ES2804257T3

ES2804257T3 - Aparato de prueba y método para probar sistemas de supresión de polvo

Info

Publication number: ES2804257T3
Application number: ES17784676T
Authority: ES
Inventors: Paul Roger Littley; John Stirland
Original assignee: Fuchs Petrolub SE
Current assignee: Fuchs SE
Priority date: 2016-08-24
Filing date: 2017-08-24
Publication date: 2021-02-05
Anticipated expiration: 2037-08-24
Also published as: BR112019003534A2; ZA201901709B; AU2017315246B2; AU2017315246A1; CA3034624A1; CN109690286A; CN109690286B; RU2721590C1; RU2721590C9; WO2018037275A1; PL3504533T3; US20190271628A1; EP3504533A1; US11029239B2; EP3504533B1; WO2018037253A1

Abstract

Aparato de prueba (1) para probar sistemas de supresión de polvo que son objetos con superficies específicas, objetos con revestimientos, sujetos tratados específicamente o superficies de fluidos y cuyas superficies, revestimientos o tratamientos específicos retienen la mayor cantidad de polvo posible que se ha puesto en contacto con los antedichos, comprendiendo dicho aparato de prueba (1) un alojamiento (100) con - dos cámaras (101, 102) que están separadas entre sí por una ventana (103) en donde - la primera cámara (101) de dichas al menos dos cámaras (101, 102) comprende una puerta (121) y está equipada con un medio de suministro para suministrar a la primera cámara (101) aire libre de material particulado, y en donde - la segunda cámara (102) de dichas al menos dos cámaras (101, 102) está equipada con un medio de salida para liberar aire desde la segunda cámara (102), estando la primera cámara (101) diseñada para que se coloque el objeto que comprende polvo, sujeto o fluido en su interior, caracterizado por que la ventana (103) comprende al menos una lumbrera de transferencia (104), el medio de suministro para suministrar aire libre de material particulado a la primera cámara (101) comprende una válvula de control de aire (10) acoplada a un medidor de flujo másico (13) que está instalado en una pared del alojamiento (100) que constituye la primera cámara (101), y una manguera (12) que está acoplada al medidor de flujo másico (13), y por que los medios de recuento de partículas (110, 120) están montados de manera extraíble en al menos la segunda cámara (102) de dichas dos cámaras (101, 102).

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato de prueba y método para probar sistemas de supresión de polvo

La invención se refiere a un aparato de prueba para probar sistemas de supresión de polvo y un método que usa el mismo.

La supresión de polvo del aire es un tema de gran relevancia, en particular, con respecto a la salud humana. Se han descrito varios métodos de supresión de polvo. Uno bien conocido es aglutinar el polvo usando boquillas de pulverización de agua; véase https://www.bergbau.tu-clausthal.de/fachabteilungen/tiefbau/projekte/abgeschlossen/untersuchung-ueber-die-auswirkung-verschiedener-be-duesungssysteme-auf-diestaubbindungdas-klima-und-den-wassergehalt-der-kohle/. Esta página web además explica métodos para probar la eficacia de dicha pulverización y usa laboratorios de pruebas con túneles de viento para este fin.

Faschingleitner J., et al. divulgan un aparato de prueba para probar diferentes disposiciones de boquillas de pulverización como sistema de supresión de polvo con relación a un flujo de aire que contiene polvo en dispersión en "Evaluation of primary and secondary fugitive dust suppression methods using enclosed water spraying systems at bulk solids handling", Advanced Powder Technology, Else-viewer BV, NL, vol. 22, n.° 2, 22 de diciembre de 2010, pp.

236-244. Ese aparato de prueba comprende una cámara equipada con boquillas de pulverización, un medio de recuento de partículas, que está montado en una tubería de salida conectada a la cámara y un medio de suministro para suministrar a la cámara aire (cargado de material particulado), en donde el tubo de salida está equipado con un filtro y un medio de regulación del flujo de aire.

