هود غیرِ محصور
تفاوت اساسی بین هودهای محصور و غیر محصور این است که هودهای غیرِ محصور، آلاینده ها را در نقطه رهاشدن احاطه نمیکنند. آلاینده، بیرون از هود تولید میشود و باید به وسیله هود به دام افتد و اجازه داده نشود که به اتمسفر و محیط پخش شود.رایج ترین هودِ غیرمحصور،هود جوشکاریِ سیار است.
در هود غیر محصور،آلاینده در اثر عبور هوا از روی نقطه تولید به دام افتد. این حرکت هوا بوسیله فنِ مکنده ایجاد میشود که هوا را از کانالِ متصل به هود به سمتِ فن می کشد.این امر سبب ایجاد خلا جزیی در هود و در نهایت باعثِ به جریان انداختنِ هوا از بیرون هود میشود تا هوای کشیده شده به سیستمِ کانال کشی را جابجا کند.اگر آلاینده در مسیر هوایی که وارد میشود آزاد شود،به وسیله سیستم مکنده بدام خواهند افتاد.در بسیاری موارد،لزوم دسترسی به فرایند، استفاده از هودهای غیرمحصوررا ایجاب میکند، که ذاتا نسبت به هود محصور مطلوبیت کمتری دارند.در حضور هودهای محصور،آلاینده در هوای محیطِ کاری رها نمیشود، بلکه مستقیما به درون هود وارد میشود.فرایندِکاری باعث ایجاد آلاینده ها میشود و سیستم مکنده را می توان به عنوان یک سیستم بسته تصورکرد که اگر درست کار کند، کارگر هرگز در معرض آلاینده قرار نمیگیرد.
هودهای غیرِمحصور در مقایسه با چنین سیستم بسته ای بسیار ضعیف میباشند، زیرا آلاینده ابتدا در هوای اطرافِ فرایند رها میشود و سپس هوای حاوی آلاینده توسط سیستمِ مکنده بدام می افتد.
هودهای غیرمحصور به جریان های هوای خارجی که الگوهای جریان هوای بین نقطه ی رهاشدنِ آلاینده و هود مکنده را برهم میزنند، حساس میباشند.چنین جریانهایی همیشه وجود دارند،وقتی هیچ منبع حرکت هوای آشکاری وجود نداشته باشد،هر اتاقی حرکت های تصادفی هوا را با سرعت حداقل 30 تا 50 فوت بردقیقه تجربه میکند. در تاسیسات صنعتی که منابع متعددی از حرکت هوا وجود دارد جریانهای برشی شدید ممکن است عملکرد هودهای غیرمحصور را کاملا مختل کند.
هودهای غیرمحصور علاوه بر جریانهای برشی، مشکلات بیشتری هم دارند.به دلیل اینکه آلاینده ها در هوای اطرافِ فرایند،رها میشوند و سپس بدام میافتند و این امکان وجود دارد که کارگر در مسیر بین منبع آلاینده و هود قرار گیرد و قبل از اینکه آلاینده ها به دام افتند با آن مواجهه یابد.در این حالت حتی اگر هود صددرصدِ آلاینده های در حالِ رها شدن را هم بدام اندازد، کارگر هنوز با آلاینده مواجهه خواهد داشت.طراحیِ بهترِ هودِ مکنده برای این فرایند شاید هودِ شکافدار باشد، این هود یک الگوی جریان هوایی که از کنار منطقه تنفسی کارگر میگذرد ایجاد میکند.
هودهای دریافت کننده
هودهای دریافت کننده نوعی از هودهای غیرمحصور میباشند که از جنبه های مختلف فرایندِ تولید آلاینده بعنوانِ یک مزیت برای حرکتِ آلاینده از منبع تولید به سمتِ هود کمک میگیرند.
اگر آلاینده در جهت مطلوب و مورد نظر رها شود هودِمکنده در محلی قرار میگیرد که از این مزیت استفاده کند و آلاینده را دریافت کند.اغلبِ هودهای غیرِ محصور باید به بیرون دست اندازی کنند و آلاینده را به همراهِ هوای مکیده شده به سمتِ هود هدایت کنند،در هودهای دریافت کننده،آلاینده ها با هوای مکیده شده هم مسیر شده و وارد هود میشوند.
