DE202006013800U1

DE202006013800U1 - Prüfstand zum Ermitteln des Partikel-Rückhaltevermögens von permeablen Schutzmaterialien und Messanordnung

Info

Publication number: DE202006013800U1
Application number: DE202006013800U
Authority: DE
Original assignee: Bundesrepublik Deutschland; Palas GmbH Partikel und Lasermesstechnik; Bundesministerium der Verteidigung
Current assignee: Palas GmbH Partikel und Lasermesstechnik
Priority date: 2006-09-08
Filing date: 2006-09-08
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2016-09-09

Abstract

Prüfstand zum Ermitteln des Partikel-Rückhaltevermögens von permeablen Schutzmaterialien für Schutzanzüge, mit folgenden Merkmalen:
a) der Prüfstand umfasst eine Messanordnung (30),
b) die Messanordnung (30) umfasst einen Einspannrahmen (35) und eine Messkammer (40),
c) der Einspannrahmen (35) weist Einspannmittel auf, mit denen eine flächige Probe (31) randseitig abgedichtet einspannbar ist,
d) der Einspannrahmen (35) weist bei eingespannter Probe (31) eine Probenanströmseite (32) und eine Probenrückseite (33) auf,
e) bei eingespannter Probe (31) schließt sich an die Probenrückseite (33) die Messkammer (40) an,
f) die Messkammer (40) weist ein zur Probenrückseite hin offenes Messkammergehäuse (45) auf,
g) das Messkammergehäuse (45) weist einen Abführungsstutzen (41) auf, über den ein Partikel-Messgerät (50) anschließbar ist,
h) das Messkammergehäuse (45) weist ferner einen Zuführungsstutzen (42) auf, über den gereinigte Luft zuführbar ist,
i) der Prüfstand weist einen Strömungskanal (25) auf, durch den im Versuchsbetrieb ein Luftstrom mit...