Se conoce un aparato de prueba adicional para determinar la generación de polvo en función del contenido de humedad a partir del documento "Preventing dust in material handling operation" (Martin Engineering, 2 de agosto de 2016, pp. 1-4, https://www.martin-eng.com/content/article/759/preventing-dust-material-handling-operations) en el que el aparato de prueba comprende una cámara que aloja un dispositivo para generar polvo y que tiene una entrada de aire para aire libre de material particulado. Se colocan muestras de polvo con diferentes contenidos de humedad en la cámara para generar polvo mediante una tolva vibratoria que deja caer el material de muestra en una tolva giratoria. Sujeto a la cámara hay un soplador al vacío para aspirar el aire y el polvo del interior de la cámara a través de una salida de aire y un elemento de filtrado, que está dispuesto en un alojamiento de filtro acoplado a la cámara y al soplador.

Otros esfuerzos por suprimir la liberación de polvo se han dirigido al desarrollo de fluidos y revestimientos superficiales. El actual estado de la técnica con respecto a estos fluidos y revestimientos superficiales se basa en mediciones gravimétricas de polvo sobre estos revestimientos y en los fluidos. El polvo liberable se transfiere de los revestimientos y fluidos a un filtro, luego, se mide la cantidad de partículas en el filtro pesando dicho filtro.

Basándose en este estado de la técnica, un objetivo de la invención consiste en proporcionar un dispositivo que represente un sistema fácil de manejar, fiable y completo que tenga en cuenta factores que influyen en la emisión de polvo y que por tanto permita simular diferentes condiciones ambientales reales con respecto a la liberación de polvo.

Estos objetivos se alcanzan con el aparato de prueba para probar sistemas de supresión de polvo que presenta las características de la reivindicación independiente 1.

Un objetivo adicional consiste en proporcionar un método mejorado para probar sistemas de supresión de polvo.

Este objetivo se alcanza con el método que usa sistemas de supresión de polvo y que presenta las características de la reivindicación independiente 10.

Las realizaciones preferidas del aparato y del método están especificadas en las reivindicaciones dependientes.

Una primera realización del aparato de prueba para probar sistemas de supresión de polvo comprende un armario que tiene dos cámaras adyacentes que están separadas entre sí por una ventana que comprende al menos una lumbrera de transferencia. Se montan unos medios de recuento de partículas de manera extraíble en al menos la segunda cámara o en ambas de dichas dos cámaras. Además, la primera cámara de dichas dos cámaras tiene una puerta y está equipada con un medio de suministro para suministrar a la primera cámara aire libre de material particulado. El medio de suministro para suministrar a la primera cámara aire libre de material particulado comprende una válvula de control de aire que está acoplada a un medidor de flujo másico que está instalado en una pared del alojamiento que constituye la primera cámara. Esto es para soplar, de manera controlada y con el caudal deseado, aire limpio, libre de material particulado, en dicha primera cámara a una velocidad conocida, que se optimiza en el sentido de que se proporciona una manguera que está acoplada al medidor de flujo másico. La segunda cámara de dichas dos cámaras está equipada con un medio de salida para liberar aire desde la segunda cámara.

En el presente documento se debe entender por el término "polvo" cualquier material en forma de partículas de pequeño tamaño, tales como partículas en un intervalo inferior a 20 pm, preferentemente, incluso inferior. El polvo puede estar compuesto por cualquier material. El polvo particulado puede clasificarse en intervalos de tamaño, que varían de 0 a 1 |jm, de más de 1 |jm a 2,5 |jm, de más de 2,5 |jm a 5 |jm y de más de 5 |jm a 10 |jm, por ejemplo, esto es solo un ejemplo, se pueden seleccionar otros intervalos.

En el presente documento se debe entender por la expresión "sistemas de supresión de polvo" cualquier medio tal como superficies específicas de objetos, revestimientos para objetos, sujetos o fluidos específicamente tratados que están particularmente diseñados y adaptados para retener tanto polvo como sea posible una vez que se pone en contacto con los medios mencionados anteriormente.

En el presente documento se debe entender por la expresión "ventana" para separar las cámaras adyacentes una "pared divisoria" y puede ser una ventana o pared doble o sencilla, respectivamente, y, adicionalmente, puede estar enmarcada y puede ser desplazable, proporcionando de ese modo cámaras adyacentes con volúmenes internos variables.

El que los medios de recuento de partículas estén sujetos al menos "a" la segunda cámara o a ambas de dichas dos cámaras significa que dichos medios de recuento de partículas pueden disponerse dentro o fuera de la cámara respectiva. Así pues, esto comprende dentro, en y sobre. Podría resultar deseable disponer un medio de recuento de partículas óptico fuera del alojamiento, por ejemplo, otros aparatos para contar partículas pueden instalarse mejor dentro de la cámara donde sea necesario.