اندازه حرکتِ ذره و حرکتِ رو به بالای حرارتی،دو ویژگیِ آلاینده به هنگامِ تولید هستند که معمولاً در هودهای دریافت کننده بکار گرفته میشوند.
فرایندهای خاص مثلِ سنگ زنی، ذرات را به یک اندازه در هوا حرکت میدهد، هودهای مکنده ی سنگِ سمباده طوری طراحی شده اند که در هنگامی که ذرات به بیرون پرتاب میشوند آنها را متوقف کند.اگر نتوان هود را در مسیرِ حرکتِ ذره قرار داد،هدایتِ ذره بوسیله حرکتِ هوا به سمتِ هود بسیار مشکل است. جریانهای حرارتی می توانند نیروهای قوی باشند که آلاینده ها را به سمت بالا هدایت میکند، این عامل میتواند در طراحیِ هودهای مکنده برای جریانهای داغ مانند هودهای سایبانی سودمند باشند،در واقع فرایندِ داغ،یک جریانِ رو به بالای حرارتی ایجاد میکند که آلاینده را به سمتِ هود می برد. در این حالت هودِ سایبانی به عنوان یک هودِ دریافت کننده عمل میکند.
به طور خلاصه میتوان نتیجه گرفت استفاده از هودهای محصورکننده در هر زمان که امکانپذیر باشد، ارجحیت دارد.ایده ی اصلی در زمانِ طراحیِ یک سیستمِ مکنده ،استفاده از هودی است که تا حد امکان فرایندِ کاری را کاملا محصور کند و برای دسترسیِ ضروری توسط افراد و ورود مواد،سازگار باشد. در بسیاری از موارد، انتخاب هود و فرایندِ طراحی بر قضاوتِ مهندس و عقل سلیمِ طراحِ سیستمِ تهویه متکی است.
فرایندی که در حالِ تهویه است باید در هر زمان که ممکن است به راحتی مشاهده شود تا بتوان موارد لزومِ دسترسی توسط کارگر، انتقالِ مواد و تجهیزاتِ فرایندی را تعیین نمود.باید با کارگر مشورت نمود و همچنین باید اثرِ متقابلِ احتمالی بین سیستمِ مکنده ی پیشنهادی و فرایند ،موردِ بحث قرارگیرد.
پس یک هودِمکنده میتواند طوری طراحی شود که فرایند را تا حدامکان به طورِ کامل محصور کند،اما در عینِ حال از دیدِ کارگر بعنوانِ یک عاملِ مداخله کننده در عملکردِ کاریِ موثرِ او، محسوب نشود.
طراحی هود صنعتی بیرونی
همانطور که اشاره شد به طورِ ذاتی هود صنعتی غیرِمحصور بعنوانِ وسیله ی جمع آوریِ آلاینده ، مطلوبیتِ کمتری نسبت به هود صنعتی محصور دارد، زیرا این نوع هود صنعتی باید به بیرون دست یابد و هوای آلوده ی فراتر از مرزهای هود صنعتی را بدام اندازد.
طراحیِ این نوع هود صنعتی ( هود صنعتی بیرونی ) یک نکته بسیار مهم است.
بطور قطع طراحیِ نامناسب و ضعیفِ این نوع هود صنعتی این اطمینان را می دهد که بخش اعظمی از آلاینده ها به محیطِ کار راه یافته و سببِ مواجهه ی کارگر می شود.
در زیر به سه اصلِ مهم در طراحیِ هود صنعتی بیرونی اشاره میگردد:
الف-سرعتِ ربایشی که باید در نقطه ی آزاد شدنِ آلاینده ایجاد شود.
ب-جریان هوای درونِ هود صنعتی که برای ایجادِ سرعتِ ربایش در بیرون از هود صنعتی لازم است.
ج-شکلِ فیزیکی و محل خودِ هود صنعتی بیرونی.
تعیین سرعت ربایش هود صنعتی
سرعت ربایش هود صنعتی، سرعت هوای مورد نیاز در نقطه آزادشدنِ آلاینده به منظور دریافت و انتقال آلاینده به درون هود صنعتی مکنده تعریف می شود.
