CS218979B1 - Zařízení na kontinuální zřeďování aerosolu - Google Patents

Abstract

Zařízení na kontinuální zřeďování aerosolu pro jeho vyhodnocování počítačem částic se skládá ze směšovací komory s přívodem aerosolu a ze vzduchové komory s výtokem ředicího plynu do směšovací komory. Vzduchové komoře je předřazen vysokoúčinný filtr na filtraci části z celkového množství aerosolu přiváděného do zařízení. Toto zařízení umožňuje kontinuální zřeďování aerosolu o vyšších koncentracích pro účely vyhodnocování počítačem částic v provozních podmínkách.

Description

3 4 218919

Vynález se týká zařízení na kontinuálnízřeďování aerosolu pro jeho vyhodnocenípočítačem částic, které se skládá ze smě-šovací komory s přívodem aerosolu a vzdu-chové komory s výtokem ředicího plynu dosměšovací komory. V oblasti filtrace je třeba v provozníchpodmínkách vyhodnocovat aerosoly značněrozdílných koncentrací. Aerosoly o nižšíchkoncentracích lze rychle a přesně měřit po-čítači částic. Aerosoly o vyšších koncentra-cích, které již nelze počítači vyhodnocovat,se zpracovávají jinými metodami, většinougravimetricky. Nevýhoda použití těchto me-tod spočívá v tom, že jsou časově i ekono-micky náročnější. Kromě toho může při ne-zbytném určování odlučivosti filtru dochá-zet k nepřesnostem při použití dvou roz-dílných metod k stanovení koncentrace předa za zkoušeným filtrem.

Zařízení na kontinuální zřeďování aero-solu v komorovém provedení, jak je známoz popisu vynálezu k čs. autorskému osvěd-čení č. 211 306, umožňuje dosáhnout velmivysokých zředění, až 50 000, s velkou přes-ností. Vyžaduje však přívod vysoce filtrova-ného plynu a přesné měření stejnotlakostiaerosolové a vzduchové komory. Je protourčeno spíše pro přesná laboratorní měře-ní. Pro rozšíření měřicího rozsahu počítačůčástic směrem k vyšším koncentracím připrovozních měřeních postačuje ředění lOx,100 x, příp. 1000 x. Cílem vynálezu je umožnit kontinuálnízřeďování aerosolu o vyšších koncentracíchpro- jeho vyhodnocování počítačem částic vprovozních podmínkách.

Toho· se dosáhne zařízením podle vynále-zu, jehož podstata spočívá v tom, že vzdu-chové komoře je předřazen vysokoúčinnýfiltr, kterým je vedena část z celkovéhomnožství aerosolu přiváděného- do zařízení. Výhodou zařízení podle vynálezu je mož-nost odběru aerosolu přímo z okolního pro-storu. Je-li třeba odebírat malá množstvíaerosolu z určitého místa, použije se aero-solové komory, která v odnímatelném a vý-měnném provedení rozšiřuje použitelnostcelého zařízení. Další výhoda spočívá v tom,že odpadá samostatný přívod vysoce filtro-vaného plynu k ředění aerosolu, poněvadžse k tomuto účelu používá část z celkové-ho nasávaného množství po filtraci přímov zařízení. Dále je výhodné to, že není tře-ba provádět přesná měření stejnotlakostiaerosolové a vzduchové komory. Příklad provedení vynálezu je schematic-ky znázorněn na výkresech, kde obr. 1 jepodélný řez zařízením ha kontinuální zře-ďování aerosolu, obr. 2 značí ve dvou nasebe kolmých řezech odběrovou komoru,na obr. 3 je zapojení celého zařízení proměření vysoké koncentrace aerosolu v po-trubí.

Zařízení 1 podle obr. 1 se skládá z válco-vé směšovací komory 2, v jejíž podélné oseje proveden otvor 6 pro vstup aerosolu, ze vzduchové komory 3 propojené se směšo-vací komorou 2 otvory 7 v jejím pláštL az filtrační komory 4 s vysokoúčinným fil-trem 10. Pokud jde — jako v tomto příkla-du provedení — o odběr vzorku aerosoluz určitého místa, např. z potrubí, je zaříze-ní doplněno odnímatelnou aerosolovou ko-morou 5. K plášti 9 aerosolové komory 5je připojena výstupní hubice 8 aerosolu.Zařízení je dále vybaveno kontrolním ná-sadcem 11 ke kontrole odlučivosti a tlako-vé ztráty vysokoúčinného filtru 10.

Na obr. 2 je znázorněna odběrová komo-ra 12 určená k odběrům aerosolu ve vět-ším množství, než může být počítačem 18částic vyhodnoceno. Odběrová komora 12,která je pro tyto případy nasazena na zaří-zení 1 pro kontinuální zřeďování aerosolumísto odnímatelné aerosolové komory S, jeopatřena na vstupu vstupní hubicí 13 aero-solu a na výstupu hadicovým násadcem 14.K hadicovému násadci 14, kterým odcházívětšina aerosolu, je připojena hubice 13aerosolu, který protekl počítačem 18 čás-tic. V místě svého nejširšího průřezu je od-běrová komora 12 spojena se zařízením 1na kontinuální zřeďování aerosolu.