El término "puerta" de la primera cámara de dichas dos cámaras significa cualquier clase de abertura sellable en una pared de la cámara que es de un tamaño adecuado para permitir la colocación de objetos que se van a probar dentro de la cámara.

En el presente documento, la expresión "aire libre de material particulado" deberá entenderse como un gas u aire que está libre de partículas de polvo o al menos es pobre en ellas y típicamente no deberá comprender más de 50 partículas con un tamaño de 2,5 micrómetros por litro de aire tal, según se determina mediante un contador de partículas láser calibrado que registra el número medio de partículas cuando se muestrean durante 1 minuto. Siendo el nivel de limpieza similar al de la norma ISO 9 de salas limpias ISO 4644-1.

El experto en la materia sabrá que el término "instalado" tal y como se usa en el presente documento con respecto a objetos colocados dentro de la pared o en una ventana o puerta, respectivamente, significa proporcionar un rebaje, colocar el objeto en el rebaje y fijarlo de manera estanca.

De acuerdo con una realización adicional de la invención, el aparato de prueba de la invención comprende un medio de filtrado de aire. De manera deseable, la primera cámara comprende una primera unidad de filtrado que está instalada en una pared que constituye la primera cámara y la segunda cámara comprende una segunda unidad de filtrado en una pared que constituye la segunda cámara. Estos filtros están optimizados, por un lado, para evitar que el aire cargado de polvo se escape del alojamiento y, por otro lado, para proporcionar un equilibrio de presión dentro de las cámaras durante las mediciones cuando se sopla aire dentro del alojamiento. El número de unidades de filtrado puede adaptarse al tamaño del aparato de prueba, un gran aparato, de tipo túnel de viento, podría necesitar un número de unidades de filtrado relativo para cada cámara.

Una o ambas cámaras de otra realización del aparato de la invención comprenden un dispositivo de medición de temperatura. Este dispositivo puede ser una sonda de temperatura.

De acuerdo con otra realización adicional de la invención, un dispositivo de sostén está dispuesto para sostener un objeto de prueba que comprende polvo. Dicho dispositivo de sostén puede ser una mesa. Para simular las condiciones reales de liberación de polvo, cuando una superficie cargada de polvo se mueve, podría ser ventajoso instalar una mesa móvil; preferentemente una que pueda vibrar y que, por lo tanto, esté acoplada a unos medios de vibración. El movimiento de la mesa, tal como el de rotación, puede ajustarse de manera variable.

De acuerdo con una realización adicional de la invención, se ha añadido un sensor de vibración al sistema, de manera que, en caso de que el movimiento de la mesa sea vibratorio, este pueda controlarse: La frecuencia y energía de la vibración pueden registrarse mediante un transductor y cargarse en un PC de manera que el nivel de vibración pueda registrarse, lo que posibilita un control consistente de la intensidad de la vibración. Esta mejoría ventajosamente conlleva más datos y un mayor control de la prueba.

Podría ser deseable una mesa vibratoria de velocidad variable cuando se debe simular el movimiento de artículos, tal como el carbón, durante el transporte; probablemente cuando se transporta en vagones ferroviarios. El uso del aparato de prueba descrito en el presente documento, entonces, proporciona la capacidad para medir la liberación de polvo particulado en tiempo real cuando se mide el intervalo de tamaño y la cantidad de material particulado potencialmente respirable. Ventajosamente, el polvo particulado no es peligroso en ningún momento para el entorno adyacente, dado que es capturado en un medio de filtrado seguro del alojamiento o del sistema del armario de pruebas, respectivamente.

De acuerdo con otra realización adicional de la invención, dicho objeto de prueba que comprende polvo es una placa o un disco.

Ventajosamente, el dispositivo de sostén tal como dicha mesa puede ser extraíble o desmontable y, por consiguiente, puede retirarse de la cámara para dejar sitio para un objeto de prueba, placa o disco, más grande que no es necesario mover o es un objeto cargado de polvo auto vibratorio.

Además, el medio de recuento de partículas es un contador de partículas óptico, preferentemente, un contador de partículas láser.