انتخاب سرعت ربایش مناسب در طراحی هود صنعتی غیرمحصور از اهمیت زیادی برخوردار است.سرعت هوای ایجاد شده توسط هود صنعتی غیر محصور بر مجموعه ای از الگوی جریان هوا که همیشه درنتیجه منابع حرکت هوا مثل جابجایی هوا،نشتی های پیرامونی و جریان هوای ایجاد شده توسط فرایند وجود دارد تاثیر می گذارد. برای غلبه بر الگوهای دیگر جریان هوا در نقطه آزادشدنِ آلاینده،سرعت ربایش باید به حد کافی بزرگ باشد بطوریکه جریان هوای برایند، از نقطه آزادسازی به سمت هود صنعتی مکنده باشد.
در غیاب کامل جریانهای عرضی،هر هود صنعتی غیرمحصورهمه آلاینده های رهاشده در نزدیکی خود را به دام می اندازد.عملکرد جریانهای عرضی و حرکت های دیگر هوا در محیط کاری عملکرد هود صنعتی غیرمحصور را تنزل می دهد و به ویژه طراحی آن را مشکل می سازد.
برای هر عملیاتی که مکش بر روی آن انجام میشود باید به منظور غلبه بر عملکرد الگوهای جریان خارجی پیش بینی شده یک سرعت ربایش انتخاب شود و بردار سرعت حاصل از آن را به هود مکنده هدایت کند.
عملکرد هود صنعتی غیرمحصور در حضور جریانهای عرضی موضوع تحقیقات زیادی میباشد.برای مثال فلاین و آلن بکر روشی را برای پیش بینی الگوهای جریان هوا به درون هودهای گرد فلنچ دار در حضور جریانهای عرضی ِ یکنواخت ایجاد کرده اند. منطقه اثر هود صنعتی توسط الگوی خطوط جریان هوای موجود تعریف می شود.آلاینده های رهاشده در ناحیه ای که خطوط جریان به سوی هود صنعتی حرکت می کنند توسط هوای مکیده شده به درون هود برده می شوند و به دام می افتند.آلاینده های رها شده در بیرون از این ناحیه از به دام افتادن می گریزند.درشرایط واقعی، زمانی که آلاینده به سمت هود حرکت میکند انتشار متلاطم بر روی آن اثر کرده و انتظار میرود که راندمان به دام اندازی از منحنی S شکل پیروی کند.
تعیین هواگذرِ هود صنعتی
در طراحی هود صنعتی غیرمحصور،انتخاب جریان هوای هود صنعتی می باشد که سرعت ربایش مطلوب را در دورترین نقطه تولید آلاینده مشخص خواهد کرد.برای انجام این کار،لازم است که الگوی جریان هوای موجود در اطراف هود صنعتی مکنده را بدانید.
مقایسه دمش و مکش هود صنعتی
یک نگاه کلی به الگوهای مختلفِ سرعت در هنگام سرعت در هنگام مکش و دمش هوا مشکلات مواجه شده در هنگام استفاده از هود صنعتی غیرمحصور در زمان دستیابی به بیرون و به دام اندازیِ آلاینده را نشان می دهد.
در ناحیه شکل گیری جریان متلاطم، سرعت در جلوی جت فن به صورت خطی کاهش می یابد.اثر جت فن هوا را در فواصل مختلفی از دهانه هود صنعتی می توان احساس کرد.
ملاحظات تئوری هوای مکیده شده
به منظور طراحی هود صنعتی به گونه ای که سرعت ربایش موردنظر را در مکان خاصی در جلوی هود داشته باشد باید ارتباط بین سرعت، دِبی هوا و فاصله از منبع شناخته شود.این ارتباط را می توان با در نظرگرفتن هودی با ابعاد بسیار کوچک بطوری که تبدیل به یک منبع نقطه ای مکنده شود به خوبی درک کرد،این منبع نقطه ای، هوا را در تمام جهات بطور یکسان خواهد کشید.
مکان و شکل هودهای غیرمحصور
یک اصل اساسی در ارتباط با شکل و مکان هود صنعتی غیرمحصور این است که تا حد امکان آنها را شبیه هود صنعتی غیرمحصور ساخت.همیشه محصور سازی کامل،یک طراحی قابل قبول است.انحراف از این حالت ایده آل توسط ملاحظات جهان واقعی ایجاد می شود،مانند کارگر یا دسترسی به مواد.
اغلب طراح باید از محصورسازی جزیی که مقدم بر هودهای صرفا غیرمحصور می باشد راضی باشد.مثال هایی از محصورسازیِ جزیی که به وفور یافت می شود می تواند به سادگی موانعی که در دو انتهای یک میز جوشکاری قرار دارند و یا به پیچیدگی یک هود صنعتی جانبی دو طرفه که در اطراف دستگاههای لرزش ریخته گری قرار دارد باشد.