Pro vyhodnocování vysoké koncentraceaerosolu v potrubí počítačem 18 částic jecelé zařízení zapojeno takto: Sonda 17 u-místěná v potrubí 18 je propojena spojovacíhadicí s odběrovou komorou 12, nasazenouna zařízení 1 pro kontinuální zřeďováníaerosolu. Toto zařízení 1 je hadicovým ná-sadcem spojeno s odnímatelnou aerosolo-vou komorou 5 dalšího zařízení 1 pro kon-tinuální zřeďování aerosolu, které je umís-těno před počítačem 18 částic. Hubicí 1Sje do hadicového násadce 14 na výstupu zodběrové komory 12 zaústěna spojovací ha-dice z výstupu aerosolu z počítače 18 čás-tic. Mezi vývěvou 21, kterou je odsávánaerosol z potrubí 16, a měřičem 19 průtokuje umístěn škrticí prvek 20 k nastavovánípotřebného průtoku sondou 17.

Aerosol se do- směšovací komory 2 zaří-zení 1 na kontinuální zřeďování aerosolunasává otvorem 6 buď z okolního prostoru,nebo z odnímatelné aerosolové komory S.Část z celkového množství aerosolu přivá-děného do zařízení 1 se nasává do filtračníkomory 4, přes vysokoúčinný filtr 10 vstu-puje do vzduchové komory 3 a odtud otvo-ry 7 do směšovací komory 2 k ředění aero-solu. Tok aerosolu zajišťuje zdroj sání po-čítače 18 částic, spojeného ,se zařízením 1výstupní hubicí 8 aerosolu.

Kontrola odlučivosti a tlakové ztráty vy-sokoúčinného filtru 10 se provádí pomocíkontrolního násadce 11 s připojeným měři-čem tlakové diference, např. mikromano-metrem. Koeficient průniku by měl být provelikosti částic počítačem 18 částic registro-vatelné a pro průtočné množství počítačem18 částic nasávané alespoň 100 x nižší, nežje zřeďovací poměr. Při této kontrole by se 218979 značným zhoršením filtrační účinnosti pro-jevily jakékoliv netěsnosti zařízení 1 nakontinuáLní zřeďování aerosolu. Měřič tla-kové diference při kontrole správné funkcozařízení 1 registruje tlakovou ztrátu, vzni-kající průtokem aerosolu vysokoúčinnýmfiltrem 10. Tuto tlakovou ztrátu je třeba po-suzovat ve vztahu k celkové tlakové ztrátě,vznikající průtokem aerosolu zařízením 1.Vzhledem k požadavkům na přesnost mě-ření by tato tlaková ztráta u nezanešenéhovysokoúčinného filtru 10 neměla 'být vyššínež 1 % celkové tlakové ztráty na zařízení1 pro kontinuální zřeďování aerosolu. Z to-hoto vztahu a z průtočného množství aero-solu nasávaného přes zařízení 1 do počíta-če 18 částic lze pro zvolený druh materiáluvysokoúčinného filtru 19 určit filtrační rych-lost a celkovou potřebnou filtrační plochu.U daného příkladu provedení je tato fil-trační plocha 316,5 cm2, což při průtoku1,2 1. min’1 představuje filtrační rychlost0,06 cra.s"1. Tlakovou ztrátu je nutno ob-čas kontrolovat, poněvadž vlivem zanášenívysokoúčinného filtru 10 částicemi aeroso-lu ,se tlaková ztráta zvyšuje a podle nárokůna přesnost měření je třeba stanovit hrani-ci, při jejímž dosažení se musí vysokoúčin-ný filtr 10 vyměnit.