El alojamiento puede estar hecho en su totalidad o al menos en parte de un material transparente, preferentemente, está hecho de vidrio o de un polímero vítreo, más preferentemente, de Poli(metil metacrilato). Ventajosamente, el material transparente es, en particular, para aquellas partes del aparato a través de las cuales deberá tener lugar la supervisión visual de los procedimientos de prueba. Por supuesto, por estabilidad u otras razones, algunas partes del alojamiento pueden estar hechas de metal u otro material no transparente.

Es particularmente ventajoso cuando el alojamiento está hecho en su totalidad o al menos parcialmente de un material transparente cuando se usa un contador de partículas óptico, dado que puede estar situado dentro o fuera de la cámara. Además, se puede usar un contador de partículas, que finalmente no esté fijado sobre o dentro del alojamiento y que pueda desmontarse fácilmente, para ambas cámaras: Primero con la primera cámara para realizar los procedimientos de calibración y comprobar la limpieza de la primera cámara, y segundo, con la segunda cámara para llevar a cabo las mediciones de recuento durante cualquier prueba.

Aguas arriba del medidor de flujo másico se dispone una bomba de aire para suministrar aire al medidor de flujo másico. La acción de bombear grandes volúmenes de aire produce calor y el nivel puede controlarse variando la velocidad del motor de bombeo de aire y equilibrando el flujo de aire con una válvula de control. Para una refrigeración adicional se puede instalar un radiador entre la bomba de aire y el medidor de flujo másico del aparato de ensayo. Los cambios en la temperatura del aire provocan diferencias en los tiempos de secado y fraguado de cualquier revestimiento usado. La temperatura del aire se puede variar para reflejar unas condiciones ambientales normales de aire o elevar a niveles más altos para acelerar la prueba.

Esto permite soplar, de manera controlada y con el caudal deseado, aire limpio, libre de material particulado, hacia dentro de dicha primera cámara a una velocidad conocida y, si se mide, con una temperatura conocida dentro de la primera cámara. El soplado puede incluso optimizarse en el sentido de que la manguera que está acoplada al medidor de flujo másico termina en una boquilla. El uso de una manguera, en particular, con tal boquilla, permite dirigir el flujo de aire entrante sobre el objeto de prueba y provocar, por lo tanto, la liberación de polvo a efectos de la prueba. La manguera y la boquilla son semirrígidas y pueden moverse con facilidad para cambiar el ángulo de ataque del aire y la distancia hasta el objeto de prueba.

En otra realización adicional del aparato de prueba, la lumbrera de transferencia es una lumbrera de ventilación rotatoria que, idealmente, está equipada con un medio de ajuste para ajustar la velocidad y el caudal de aire y, por lo tanto, se puede controlar la proporción de aire "sucio" que transporta polvo y que entra en la segunda cámara de recuento.

De manera que el aparato de prueba de la invención se dirige hacia el aglutinamiento de polvo y, por lo tanto, al desarrollo del sistema de supresión y optimización del mismo usando este aparato cuantitativo para la determinación de la efectividad de los fluidos y revestimientos de supresión de polvo.

El aparato de prueba puede usarse para simular las condiciones para probar sistemas de control de polvo, por ejemplo, cuando se transporta carbón, "vagones de carbón" y para bloquear el polvo en autovías y túneles. Proporciona un sistema completo con control sobre los flujos de aire y su velocidad y temperatura en cualquier punto del aparato de prueba y permite hacer vibrar al objeto de prueba que transporta polvo para simular un uso real, teniendo, por lo tanto, variables que se pueden configurar para simular diferentes condiciones ambientales reales. El aparato, de acuerdo con la invención, proporciona un sistema que puede usarse para demostrar fácilmente y educar a la gente sobre la necesidad de controlar el polvo en el ambiente y adicionalmente representa una herramienta para los diseñadores de sistemas de supresión de polvo que permite un análisis cuantitativo rápido y rentable del rendimiento de tales sistemas de fluidos y revestimientos.