محصورکردنِ جزییِ یک هود صنعتی غیرمحصور، اثرات جریان های عرضی را کاهش می دهد و جریان هوا را از نقطه تولید آلاینده به سمت هود صنعتی مکنده هدایت می کند.به اندازه ای که بتوان یک هود صنعتی غیرمحصور را بصورت جزیی محصور کرد، میزان جریان هوای مورد نیاز برای به دام اندازی آلاینده ها کاهش خواهد یافت.
جریان های حرارتی رو به بالا ناشی از منابع داغ
اصل زیربنایی در عملکرد هودهای دریافت کننده سایبانی، به دام اندازیِ جریان گرمای ایجاد شده توسط فرایند داغ می باشد، فرض می شود که در این جریان هوای داغ ،آلاینده وجود دارد،بنابراین به دام انداختن هوای انتقال یافته توسط اثر دودکشی یا هد حرارتی این اطمینان را می دهد که ربایش موثری از آلاینده ها صورت گرفته است.به عبارت دیگر هودهای سایبانی بکار رفته در فرایند سرد، یک هود صنعتی غیرمحصور محسوب می شوند زیرا آلاینده ها توسط هد حرارتی به درون هود هدایت نشده اند و آلاینده ها باید با ایجاد سرعت ربایش کافی به درون هود کشیده شوند.
برای فرایندهای در دمای اتاق سرد هود سایبانی را می توان بصورت یک اتاقک با ۴ دهانه باز به ابعاد xyکه فرایند را احاطه کرده است در نظر گرفت باید سرعت رو به داخل کافی در طول دهانه ایجاد شود تا اطمینان حاصل شود که آلاینده ها به داخل هود کشیده می شوند. آلاینده های رها شده توسط فرایندهای داغ توسط شناوری(رانش) گاز خروجی به درون هود هدایت می شوند جریان هوای خروجی مورد نیاز در این حالت تحت تاثیر میزان هوای داغ رها شده توسط فرایند می باشد.
طراحی و کاربرد هود صنعتی شکافدار برای فرایندهای داغ بسیار سخت تر از طراحی آنها برای منابع یا دمای اتاق می باشد که این امر به علت لزوم محاسبات سرعت ربایش مورد نیاز برای غلبه بر ستون جریان داغ است.
هود صنعتی جهت حوض های آبکاری
تعداد بسیاری از فرایندهای کار بر روی فلزات و پوشش دادنِ آنها به صنعت آبکاری مربوط می شوند. معمولا این نوع فرایندها در یک وانِ روباز انجام می شوند که به همین دلیل لازم است آلاینده های سمّی که بواسطه انجام فرایندِ مربوط،به راحتی در محیط پخش می شوند توسط یک سیستم تهویه ی موضعی توسط هود صنعتی کنترل شوند.
امروزه دو نوع هود صنعتی وجود دارد که به عنوان موثرترین روشِ کنترلِ الاینده های تولید شده توسط وان های روبازِ آبکاری محسوب می شوند، این هودها عبارتست از هود صنعتی محصورکننده و هود صنعتی جانبی.
انواع هود صنعتی محصورکننده برای بسیاری از فرایند ها و عملیات صنعتی بهترین گزینه هستند چرا که قادرند آلاینده های سمی را به شکل موثری با حداقل جریان هوا کنترل و مهار کنند.
هود صنعتی برای فرایند رنگ کاری
اسپری کردن(افشاندنِ رنگ) بوسیله اتُمیزه کردنِ هوا،منجر به مواجهه ی کارگران با بخارات اجزای قابل تبخیر کاتالیست و ماده حامل و میست رنگ شامل چسباننده ها، پُرکننده ها و رنگدانه ها می شود.
بکارگیریِ کنترل های مهندسی در مورد چنین فرایندهایی با استفاده از اتاقکهای تهویه ی اسپری رنگ، که در دسته محفظه هود صنعتی نیمه محصور قرار می گیرند، تکمیل می گردد.
از این اتاقکها معمولا برای کنترل سایر فرایندهای صنعتی شامل توزین و مخلوط کردنِ مواد شیمیایی،تمیزکاری با استفاده از حلالها و لعاب کاری هم استفاده می شود.