Description

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand zum Ermitteln des Partikel-Rückhaltevermögens von permeablen Schutzmaterialien für Schutzanzüge.
Ein bisheriger Prüfstand zum Ermitteln des Partikel-Rückhaltevermögens von ABC-Filtermaterialien weist folgende Merkmale auf:
Der Prüfstand umfasst einen Einspannrahmen, der Einspannmittel aufweist, mit denen ein flächiges ABC-Filtermaterial randseitig abgedichtet einspannbar ist. Der Einspannrahmen weist bei eingespannter Probe eine Probenanströmseite und eine Probenrückseite auf. Der Prüfstand weist einen Strömungskanal auf, durch den im Versuchsbetrieb ein Luftstrom mit einem eingestellten Gehalt an Partikeln strömt. Der Luftstrom mit den Partikeln simuliert eine giftige Aerosolwolke aus ABC-Kampfstoff. Im Versuchsbetrieb ist ferner der Einspannrahmen mit der eingespannten Probe so in den Strömungskanal eingebaut, dass der Luftstrom ausschließlich durch die Probe geleitet wird. Gemessen werden dann die Partikel in dem Luftstrom, nachdem die Probe durchströmt wurde.
Der Nachteil des bekannten Prüfstandes liegt darin, dass er für ABC-Filtermaterialien und nicht für permeable Schutzmaterialien für Schutzanzüge konzipiert ist. Würde man mit dem bekannten Prüfstand permeable Schutzmaterialien für Schutzanzüge untersuchen, wären die ermittelten Werte weniger aussagekräftig in Bezug auf den tatsächlichen Einsatz der Schutzanzüge. Denn das permeable Schutzmaterial wird im Einsatzfall nicht mit hohem Druck durchströmt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen Prüfstand zum Ermitteln des Partikel-Rückhaltevermögens von permeablen Schutzmaterialien für Schutzanzüge so auszubilden, dass ein stärkerer Bezug zur wirklichen Belastung erzielt wird. Ferner besteht die Aufgabe darin, eine Messanordnung für einen Prüfstand zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Prüfstand mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst, ferner durch eine Messanordnung nach Anspruch 4.
Der Prüfstand umfasst eine Messanordnung, die wiederum einen Einspannrahmen und eine Messkammer umfasst. Der Einspannrahmen weist Einspannmittel auf, mit denen eine flächige Probe randseitig abgedichtet einspannbar ist. Der Einspannrahmen weist bei eingespannter Probe eine Probenanströmseite und eine Probenrückseite auf. Bei eingespannter Probe schließt sich an die Probenrückseite die Messkammer an. Die Messkammer weist ein zur Probenrückseite hin offenes Messkammergehäuse auf. Das Messkammergehäuse weist einen Abführungsstutzen auf, über den ein Partikel-Messgerät anschließbar ist. Das Partikel-Messgerät saugt Luft aus der Messkammer und bestimmt den Gehalt an Partikeln. Der gemessene Gehalt an Partikeln entspricht dem Wert der Durchlässigkeit der Probe aus permeablen Schutzmaterialengegenüber Partikeln. Die Messkammer weist ferner einen Zuführungsstutzen auf, über den gereinigte Luft zugeführt wird. Hierdurch stellt man den Wert des Unterdrucks in der Messkammer ein und gleicht den Luftstrom aus, der aus der Messkammer abgeführt und dem Partikel-Messgerät zugeführt wird. Im Versuchsbetrieb ist die Messanordnung in den Strömungskanal eingebaut. Ferner weist der Prüfstand im Versuchsbetrieb mindestens einen Bypasskanal auf, der so ausgebildet ist, dass die eingespannte Probe anströmbar und umströmbar ist. Die Anströmung und Umströmung stellt das Besondere dar und hieraus resultieren die Vorteile der Erfindung. Denn dadurch wird die tatsächliche Beanspruchung simuliert. Stellt man sich einen Schutzanzug im Einsatz vor, wird das permeable Schutzanzugsmaterial nicht mit hohem Druck durchströmt. Vielmehr wird zum einen der Schutzanzug dem Wind ausgesetzt, der partiell zu einem bestimmten Überdruck führt. Ferner treten zum andern Pump- und Saugeffekte im Inneren des Anzuges aufgrund der Bewegungen des Anzugsträgers auf. Aufgrund des Bypasskanals und aufgrund der Anströmung und Umströmung der Probe erzielt man eine bessere Übereinstimmung mit dem Belastungsfall der Wirklichkeit. Der Überdruck gegenüber dem Inneren der Messkammer kann so eingestellt werden, dass er den Verhältnissen einer Windbelastung entspricht oder der Belastung aufgrund des Pumpeffektes. Die Ausbildung der Messkammer in Verbindung mit dem Messkammergehäuse simuliert abstrakt gesehen den Träger eines Schutzanzuges. Denn das Eindringen von Partikeln über die Probe in die Messkammer ist vergleichbar mit dem Eindringen schädlicher Partikel über einen Schutzanzug in den Körperbereich eines Trägers eines Schutzanzuges.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Bypasskanal durch einen Spalt zwischen mindestens einer Seite des Einspannrahmens und dem Strömungskanal gebildet. Dies stellt eine konstruktiv einfache und kostengünstige Gestaltung dar.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Einspannmittel des Einspannrahmens pneumatisch betätigbar. Dies erleichtert das Einspannen und Ausspannen einer Probe.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Dabei zeigen:
1 einen Prüfstand lediglich mit den wichtigsten Einrichtungen zum Ermitteln des Partikel-Rückhaltevermögens von permeablen Schutzmaterialien für Schutzanzüge, als Prinzipskizze;
2 die Messanordnung des in 1 gezeigten Prüfstandes, ebenfalls als Prinzipskizze.
Die 1 zeigt einen Prüfstand zum Ermitteln des Partikel-Rückhaltevermögens von permeablen Schutzmaterialien für Schutzanzüge.
Mit Hilfe eines Gebläses 10 erzeugt man einen Luftstrom. Die Ansaugung erfolgt über einen Vorfilter 70. Im Anschluss des Gebläses 10 ist ein Sensor (nicht eingezeichnet) zur Messung des Volumenstromes angeordnet. Ein Aerosolgenerator 15 setzt dem erzeugten Luftstrom die Partikel zu. Im Anschluss werden die Partikel im Luftstrom messtechnisch erfasst. Eine Düse 20 verdichtet den Luftstrom und ermöglicht es, die Richtung des Luftstromes festzulegen. Die Düse 20 ist daher ein Austauschteil und kann je nach Versuchsdurchführung die gewünschte Geometrie aufweisen. Es folgt eine Messanordnung 30 mit einer eingespannten Probe 31 und einem Partikelmessgerät 50. Über einen Abluftfilter 60 gelangt der Luftstrom ins Freie. Ein Umluftbetrieb ist ebenso möglich.
Die 2 zeigt die Messanordnung 30 im Detail. Die Messanordnung 30 ist Teil des zuvor dargestellten Prüfstandes zum Ermitteln des Partikel-Rückhaltevermögens von permeablen Schutzmaterialien für Schutzanzüge. Die Messanordnung 30 umfasst einen Einspannrahmen 35 und eine Messkammer 40. Der Einspannrahmen 35 weist Einspannmittel auf, mit denen eine flächige Probe 31 randseitig abgedichtet einspannbar ist. Der Einspannrahmen 35 weist bei eingespannter Probe 31 eine Probenanströmseite 32 und eine Probenrückseite 33 auf. Bei eingespannter Probe 31 schließt sich an die Probenrückseite 33 die Messkammer 40 an. Die Messkammer 40 weist ein zur Probenrückseite hin offenes Messkammergehäuse 45 auf. Das Messkammergehäuse 45 weist einen Abführungsstutzen 41 auf, über den ein Partikel-Messgerät 50 anschließbar ist. Das Messkammergehäuse 45 weist ferner einen Zuführungsstutzen 42 auf, über den gereinigte Luft zuführbar ist. Der Prüfstand weist einen Strömungskanal 25 auf, durch den im Versuchsbetrieb ein Luftstrom mit einem eingestellten Gehalt an Partikeln strömt. Im Versuchsbetrieb ist die Messanordnung 30 in den Strömungskanal 25 eingebaut. Ferner weist der Prüfstand im Versuchsbetrieb mindestens einen Bypasskanal 80 auf, der so ausgebildet ist, dass die eingespannte Probe 31 anströmbar und umströmbar ist.
Wie dargestellt, ist der Bypasskanal 80 durch einen Spalt zwischen dem Strömungskanal 25 und mindestens einer Seite des eingebauten Einspannrahmens 35 gebildet.
Die Einspannmittel des Einspannrahmens 35 sind pneumatisch betätigbar.
Die Funktion des Prüfstandes wird besonders deutlich, betrachtet man die folgenden Ablaufschritte während der Versuchsdurchführung:

• Die Messanordnung 30 ist an das Partikelmessgerät 50 angeschlossen.
• Zunächst fährt man den Prüfstand hoch, bis sich der Luftstrom stabilisiert hat (Einlaufphase).
• Dann startet man den Prüfzyklus und beginnt mit den Messungen.
• Aufgrund der Umströmung und Anströmung wird die Probe 31 mit dem Partikel enthaltenden Luftstrom beaufschlagt. Anteile von Partikeln durchdringen die Probe 31 und gelangen in die Messkammer 40.
• Über den Abführungsstutzen 41 gelangt Luft aus der Messkammer 40 in das Partikelmessgerät 50. In dem Partikelmessgerät 50 erfolgt eine Zählung der Partikel des angesaugten Luftstromes.
• Der Luftstrom wird gereinigt und der Messkammer 40 über den Zuführungsstutzen 42 wieder zurückgeführt.

Nachfolgend werden Einzelheiten des Prüfstandes beschrieben.

• Das Gebläse 10 erzeugt einen regelbaren Luftstrom von 1000 l/min bis 9000 l/min.
• Als Aerosolgenerator 15 dient ein handelsüblicher (AGF 10.0 der Fa. Palas GmbH) Flüssigkeitszerstäuber mit einem Zyklonabscheider. Zum Generieren dient Di-Ethyl-Hexyl-Sebacat in flüssiger Form. Der Aerosolgenerator 15 vernebelt diese Flüssigkeit zu einem polydispersen Aerosolstoff. Es werden Partikel mit einem mittleren Durchmesser von ca. 1-3 μm erzeugt. Das Aerosol vermischt sich mit dem Volumenstrom.
• Das Partikelmessgerät 50 ist ein handelsüblicher, optischer Aerosolspectrometer (welas^® 3000 der Fa. Palas GmbH).
• Der Prüfstand ist mit unterschiedlich großen Messanordnungen betreibbar, um Proben der Größe 50mm × 50 mm bis 400mm × 400mm einspannen zu können.

10: Gebläse
15: Aerosolgenerator
20: Düse
25: Strömungskanal
30: Messanordnung
31: Probe
32: Probenanströmseite
33: Probenrückseite
35: Einspannrahmen
40: Messkammer
41: Abführungsstutzen
42: Zuführungsstutzen
45: Messkammergehäuse
50: Partikelmessgerät
60: Abluftfilter
70: Vorfilter
80: Bypasskanal

Claims

Prüfstand zum Ermitteln des Partikel-Rückhaltevermögens von permeablen Schutzmaterialien für Schutzanzüge, mit folgenden Merkmalen: a) der Prüfstand umfasst eine Messanordnung (30), b) die Messanordnung (30) umfasst einen Einspannrahmen (35) und eine Messkammer (40), c) der Einspannrahmen (35) weist Einspannmittel auf, mit denen eine flächige Probe (31) randseitig abgedichtet einspannbar ist, d) der Einspannrahmen (35) weist bei eingespannter Probe (31) eine Probenanströmseite (32) und eine Probenrückseite (33) auf, e) bei eingespannter Probe (31) schließt sich an die Probenrückseite (33) die Messkammer (40) an, f) die Messkammer (40) weist ein zur Probenrückseite hin offenes Messkammergehäuse (45) auf, g) das Messkammergehäuse (45) weist einen Abführungsstutzen (41) auf, über den ein Partikel-Messgerät (50) anschließbar ist, h) das Messkammergehäuse (45) weist ferner einen Zuführungsstutzen (42) auf, über den gereinigte Luft zuführbar ist, i) der Prüfstand weist einen Strömungskanal (25) auf, durch den im Versuchsbetrieb ein Luftstrom mit einem eingestellten Gehalt an Partikeln strömt, j) im Versuchsbetrieb ist die Messanordnung (30) in den Strömungskanal (25) eingebaut, k) im Versuchsbetrieb weist der Prüfstand mindestens einen Bypasskanal (80) auf, der so ausgebildet ist, dass die eingespannte Probe (31) der Messanordnung (30) anströmbar und umströmbar ist.
Prüfstand nach Anspruch 2, bei der der Bypasskanal (80) durch einen Spalt zwischen dem Strömungskanal (25) und mindestens einer Seite des eingebauten Einspannrahmens (35) gebildet ist.
Prüfstand nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Einspannmittel des Einspannrahmens (35) pneumatisch betätigbar sind.
Messanordnung (30) mit den im Anspruch 1 oder 3 genannten Merkmalen.