Con relación a las pruebas de fluidos de supresión de polvo, que se aplican para capturar polvo aerotransportado que se genera a partir de procesos industriales, tales como, por ejemplo, los de la minería de frente largo, el armario de pruebas puede modificarse fácilmente. De ese modo, se proporciona otra realización de la invención:

La mesa vibratoria se puede sustituir por un tubo o caja de pulverización. Como alternativa, la mesa o la mesa vibratoria permanece en la primera cámara y el tubo o caja de pulverización se coloca sobre la mesa, que, en este caso, no debe vibrar. El polvo, por ejemplo, polvo de carbón, se introduce en un segundo tubo por efecto Venturi y se lanza hacia dentro de la caja de pulverización de la primera cámara. La caja (o tubo) de pulverización contiene un número de chorros que produce una neblina, bien de agua o de agua más los productos químicos de supresión de polvo que se están probando. Para ello, los chorros están acoplado a una fuente de suministro de agua o de agua más productos químicos de supresión, tal como un depósito o recipiente. El acoplamiento se puede hacer usando tubos o mangueras más conectores.

La presión a los chorros de pulverización se proporciona por medio de un depósito de aire limpio. Un compresor de aire (que puede tener el tamaño adaptado al tamaño y capacidad del armario de pruebas) conectado a dicho depósito está a su vez conectado a una cámara que contiene el fluido de prueba y aplicando presión de aire sobre dicho de fluido de supresión de polvo, se fuerza a este último a pasar a través de los tubos conectados a los chorros de pulverización. Se fuerza al fluido de supresión de polvo a pasar a través de los chorros a una presión estable predeterminada. Las partículas de polvo quedan humedecidas y son "capturadas" por la pulverización y se mide la eficiencia del fluido de supresión de polvo sometido a prueba mediante la determinación de la cantidad de partículas, que llegan al contador de partículas y que son contadas por el contador de partículas. En este caso, se usa un contador de partículas adecuado basado en un láser que no es sensible a las partículas de agua que se generan, para evitar falsas lecturas relativas a los niveles de polvo. La efectividad del sistema de supresión de polvo se mide comparando los datos capturados procedentes del contador de partículas.

Además, la invención proporciona un método repetible y seguro para la determinación de la eficiencia relativa de los sistemas y fluidos de supresión de polvo.

El método para probar sistemas de supresión de polvo, de acuerdo con una primera realización de la invención, usa el aparato de prueba (pero la versión sin caja de pulverización o, en otras palabras, "armario de polvo seco") como se ha divulgado previamente y comprende las etapas de

a) proporcionar cámaras en el alojamiento y

b) colocar el objeto que comprende polvo dentro de la primera cámara

c) proporcionar un primer flujo de aire libre de material particulado dentro de la primera cámara mediante un medio de suministro que comprende una válvula de control de aire acoplada a un medidor de flujo másico que está instalado en una pared del alojamiento que constituye la primera cámara, y una manguera que está acoplada al medidor de flujo másico, alterando de ese modo el polvo particulado liberable procedente del objeto que comprende polvo, y proporcionar un segundo flujo de aire que comprende el flujo de aire libre de material particulado y polvo particulado aerotransportado,

d) permitir que dicho segundo flujo de aire pase por la lumbrera de transferencia de manera controlada, entrando de ese modo en la segunda cámara,

e) cuantificar con el contador de partículas, que entretanto se ha activado en la segunda cámara, el polvo particulado en dicho segundo flujo de aire, y, a partir del número de partículas cuantificadas con relación a la cantidad de polvo particulado comprendido en el objeto que comprende polvo,

f) concluir la eficiencia de la retención de polvo del objeto de prueba que comprende polvo.

Este método conlleva resultados fiables, cuando el alojamiento antes de su uso está libre de polvo y, por lo tanto, está limpio, de modo que cualquier fondo de polvo sea lo más pequeño posible. Para asegurarse de la limpieza de fondo del alojamiento, al menos la primera cámara puede calibrarse de antemano o entre mediciones.

Con respecto a la etapa e) se debe entender, que para cuantificar el polvo particulado en dicho segundo flujo de aire, se pueden hacer pruebas de control en el objeto de prueba sin aplicar ningún sistema de supresión de polvo al objeto de prueba y medir el nivel de polvo liberado sin tratamiento. Esto establece un nivel máximo de liberación de material particulado a partir del cual se puede valorar la efectividad de cualquier tratamiento. También es posible tener un nivel base establecido y repetible para el objeto, para comparar la eficiencia de un tratamiento con otro. Por ejemplo, agua con respecto a otros sistemas basados en agua que contienen agentes humectantes o aditivos funcionales.

La calibración comprende la etapa b'):

- antes de realizar la etapa b) (colocar el objeto que comprende polvo dentro de la primera cámara) realizar la calibración de la primera cámara colocando un primer contador de partículas en la primera cámara sin ningún objeto de prueba que comprenda polvo dentro, y contar partículas; proporcionado así el fondo de la primera cámara.

