Ürünün toplu yüklenmesi sırasında, ürünün yüklenme alanından taşıma kabına (kamyon, demiryolu arabası, silo veya gemi) düşmesi halinde ürünün içerdiğindeki tozu serbest bırakılabilir ve ortam havasını kirlenmesine yol açar. Bu toz yüklü hava, işçileri solunabilir toza maruz bırakabilir, ayrıca sıkıntılı toz problemleri oluşturabilir.
Toplu yükleme esnasında toz emiliminin şiddetini etkileyen bir dizi faktör aşağıdakileri kapsar:
- Ürün tipi ve boyutunun dağılımı,
- Ürünün nem içeriği,
- Yüklenecek ürünün hacmi ve yükleme hızı,
- Düşen mesafe,
- Rüzgar hızı ve yağmur gibi çevresel faktörler,
- Alıcı kabın fiziksel özellikleri vs.
İlk üç faktör, yüklenen ürünün özelliklerini gösterir buda süreç veya müşteri tarafından tanımlanabilir. Geçmişteki araştırmalar, daha büyük boyut dağılımlarının ve daha yüksek nem içeriğinin tipik olarak daha az solunabilir toz serbestleştirme ile sonuçlandığını göstermiştir. Genel bir kural olarak, ezilmiş bir ürüne nem eklemek için başlangıç noktası olarak ağırlığının yüzde 1’lik bir nem içeriğini önerilir.
Son üç faktör yükleme işleminin özelliklerini göstermektedir. Bu faktörlerin etkisini en aza indirgemek için mühendislik kontrolleri uygulanabilir. Örneğin, düşen mesafe azaltılabilir ve yüksek rüzgarlara karşı korunmak için fiziksel bariyerler kurulabilir.
Dökme ürün sektöründe uygulanan aşağıdaki toz kontrolleri bu yazımızda ele alınacaktır:
- Yükleme körükleri
- Toz Bastırma Haznesi,
- ve mahfazalar.
YÜKLEME KÖRÜKLERİ TOZSUZLAŞTIRMA
Yükleme körüğü ürünün bir fabrika / depolama kabından, ürünü nakletmek için kullanılacak olan araca aktarılması için tasarlanmıştır. Tipik olarak, bu püskürtme uçları, yüklenen araca kadar uzanabilir ve daha sonra, aracın yükleme istasyonundan uzaklaşması için geri çekilebilir. Birkaç yükleme körüğü üreticisi spesifikasyonunun bir incelemesi, bu çıkış ağzı yolculuğunun birkaç adım kadar küçük olabileceğini ve 25 metreye kadar uzayabildiğini göstermektedir. Şekil 1’de gösterildiği gibi, bu yükleme körükleri uzatılmış ve geriye uzanan bir dizi teleskopik kova veya boruyla donatılmıştır. Bu şekil aynı zamanda ağzının ağzın ürün transfer bölümünü içine alan bir dış kaplamaya sahip olduğunu göstermektedir. Bu dış örtü, ürünü öğelerden (yağmur, rüzgar vb.) korur ve kurtarılan tozu barındırmaya yardımcı olur.
Şekil 1. Teleskopik kovalar veya borular ve toz toplama yetenekleri ile tasarlanmış yükleme körüğü.
Yükleme uygulamasına bağlı olarak, ağzın boşaltma ucu, alıcı vasıtanın yükleme limanına karşı sızdırmazlık sağlamak üzere özel olarak tasarlanabilir. Çoğu zaman, ağız boşaltımı, kısmen içeri girip araç portuna sızdırmaz şekilde koni şeklinde yapılır. Şekil 2, kapalı bir araca yükleme esnasında toz emisyonlarını azaltmak üzere tasarlanan bu koni deşarj örneklerini göstermektedir. Araçta çoklu yükleme limanı varsa, araçtan tozun kurtulmasını en aza indirgemek için yükleme esnasında yalnızca bir tane liman açılmalıdır.
