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A cura di Karen Wear, Responsabile di prodotto per Donaldson Torit
Per una vita utile del filtro e un risparmio energetico superiori
I primi sistemi di raccolta della polvere utilizzavano una filtrazione passiva per separare la polvere da diversi flussi d'aria. I filtri all'interno di un collettore si sono gradualmente caricati di polvere e, nel tempo, la caduta di pressione attraverso i setti filtranti è aumentata fino a creare tanta resistenza da far scendere il flusso d'aria attraverso il sistema al di sotto di un livello accettabile. È stato, quindi, necessario rimuovere i setti filtranti, smaltirli e pulire i setti filtranti installati per riportare il sistema alle condizioni operative originarie del flusso d'aria (i filtri puliti riportano un sistema a una condizione di caduta di pressione inferiore).
Un miglioramento chiave nella raccolta della polvere si è verificato quando è stata sviluppata la pulizia attiva per ricondizionare i setti filtranti rimasti nel collettore. Nel corso degli anni sono stati applicati vari metodi di pulizia attiva ai collettori di polveri, inclusi i metodi sia meccanici che ad aria inversa. Ogni metodo ha fornito la pulizia del filtro con vari gradi di successo. L'obiettivo di ciascun metodo era quello di rimuovere dalla superficie del filtro eventuali "torte di polvere" accumulatesi, riducendo in tal modo la caduta di pressione attraverso i filtri e prolungandone la vita utile, aumentando effettivamente il tempo tra le reali sostituzioni dei setti filtranti.
Pulizia meccanica
La pulizia meccanica è stata introdotta nell'industria sin dall'inizio come forma di pulizia attiva di bassa tecnologia. La pulizia meccanica ha comportato lo scuotimento dei filtri per rimuovere la torta di polvere accumulatasi. Questo metodo di pulizia ha permesso di rimuovere periodicamente una parte della polvere accumulata per prolungare la vita utile del filtro. I sistemi di pulizia meccanica (Figure 1 e 2) possono essere manuali (cioè una leva manuale o una leva a pedale per scuotere o piegare i filtri) o automatizzati (dispositivo motorizzato per scuotere o vibrare i filtri). Ciò rappresentava un miglioramento rispetto alla pulizia passiva, ma presentava ancora un'efficacia limitata, in quanto prevedeva che il flusso d'aria attraverso il sistema venisse interrotto prima di poterlo pulire. Con questo schema di spegnimento del collettore, la pulizia si classificava come un sistema intermittente, che avveniva solo quando il collettore di polveri era spento e tutti i filtri venivano puliti contemporaneamente. Il flusso d'aria nel sistema mostrerebbe, quindi, uno schema di minore caduta di pressione dopo la pulizia (aumento del flusso d'aria) e di un successivo nuovo aumento della caduta di pressione (riduzione del flusso d'aria). Nel complesso, le prestazioni del sistema di pulizia dipendevano molto dalla frequenza con la quale era possibile spegnere il collettore.
Pulizia con aria inversa
La pulizia ad aria inversa introduceva un flusso d'aria nella direzione opposta all'aria filtrata (Figura 3). Il flusso d'aria inverso penetrava nei setti filtranti dal lato pulito del filtro e staccava la torta di polvere dalla superficie esterna del filtro. Si adottavano diversi metodi per ottenere il flusso inverso, tra cui ventilatori e aria compressa.
I sistemi di pulizia di aria inversa, a bassa e media pressione, impiegavano solitamente una ventola in costante funzionamento, che spostava un grande volume di aria a bassa pressione nella direzione opposta al flusso d'aria filtrato (Figura 4). Durante il processo di pulizia, il flusso d'aria inverso soffiava la torta di polvere staccandola dalla superficie del setto filtrante.
Flusso d'aria normale
Ciclo di pulizia
Figura 4 - Ventola per l'aria inversa
In genere, la ventola per l'aria inversa era costantemente in funzione per pulire solo alcuni filtri in un dato momento. Questo metodo di pulizia produceva quello che era considerato un sistema di servizio continuo poiché non serviva spegnere il collettore di polveri durante l'effettivo processo di pulizia dei setti filtranti.
Pulizia a getto pulsato
Il metodo di pulizia più comune con aria inversa, attualmente utilizzata per molti collettori, si chiama "a getto pulsato". Questa tecnica di pulizia utilizza un flusso di aria inversa, che viene "pulsato" nella direzione opposta rispetto al flusso di aria filtrata. L'impulso dell'aria per la pulizia tende ad espandere i setti filtranti, disturbando meccanicamente la torta di polvere sul filtro e poi soffiandoci sopra per staccala dal filtro. La pressione dell'aria dell'impulso può variare da media (generalmente meno di 15 psig) a elevata (60-90 psig) in base al progetto dello specifico sistema di pulizia. (Figure 5 e 6) La pulizia a getto pulsato è molto efficace per la pulizia dei setti filtranti ed è anche considerata un sistema di servizio continuo.