Ve směšovací komoře 2 probíhá inten-zívní promísení aerosolu s ředicím vzdu-chem a postupné zřeďování aerosolu. Připrůměru směšovací komory 2 = 7,5 mm,velikosti otvorů 7 = 0,6 mm, jejich minimál-ní vzájemné osové vzdálenosti = 2,3 mm,počtu 12 a průměru otvoru 6 pro vstupaerosolu = 0,2 mm dosahuje teoreticky zře-dění 108 x. V praxi však bude vlivem ne-přesností při výrobě zředění poněkud od-lišné. Zařízení 1 pro kontinuáLní zřeďováníaerosolu je proto nutno po zhotovení na-cejchovat, popř. upravit velikost otvorů 7v plášti směšovací komory 2 nebo otvoru 8pro vstup aerosolu, aby zředění vyhovova-lo požadavkům měření. Zředěný aerosol od-téká výstupní hubicí 8 do počítače 18 čás-tic, kde se vyhodnocuje. Při použití odběrové komory 12 před zře-ďováním při měřeních vyšších koncentracíaerosolu v potrubí vstupuje aerosol po prů-toku sondou do odběrové komory 12 vstup-ní hubicí 13. S postupně se rozšiřujícímprůřezem odběrové komory 12 se rychlostaerosolu postupně snižuje. Ve středu odbě-rové komory 12, kde se již její průřez ne-mění, dochází k ustálení rychlosti proudí-cího aerosolu. Jeho rychlost je v tomto mís-tě tak nízká, že lze považovat výtok aero-solu z odběrové komory 12 otvorem 6 provstup aerosolu do směšovací komory 2 za-řízení 1 na kontinuální zřeďování do smě-šovací komory 2 zařízení 1 na kontinuálnízřeďování aerosolu za výtok z klidného pro-středí. Část aerosolu z odběrové komory 12protéká kruhovou štěrbinou mezi odběro-vou komorou 12 a zařízením 1 na konti-nuální zřeďování aerosolu přes vysokoúčin- 8 ný filtr 18 ve (filtrační komoře 4 do vzdu-chové komory 3 a odtud otvory 7 do smě-šovací komory 2, kde se rozřeďuje aerosolnasávaný přímo do směšovací komory 2.Rozředěný aerosol proudí dál odběrovoukomorou 12, jejíž průřez se zmenšuje až khadicovému nástavci 14 na jeho výstupu,odkud se aerosol odsává vývevou 21. Pokudmá počítač 18 částic vyveden výstup vyhod-noceného aerosolu, je tento výstup spojenhadicí s hubicí 15 na výstupu z odběrovékomory 12. To znamená, že průtok měřenýza odběrovou komorou 12 ve směru prou-dění je totožný s množstvím aerosolu nasá-vaným v potrubí 10 sondou 17. Tím jsoumožná také měření koncentrace aerosoluv potrubích, kde je značný podtlak, poně-vadž zdroj sání počítače 18 částic překoná-vá jen tlakovou ztrátu zařízení 1 na kon-tinuální zřeďování aerosolu a vlastní tlako-vé ztráty, zatímco odsávání aerosolu son-dou z potrubí zajišťuje vývěva 21, napoje-ná na výstup z odběrové komory 12.

Odběrová komora 12 umožňuje rovněžměnit v určitém rozsahu množství aerosoluodebíraného sondou z potrubí, aniž by bylovlivněn výsledek měření. To má význampro měření koncentračního profilu v závis-losti na rychlostním profilu. Rychlost aero-solu při průtoku odběrovou komorou 12 ne-musí být konstantní, měla by být však asi10x nižší, než je výtokové rychlost aeroso-lu otvorem 8 do směšovací komory 2, kte-rá je prakticky stálá. Potom lze tento vý-tok považovat 'za výtok z klidného prostře-dí. Tak např. rychlost aerosolu nasávanéhootvorem 6 do směšovací komory 2 je 15 m/s.Rychlost aerosolu proudícího odběrovou ko-morou 12 by tedy neměla překročit 1,5 m/s.Měření však nebude nijak ovlivněno, bu-de-li tato rychlost nižší, např. 0.3 m/s. Toznamená, že průtočné množství aerosoluodebíraného sondou z potrubí, se může mě-nit v poměru 1:5 bez ovlivnění výsledkůměření. Při zapojení celého zařízení pro vyhod-nocování aerosolu o vysoké koncentraci po-dle obr. 3 ,se odebírá aerosol z potrubí 16sondou 17. Odebraný aerosol se přivádí doodběrové komory 12, odkud se část nasávápočítačem 18 částic pres dvě za sebou řa-zená zařízení 1 na. kontinuální zřeďováníaerosolu, Aerosol se po vyhodnocení počí-tačem 18 částic vrací za výstup z odběro-vé komory 12, kde je spolu s aerosolem zodběrové komory 12 odsáván vývěvou 21. Sériovým zařazením dvou zařízení 1 nakontinuální zřeďování aerosolu se dosáhnenásobného zředění. Takový postupný způ-sob ředění pomocí dvou zařízení 1 je prodocílení velkých zředění nezbytný. Zředěníjedním zařízením 1 je totiž velikostí otvoru6 pro vstup aerosolu, jehož nejmenší veli-kost je dána velikostí částic aerosolu a prů-točným množstvím, které nasává počítač 18částic. Pro uvedený příklad provedení září-

Claims (1)

1. 8 218979 7 zení 1 na kontinuální zřeďování aerosolupro počítač částic s průtokem 1,2 l.min"1nelze počítat s větším zředěním než 100 x.Průměr otvoru 6 pro vstup aerosolu je při- pRedmEt Zařízení na kontinuální zřeďování aero-solu pro jeho vyhodnocení počítačem čás-tic, které se skládá ze směšovací komorys přívodem aerosolu a vzduchové komory svýtokem ředicího plynu do směšovací ko- tom 0,2 mm, což ještě zaručuje, že se votvoru 6 nebudou usazovat částice aeroso-lu a nebude docházet ke změně disperzityaerosolu při zřeďování. VYNÁLEZU mory, vyznačující se tím, že vzduchové ko-moře (3) je předřazen vysokoúčinný filtr(10) pro vedení části z celkového množstvíaerosolu přiváděného do zařízení (1). 3 listy výkresů