Boşaltma konisinin toz kontrol avantajlarını gerçekleştirmek için, yükleme sırasında havanın ortamdan dışarıya çıkma olasılığını en aza indirgemek için yükleme ağzı düzgün yerleştirilmelidir. Bu, mafsallı yükleme sistemleri kullanılarak başarılabilir. Bu sistemler, toz emilimini ve ürün dökülmesini en aza indirgeyen, ağız boşaltımının araç üstündeki optimum konumda olmasını sağlamak için yükleme ağzını yan yana doğru ve ileri ve geri hareket ettirebilir. Operatör, bu mafsallı yükleme sistemlerini, bir kontrol odasından veya yükleme yerine yakın bir istasyonundan kontrol edebilir. Şekil 3, mafsallı bir yükleme sisteminin şematik ve fotoğrafını göstermektedir.
Şekil 2. Toz boşaltımını en aza indirgemek için kapalı araçların yükleme limanına karşı sızdırmazlık sağlayacak şekilde tasarlanmış ağız boşaltma konileri yükleniyor.
Şekil 3. Mafsallı yükleme ağzı konumlandırıcı.
Açık araçlara yükleme yaparken, yükleme ağzının boşaltma ucu, tozun serbest kalmasını en aza indirgemek için ürün kazısına karşı mühürleyebilen bir etek veya önlük ile donatılabilir. Etekler genellikle kumaştan üretilir ve yüklenen malzeme oluştuğunda parçalanmaz. En etkili toz kontrolü için ve yükleme ağzının tıkanmasını önlemek için, yüklenen malzemenin yüksekliği arttıkça ağız ağzı konumunun periyodik olarak yükseltilmesi önemlidir. Bu prosedürü otomatikleştirmek için, yükleme ağızları, ağzından dikey olarak asılmış olan eğilme sensörleri ile donatılabilir. Yüklenen malzeme biriktikçe, bu sensörleri, yükleme ağzının otomatik yükselmesini etkinleştiren dikey yönlendirmelerinden (örneğin 15 derece veya daha fazla) hareket ettirir. Bu boşaltma etekleri ve eğim sensörlerine örnekler Şekil 4’te gösterilmektedir.
Şekil 4. Toz emisyonlarının azaltılmasına yardımcı olmak için yükleme körüklerinin boşaltma ucuna monte edilmiş etek (sarı kutuda) ve eğim sensörleri (kırmızı kutularda).
Toz Toplama Sistemleri ve Yükleme Salmastraları
Yükleme ağzından malzeme düştüğünde, hava akışı tetiklenmekte ve bu da ürünün serbest bıraktığı tozlara yol açabilmektedir. Düşen ürün araç tabanına veya daha önce yüklenmiş malzemeye çarptığında malzeme sıkıştırılır ve indüklenen hava sürüklenerek toz çıkarılır. Düşen mesafe arttıkça, indüklenen hava daha yüksek bir hızla uzaklaştırılarak daha fazla toz oluşur. Belirli bir hacim malzeme alıcı bir araca yüklendiğinde, araçta eşit miktarda hava yerinden çıkartılır, bu da serbest bırakılmış toz taşıyabilir.
Toplu yükleme esnasında yukarıdaki toz emisyonlarını gidermek için, ortak bir kontrol önlemi, yükleme ağzını bir kuru toz toplama sistemi ile donatmaktır. Bu toz toplama sistemleri, Şekil 1’de gösterildiği gibi, dış kılıf ve körükleri iç yükleme kısmı arasındaki halka bölgesindeki bölgede hava akışı oluşturmaktadır. Bu sistemler ayrıca havadaki tozları yakalamak için genellikle filtre kartuşlarını veya filtre torbaları kullanır. Sıkıştırılmış hava, periyodik olarak, yakalanan tozları kartuşlardan / torbadan çıkarmak için filtreleri / torbaları geri yıkamak için getirilir ve bu tozu ürün akışına döndürür. Toz toplama ünitesi, Şekil 1’deki solda gösterildiği gibi yükleme ağzından uzakta bulunabilir ve kanal ağzı vasıtasıyla yükleme ağzına bağlanabilir. Başka bir seçenek, toz toplama cihazını yükleme ağzının üst kısmına yerleştirmektir.
Şekil 1’de sağda gösterilen yükleme ağzı, içten filtre kartuşu sistemini ve yükleme ağzının tepesine monte edilen fanı göstermektedir. Çeşitli yükleme körüğü üreticilerinin spesifikasyonlarının gözden geçirilmesi, toz toplama sistemlerinin, egzozun nominal yükleme hacminin 1.8 aralığında değişen mevcut egzoz hava hacimleriyle sağlandığını göstermektedir. Ayrıca, egzoz hava akışı çok yüksekse, ürün toz toplama sistemine çekilebilir.