Por supuesto, la calibración de la segunda cámara puede efectuarse de la misma forma.

El método de acuerdo con la invención puede refinarse en el sentido de que durante la realización de cualquiera de las etapas b'), b) a e) se mide puntual o continuamente la temperatura de la primera y/o segunda cámara.

Se registra con respecto al tiempo la cuantificación del flujo de aire cargado de material particulado que entra en la segunda cámara a través de la primera cámara o la cuantificación de polvo particulado en la primera cámara sin ningún objeto de prueba que comprenda polvo dentro. Se puede realizar una cuantificación complementaria para al menos dos tamaños de material particulado, preferentemente para al menos tres o más tamaños de material particulado.

Se sugiere el registro de cualquiera de los datos obtenidos en el sentido de que los dispositivos con los que está equipado el aparato de prueba se combinan con un sistema de captura y visualización de datos para almacenar y visualizar los datos y mostrar información en tiempo real sobre la cantidad y el intervalo de tamaño de las partículas aerotransportadas que se han generado.

El método para probar sistemas de supresión de polvo de acuerdo con otra realización de la invención usa el aparato de prueba que comprende la caja de pulverización (armario de polvo húmedo) y comprende las etapas de

a) proporcionar cámaras en el alojamiento y

b) colocar el objeto que comprende polvo dentro de la primera cámara

b*) introducir fluido de compresión de polvo y lanzarlo dentro de la caja de pulverización de la primera cámara, humedeciendo de ese modo el polvo particulado del objeto que comprende polvo

c) proporcionar un primer flujo de aire libre de material particulado dentro de la primera cámara, alterando de ese modo el polvo particulado liberable procedente del objeto que comprende polvo, y proporcionar un segundo flujo de aire que comprende el flujo de aire libre de material particulado y polvo particulado aerotransportado, d) permitir que dicho segundo flujo de aire pase por la lumbrera de transferencia de manera controlada, entrando de ese modo en la segunda cámara,

En este método, usando el "armario de polvo húmedo", las partículas de polvo quedan humedecidas y son "capturadas" por la pulverización y se mide la eficiencia de los fluidos de supresión de polvo sometidos a prueba mediante la determinación de la cantidad de partículas, que alcanzan y que son contadas por el contador de partículas. Es importante que se use un contador de partículas adecuado basado en un láser que no sea sensible a las partículas de agua generadas, para evitar falsas lecturas relativas a los niveles de polvo. El fluido de compresión de polvo usado puede ser agua o agua más productos químicos de supresión de polvo.

Para analizar fluidos de supresión de polvo basados en agua capturando polvo, se sitúa una caja o tubo de pulverización dentro de la primera cámara. Esta caja o tubo de pulverización contiene chorros de pulverización. El fluido de supresión de polvo se bombea con aire a presión al sistema de chorros de pulverización, la pulverización interactúa con el polvo, lo humedece y hace que se precipite, reduciendo así el nivel de polvo aerotransportado que llega al contador de partículas.

Las pruebas se pueden hacer en seco, sin la pulverización (con un "armario de polvo seco"), luego, con agua (con un "armario de polvo húmedo"), después, con el agua tratada con el supresor de polvo. Comparando la zona del gráfico, por ejemplo, se puede determinar la efectividad del fluido desarrollado.

Otros objetivos y muchas de las ventajas inherentes de las realizaciones de la presente invención se apreciarán fácilmente y se entenderán mejor con referencia a la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas en relación con el o los dibujos adjuntos. Se hará referencia a las características que son sustancial o funcionalmente iguales o similares con el o los mismos signos de referencia.

Fig. 1 muestra una vista lateral esquemática de un aparato de prueba de acuerdo con la invención sin ningún objeto de prueba en el mismo,

Fig. 2 muestra la vista de la Fig. 1 con un objeto de prueba dentro,

Fig. 3 muestra un diagrama de flujo que describe los flujos de aire a través del aparato de prueba,

Fig. 4 muestra una vista lateral esquemática de un aparato de prueba, un "armario de polvo húmedo", de acuerdo con la invención con una caja de pulverización y chorros,

Fig. 5a muestra una comparativa de mediciones con y sin fluido de supresión de polvo (agua),

Fig. 5b muestra una comparativa de mediciones con y sin fluido de supresión de polvo (supresor pulverizado).

