dal compartimento attraverso il finestrino di ispezione.
5. Installare il nuovo manicotto in ordine inverso. Dopo il collegamento, fissare il telaio e collegare il tubo di soffiaggio.

Dopo le operazioni di sostituzione, è necessario effettuare un avvio di prova dell'apparecchiatura per verificarne il funzionamento.

È meglio affidare la sostituzione a un'azienda specializzata, i cui dipendenti abbiano competenze ed esperienza nella rimozione e installazione di filtri a manicotto.

Sul nostro sito è presente anche un articolo con istruzioni dettagliate per la sostituzione del filtro nella ventilazione di mandata.

Vantaggi e svantaggi dei dispositivi

Come qualsiasi altra apparecchiatura e sistema di depurazione, ad esempio l'aspirazione, il filtro a maniche ha le sue peculiarità operative, nel corso delle quali emergono i tipici vantaggi e svantaggi del sistema.

I vantaggi di questo tipo di complesso sono notevolmente maggiori degli svantaggi, pertanto i filtri a manicotto sono ampiamente utilizzati in vari settori produttivi.

L'installazione di un sistema di ventilazione con filtro a manicotto è adatta non solo per produzioni su larga scala e complesse, ad esempio nel settore metallurgico. Un simile sistema di filtrazione dell'aria è appropriato anche in piccoli laboratori per la produzione di mobili, lastre per pavimentazione e altro.

Tra i vantaggi innegabili dei filtri a manicotto si possono annoverare le seguenti caratteristiche:

1. La struttura è universale, quindi si integra facilmente nei sistemi di ventilazione e depurazione di diversi settori produttivi.
2. Il complesso con filtro a manicotto si inserisce facilmente in una linea tecnologica e richiede poco spazio per la sua installazione.
3. Il grado di pulizia della miscela gas-aria raggiunge il 90-99%, che è un valore estremamente elevato per un sistema di depurazione a secco.
4. La filtrazione avviene altrettanto efficacemente sia a temperature dell'aria estremamente basse che in ambienti riscaldati.
5. Il controllo del complesso è molto semplice e può essere completamente automatizzato.
6. La sostituzione programmata dei filtri a manicotto esausti viene effettuata ogni due o tre anni.

Oltre ai vantaggi, il filtro a manicotto presenta anche lievi svantaggi. Il principale è la necessità di fornire aria compressa quando si filtrano volumi d'aria superiori a 150 m³ all'ora.

Per alcuni tipi di produzione o condizioni di esercizio aggressive, potrebbero essere necessari filtri realizzati con materiali costosi, come fibra di vetro o meta-aramide, che sono più resistenti all'usura.

Nel sistema di ventilazione vengono utilizzati anche altri tipi di filtri. Maggiori dettagli sui sistemi di filtrazione aerei e a carbone sono stati trattati nel seguente materiale.

Conclusioni e video utili sull'argomento

La struttura e il principio di funzionamento del sistema di depurazione a filtro a maniche sono chiaramente mostrati nel video qui sotto.

Il processo di prova delle maniche e il meccanismo di pulizia dei filtri sono stati dimostrati dal produttore dell'apparecchiatura di depurazione.

Il filtro a maniche è uno dei metodi più semplici ed efficaci di pulizia a secco dell'aria da polveri di varia origine. Il sistema universale può essere integrato con successo in quasi tutti i processi tecnologici in cui vengono generati grandi volumi di mezzo filtrante, che richiedono la massima rimozione di sospensioni indesiderate. Le maniche sono abbastanza facili da sostituire e non richiedono manutenzione complessa o costosa. Pertanto, i proprietari di impianti produttivi dovrebbero assolutamente considerare questo tipo di depurazione dell'aria esausta.

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