Basamaklı Yükleme Körüğü
Şekil 5, ürünün ağzından aşağı doğru düşmesini önleyen basamaklı konilerle tasarlanmış bir yükleme ağzının bir şematik ve fotoğrafını göstermektedir. Daha önce de belirtildiği gibi, serbest düşen ürün yükleme süreci sırasında toz içeri girmesini ve ortam havasına kurtulmasını sağlayabilir. Basamaklı yükleme körükleri, ürünün yükleme ağzından serbestçe düşmesine izin vermeyen eğik koniler dizisi ile tasarlanmıştır. Hedef, ürünün bir konardan diğerine düzgün şekilde aktarılmasına izin vererek ürün hızını ve hava akış hareketini tetiklemeyi en aza indirmektir. Başlangıçta ürünün bozunumunu azaltmak için tasarlanan basamaklama eyleminin, ürün hızını düşürerek ve kütle akışını artırarak toz emisyonlarını düşürme potansiyeli de bulunduğu düşünülmektedir. Ürünün kütle akışının geliştirilmesi, parçacıkların birbirleriyle daha fazla temas etmesini sağlar ve böylece küçük toz parçacıklarının havaya bırakılmasını azaltır. Bu tasarımlarda kullanılan birincil toz kontrol cihazları rüzgar örtüleri ve deşarj etekleri. Tipik olarak basamaklı yükleme boruları kuru toz toplama sistemleri ile donatılmamıştır. Yükleme ağzında, farklı ürün akış oranlarına uyacak şekilde koni boyutu, aralık ve eğim ayarlanır. Ayrıca, serbest düşen musluklar daha ürünle koniler arasında daha fazla temas olduğu için, koniler içerisinde aşınmaya dirençli astarlar sıklıkla kullanılmaktadır.
Şekil 5. Yükleme körüğü basamaklandır.
Toz Bastırma Bunkeri
Toplu yükleme esnasında toz emisyonlarını azaltmak için yapılabilecek bir başka değişiklik, Toz bastırma bunkerinin (TBB) kullanılmasıdır. TBB, ürün boşaltma noktasında bulunur ve ortam havasına karışmayı en aza indirgemek için yüklenen ürünün daha az yüzey alana sahip sağlam bir malzeme sütunu haline gelmesine yardımcı olmak için tasarlanmıştır. Hazne, önceden belirlenmiş bir miktar hazneye birikinceye kadar ürünün boşalmasını önlemek için altta bir merkezi fiş ile donatılmıştır. Tampon ve hazne arasındaki boşluk miktarını ayarlamak ve kontrol etmek için yaylar veya programlanabilir bir mantık denetleyicisi kullanılır. Malzeme, haznenin tepesine yüklenir ve hazne ile fiş arasında yeterli ağırlık kuvveti boşluğu oluşana kadar muhafaza edilir. Malzeme daha sonra serbestçe düşen konsolide edilmemiş bir akış yerine Şekil 6’da gösterildiği gibi hazneden daha katı bir kolondan akar. Bu genel süreç daha az toz çözümüyle sonuçlanır.
Şekil 6. Toz Bastırma Bunkeri, toz emilimini azaltmak için yükleme esnasında sağlam bir malzeme akışı yaratır.
Toplu yükleme esnasında tercih edilen toz kontrolü yöntemi tozun havaya girmesini önlemektir. Bununla birlikte, toz çevre havasına salınırsa, tozun çevredeki işçilerin nefes alanına erişmesini önlemek için gayret gösterilmelidir. Bu, toz üreten işlemi kapatarak veya işçiyi bir tozsuz alana kapatarak gerçekleştirilebilir. Bu yöntemlerin her ikisi de aşağıda tartışılacak ve resimlenecektir.