به علت استفاده ی زیاد از این اتاقکها، طراح باید آشناییِ کامل با انواع هودهای سیستمهای اسپری رنگ و کاربردهای آنها داشته باشد.
طراحی هود صنعتی فرایند رنگ کاری
بیش از ۲۴ شرکت صنعتی در امریکا وجود دارند که انواع هود صنعتی مربوط به عملیات اسپری رنگ را تولید می کنند.تولیدات این شرکتها محصولات متنوعی از جمله یونیت های کوچکِ رومیزی که به شکل گسترده ای در صنعت طلا و جواهرسازی استفاده می شود تا اتاقک هایی به اندازه یک اتاق واقعی که در رنگ کاریِ اتومبیلها و لوکوموتیوها مورد استفاده قرار می گیرند را در بر می گیرد.
هریک از این شرکتهای تولیدکننده هود صنعتی ،گروهی از انواع هود صنعتی استاندارد را با تعداد زیادی از امکانِ انتخاب و اعمالِ تغییرات در طراحی هود صنعتی تولید می کند.
انواع هود صنعتی به گونه ای طراحی شده اند که بتوانند جریانی از هوای پاک را از سمت کنار با یک توزیعِ یکنواخت ِ سرعت از روبروی هود صنعتی و از منطقه تنفسیِ کارگر برقرارکنند و بدین ترتیب تماس کارگر را با آلاینده های سمّیِ موجود در هوا به حداقل برسانند.
انواع هود صنعتی با جریانِ رو به پایین معمولا در صنایع سنگین برای رنگ کاری قطعات بزرگ و دارای شکل نامنظم مثل قطعات ریخته گری شده، اتومبیلها،کامیونها و لوکوموتیوهابکار گرفته می شوند.
اتاقکهای معمولی اسپری رنگ شامل محفظه ای با ورق های ضخیمِ فلزی هستند که یک طرفِ آن جهت ورود هوای پاک باز است.
در مواردی ممکن است مناطق بازی روی دیواره های جانبی یا بالای محفظه جهت ورود مستقیم قطعات به منطقه رنگ کاری در فضای داخلی محفظه وجود داشته باشد. این نوع طراحی بخصوص در مورد فرایندهای رنگ کاری خودکار و اتوماتیک از اهمیت ویژه ای برخوردار است.
باتوجه به این نکته بسیارمهم است که اندازه دهانه هود صنعتی به اندازه کافی بزرگ باشد تا قطعاتی که قرار است رنگ آمیزی شوند باعث بسته شدنِ دهانه هود صنعتی و سد کردنِ هوای ورودی که نتیجه آن کاراییِ پایین مکش هواست نشوند.
گاهی اوقات لازم است که برای نگه داشتن قطعات در هنگام رنگ کاری از وسایل نگه دارنده و یا میزها و صفحاتِ چرخان (برای رساندن رنگ به تمام قسمتهای قطعه مورد نظر) استفاده کرد.بنابراین ابعاد اتاقک باید به گونه ای باشد که فضای لازم برای چنین تجهیزاتی فراهم شود.
عمق اتاقک، نقشِ بسزایی در عملکردِ خوب هود صنعتی دارد، چرا که عمل مناسب با ایجاد یک پروفایل یکنواخت سرعت در مقابل هود صنعتی باعث مکش موثر آلاینده های هوا می شود.همچنین ممکن است بخشی از هوای فشرده ی حاویِ رنگ که از دهانه افشانه با فشار خارج می شود در برخورد با سطوح با فشار زیاد برگشت پیدا کند که اگر اتاقک عمق کافی را نداشته باشد قادر به گرفتن و مکش این موارد نخواهد بود.
بنابراین در چنین مواردی استفاده از اتاقکهای با عمق بیشتر به جمع آوری آلاینده های برگشت داده شده و پخش شده کمک خواهد کرد.
عمق هود صنعتی یکی از عناصر مهمِ طراحیِ هود صنعتی است.در یک اتاقک کم عمق،گردبادهای ایجاد شده در گوشه ها باعثِ نشت و پس زدنِ آلاینده به محیط اطراف هود صنعتی می شود.
پاک کنندگیِ هوای حاوی آلاینده در اتاقکهای اسپری رنگ معمولا به حذف سیستم های رنگ محدود می شود و توجه کمتری به حلالها مبذول می گردد.