El aparato de prueba 1, tal y como se muestra en las Figs. 1 y 2, muestra a modo de alojamiento 100 un armario cristalino, transparente de Poli(metil metacrilato) (PMMA) en el que la primera cámara 101 está separada de la segunda cámara 102 por la ventana 103 que comprende una lumbrera de transferencia 104 diseñada, en el presente documento, como una lumbrera de ventilación rotatoria y ajustable 104. Las Figuras 1 y 2 muestran ambas cámaras 101, 102 que alojan unos medios láser de recuento de partículas 110, 120.

Por supuesto, se pueden usar otros materiales distintos al PMMA para el alojamiento. El alojamiento incluso podría ser un túnel de viento o similar, siempre que la disposición tal y como se describe en el presente documento con dichas dos cámaras y el equipo esté provista como se ha divulgado.

Como se puede observar en las Figs. 1 y 2, la primera cámara 101 y la segunda cámara 102 comprenden una puerta 121, 122, cada una, para permitir la manipulación de objetos en su interior. El medio de suministro para suministrar aire libre de material particulado en la primera cámara 101 comprende una válvula de control de aire 10 acoplada a un medidor de flujo másico 13 que está instalado en la pared frontal izquierda de la primera cámara 101. Una manguera 12 está acoplada al medidor de flujo másico 13 y termina en una boquilla 11.

Esta disposición permite que el flujo de aire A1, véase la Fig. 3, sea soplado hacia el interior de la primera cámara 101 en condiciones controladas. El flujo de aire A1 suministra aire limpio, o, respectivamente, aire libre de polvo.

Para optimizar el control de las condiciones en la primera y segunda cámaras 101, 102, se instalan unas sondas de temperatura 41,42; una en cada cámara 101, 102. La disposición del aparato de ensayo 1 de la Fig. 1 prevé unidades de filtrado eficiente 21, 22 en cada una de dichas cámaras 101, 102.

La Fig. 2 luego muestra el aparato de prueba 1 de la Fig. 1, pero con una mesa vibratoria 5 como sostén del objeto de prueba instalada dentro de dicha primera cámara 101 y el objeto de prueba, en este caso un plato de prueba 2, que tiene un revestimiento 3 y que está cargado con polvo particulado 4, se coloca (a través de la puerta 121) sobre dicha mesa 5.

Para realizar las mediciones de prueba, la primera cámara 101 se alimenta a continuación con aire libre de polvo (flujo de aire A1, véase la Fig. 3) usando el medidor de flujo másico 13 y activando la válvula 10. El flujo de aire A1 sale a través de una boquilla plana 11 fijada a la manguera 12 que está acoplada al medidor de flujo másico 13. Al usar dicha boquilla 11, ventajosamente el ángulo de ataque del flujo de aire A1 dirigido sobre el plato de prueba 2 se puede variar a una posición fija adecuada. Durante las mediciones, las sondas de temperatura 41, 42 registran la temperatura del aire en ambas cámaras 101, 102. El medidor de flujo másico 13 está calibrado de manera que la velocidad del aire del flujo de aire A1 puede determinarse con precisión en el punto de salida de la boquilla 11.

En ausencia de cualquier objeto de prueba que pueda liberar polvo particulado, la limpieza del interior de la primera cámara 101 y la segunda cámara 102 se confirma haciendo uso del contador de partículas 110, 120 calibrado, que se coloca en una posición fija en las "cámaras limpias 101, 102". Antes de cualquier medición, las cámaras 101, 102, aún vacías, se calibran como están, para determinar cualquier fondo de polvo y garantizar una limpieza preestablecida. Una vez que se ha establecido la limpieza de fondo, se abre la puerta 121 y el plato de prueba 2 se coloca sobre la mesa 5 (que se puede hacer vibrar).

Comienza la medición: se enciende el aire (flujo de aire A1) y el contador de partículas 120 se pone en marcha en la segunda cámara 102. El aire del flujo de aire A1 sopla sobre el plato de prueba y el material particulado 4 pasa a ser aerotransportado. Este flujo de aire cargado de material particulado A1 fluye hacia la ventana 103, convirtiéndose en un flujo de aire que se divide en el flujo de aire A3, que pasa por la lumbrera de transferencia 104 y entra en la segunda cámara 102 y en el flujo de aire A2, que lleva el exceso de aire hacia la unidad de filtrado de polvo efectiva 21 de la primera cámara 101 evitando que el polvo contamine el entorno del aparato de prueba 1.