Kapalı Yükleme Alanları
Yükleme alanını kapatmanın amacı, havadaki tozları yakalamak ve yakalatmaktır; böylece yakınlardaki çalışanların solunum bölgesine erişemez veya çevreyi kirletemez. Tipik olarak, bu tip kontrol kamyon veya trenlerin yüklenmesi için kullanılacaktır. Aslında, yük oluştuğu anda üretilen tozu sınırlayan fiziksel bir bariyer inşa edilir. Bariyer, aynı zamanda, yüksek rüzgar hızları gibi çevresel faktörlerin etkisini en aza indirir. Bu bariyerler, araçların giriş ve çıkış noktalarında bir conta sağlamak için kullanılan esnek plastik sıyırma, kayış veya perde ile kalıcı duvarlar olabilir. Alternatif olarak, esnek plastik sıyırma veya perdeler, tüm muhafazayı Şekil 7’de gösterildiği gibi inşa etmek için kullanılabilir. Her iki durumda da, esnek maddenin ayrı parçaları, toz kaçışına karşı daha etkili bir bariyer sağlamak için birbiri üzerine binmelidir. Tozdan kaçmayı önlemek için muhafaza kuru bir toz toplama sistemi ile desteklenmelidir. Muhafazadan toz kaçtığı görülürse etkili bir sızdırmazlık muhafaza edilmediğini, egzoz hava miktarının yetersiz olduğunu veya her ikisinin de olmadığını gösterir.
Şekil 7. Toz içeren plastik şeritlerle çevrili demiryolu arabası yükleme alanı.
Aşağıda, personelin araç kasaya girmesine gerek kalmaması için yükleme işlemini ve yükleme alanını tasarlarken ele alınması gereken bazı konuların bir listesi verilmektedir.
- Araç kapakları muhafazanın dışına açılmalı ve kapatılmalıdır. Kameralar, toz oluşumunu ve dökülmesini en aza indirgemek için operatöre yükleme ağzını düzgün yerleştirmede yardımcı olması için monte edilebilir.
- Araç tamamen yüklendiğinde operatörü sinyal vermek veya otomatik olarak beslemeyi kapatmak için otomatik seviye algılama kiti takılmalıdır. Çeşitli sensör teknolojileri türleri mevcuttur ve eğim, basınç, kapasitans veya kızılötesi içerir. Bu otomasyon, operatörün, tozun oluşabileceği bölgeden daha uzak bir konumda olmasını sağlar.
- Yükleme ağzı, araç önceden belirlenmiş bir yüksekliğe yüklendikten sonra aracın ağız tamamen geri çekilmeden uzaklaşmasını sağlayarak otomatik olarak kaldırılabilir. Bu, yeterli boşluğun olmasını sağlar ve bir sonraki aracın yüklenmesinin başlatılması için gereken süreyi azaltır. Bu çabayı başarmak için seviye sensörleri ve limit anahtarları kullanılabilir. Bu otomasyon, operatörün bir kez daha, tozun oluşabileceği bölgeden daha uzak bir konumda olmasını sağlar.
- Yükleme sırasında ve serbest bırakılan tüm tozlar giderilinceye kadar, personelin kapalı alana girmesine izin verilmemelidir. Yükleme işlemi, personelin muhafazaya girmesine gerek kalmayacak şekilde tasarlanmalıdır. Personel muhafazaya girmeliyse, uygun solunum koruma sisteminin kullanılmasını sağlamak için muhafaza içindeki toz konsantrasyonları nicel olarak belirtilmelidir.
Operatör Kabinleri / Kontrol Odaları
Bir toz üretme operasyonuyla ilişkili bir işçiyi korumanın en etkili araçlarından biri, muhafazanın içine filtrelenmiş hava sağlayan bir kabin / kontrol odası kullanmak olabilir. Önceki araştırmalar, kapalı bölmelere yerleştirilen düzgün çalışan filtrasyon sistemlerinin solunabilir toz maruziyetlerinde% 90’dan fazla azalma sağlayabileceğini göstermiştir. Bu kabinlerin diğer bir avantajı, çalışma ortamını operatöre daha rahat bir hale getirmek için klima ve ısıtma sistemleri ile donatılabilmesidir. Şekil 8, bir fabrikada yük alanına bakan bir operatör kabini gösterir.
Toz kontrol mühendisliği açısından, hedef filtrelenmiş hava ile pozitif basınç altında yetkili bir operatör kabini sağlamaktır. Kabin içindeki olumlu basınç, kabin dışındaki tozların işyerinde sızıntı yapmasını ve işçi toz maruziyetinin ortaya çıkmasını önler.
Şekil 8. Yükleme alanının yakınında çevre kontrollü operatör kabini.