La pulizia di servizio continuo o "in linea" offre il vantaggio di non interrompere il flusso d'aria principale durante il processo di pulizia, consentendo di mantenere in funzione il collettore di polveri durante l'effettivo ciclo di pulizia. Solo pochi filtri vengono puliti in un dato momento, sebbene il sistema alla fine pulirà tutti i filtri. Alcuni sistemi di pulizia resteranno in funzione il 100% delle tempo, come i sistemi ad aria inversa a bassa pressione. Altri dipendono dalle condizioni riscontrate del filtro (caduta di pressione) e non avvieranno il processo di pulizia fino a quando la caduta di pressione non raggiungerà uno specifico elevato set point. Nel tempo, con l'aumentare del carico di polvere sul setto filtrante, i sistemi di pulizia che dipendono dalla caduta di pressione possono iniziare a eseguire cicli di pulizia più costanti a causa di carichi di polvere più pesanti o dei filtri che stanno esaurendo la propria vita utile.
Figura 7 - Tubo di soffiaggio e Venturi
La pulizia a getto pulsato è stata perfezionata per anni al fine di ottimizzare l'efficacia del sistema di pulizia. Inizialmente, si orientava un impulso di aria compressa semplicemente ai filtri, e la maggiore forza dell'aria compressa aumentava il livello di pulizia rispetto a una ventola, in quanto un maggiore sferzata di energia spingeva più polvere staccandola dai setti filtranti. Questo processo è stato ulteriormente migliorato mediante l'aggiunta di un tubo di soffiaggio (ugello) o un tubo a getto nel plenum di aria pulita del collettore di polveri. Il tubo di soffiaggio è stato utilizzato per aiutare a concentrare o gestire l'energia a impulso per dirigerla verso il filtro.
Un altro miglioramento è stato aggiungere di un venturi nel plenum dell'aria pulita (Figura 7). Il Venturi influenzava il modo in cui l'aria compressa fluiva all'interno del lato pulito del collettore, il modo in cui l'aria seguiva l'impulso dell'aria di pulizia e il modo in cui l'aria per la pulizia passava nel lato pulito del filtro. Il Venturi dirigeva il flusso di aria compressa verso il filtro e ottimizzava il potere pulente.
Pulizia avanzata a energia di impulsi
Il metodo di energia a impulsi avanzata rappresenta il successivo progresso della pulizia a impulsi, introdotto per la prima volta con l'integrazione della tecnologia filtrante PowerCore®. L'elemento PowerCore è un pacco filtrante compatto, progettato in modo efficiente, che ha consentito il perfezionamento del sistema di pulizia a impulsi, offrendo come risultato un filtro in grado di gestire carichi pesanti e di recuperare in modo efficiente dai disturbi del sistema. Un modo di ottenerlo è stato attraverso un accumulatore di impulsi che modella l'aria compressa e un'energia degli impulsi ottimizzata che entra in contatto con il pacco filtrante senza limitare il flusso d'aria né sprecare energia (Figura 8). Un'altra tecnica consiste nel controllare e ottimizzare la direzione dell'aria compressa all'interno dei setti filtranti impiegando una progettazione di impulsi senza curvature. L'impulso scorre con la massima energia di pulizia in percorsi rettilinei attraverso il setto (Figura 9) permettendo alla polvere di ricevere facilmente gli impulsi dai canali scanalati.
Conclusione
Il passaggio dalla filtrazione passiva alla pulizia attiva nel settore della raccolta delle polveri ha prodotto una varietà di sistemi di pulizia utilizzati nei collettori di polveri. La pulizia in linea, la tecnologia a getto pulsato e i nuovi modelli di filtri PowerCore hanno condotto a migliori sistemi di pulizia. L'ottimizzazione della pulizia del filtro aumenta al massimo la vita utile del setto filtrante mentre riduce al minimo la quantità di energia necessaria a ottenere il miglior ciclo di pulizia possibile, una vera conquista per i proprietari e gli operatori addetti ai collettori di polvere! Se la tecnologia per la pulizia del tuo collettore non è efficace quanto dovrebbe, contatta il fabbricante di zona del collettore di polvere per saperne di più e iniziare a risparmiare.
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