El flujo de aire A3, que fluye desde el lado con el plato de prueba 2 (primera cámara 101) hasta la segunda cámara de recuento de partículas 102, se analiza y la liberación de material particulado 4 se cuantifica mediante el contador de partículas 120 en dicha segunda cámara.

Para determinar una relación de material particulado 4 que ha pasado a ser aerotransportado y material particulado 4 que se ha quedado retenido en el objeto de prueba, es aconsejable predeterminar la cantidad de partículas pesando dichos materiales particulados 4 de antemano. Por supuesto, se pueden proporcionar mezclas con diferentes intervalos de tamaño de partículas. Además, es posible designar a la primera cámara 101 caja de manipulación con guantes o poner el aparato de prueba en su totalidad dentro de una caja de manipulación con guantes.

El contador de partículas 120 registra el material particulado activo 4 con respecto al tiempo. El nivel de polvo se cuantifica en el presente documento para cuatro intervalos de tamaño de polvo que oscilan de 0 a 1 pm, de más de 1 pm a 2,5 pm, de más de 2,5 pm a 5 pm y de más de 5 pm a 10 p m. Por supuesto, se pueden seleccionar otros intervalos. La temperatura se mide en la segunda cámara 102, también. Por último, el aire de la segunda cámara 102 fluye como flujo de aire A4 a través de la segunda unidad de filtrado 22 y el aire limpio sale del aparato de prueba 1.

Al medir la acumulación de partículas, se puede cuantificar la capacidad del revestimiento de prueba 3 o de cualquier sistema de prueba con respecto al tiempo, la temperatura, la velocidad del aire y el nivel de vibración mecánica, se puede realizar un cálculo de la efectividad del revestimiento o tratamiento de prueba de una sustancia conocida para obtener el porcentaje de eficiencia. Una combinación del equipamiento enumerado del aparato de prueba combinado con un sistema de captura y visualización de datos permite almacenar y visualizar datos y mostrar en tiempo real información sobre la cantidad e intervalo de tamaños del material particulado aerotransportado generado.

La Fig. 4 muestra una vista lateral esquemática de un aparato de prueba "armario de polvo húmedo" 1' con una caja de pulverización 200 y tres chorros 201. A través de los tubos 202, los chorros 201 se conectan al depósito de fluido 203 que contiene agua o un fluido que es una mezcla de agua y los productos químicos de supresión de polvo que se van a probar. El depósito de fluido 203 está acoplado al compresor 204, que proporciona la presión necesaria para que el fluido sea inyectado en la caja de pulverización 200 a través de unos chorros 201. Este "armario de polvo húmedo" 1' ayuda a analizar fluidos de supresión de polvo capturando polvo. En el presente documento, el fluido de supresión de polvo se bombea con aire presurizado hacia dentro de la caja de pulverización 200 al sistema de chorros pulverizados que comprende dichos chorros 201, la pulverización interactúa con el polvo, lo humedece y hace que se precipite, reduciendo así el nivel de polvo aerotransportado que llega al contador de partículas 120.

Las pruebas se pueden hacer en seco, sin la pulverización (con un "armario de polvo seco"), luego, con agua (con un "armario de polvo húmedo"), después, con el agua tratada con el supresor de polvo.

Las Fig. 5a y 5b muestran la comparativa del área del gráfico respectivo con respecto a "seco, sin supresor" y "solo agua", véase la Fig. 5a, y de "solo agua" con "0,5 % de supresor pulverizado" de la Fig. 5b. Así pues, comparando los gráficos, se puede determinar la efectividad del fluido y, por tanto, su efectividad para suprimir polvo. Los parámetros de comparación pueden ser la altura del pico, el área del pico, la ubicación del pico y la relación de los picos; el recuento de partículas con respecto al tiempo.

Así pues, la invención proporciona un aparato de laboratorio y demostración que puede cuantificar la efectividad de los sistemas de supresión de polvo usando una combinación controlada y medida de flujo de aire, vibración y contador de partículas.

NÚMEROS DE REFERENCIA

1 Aparato de prueba

1' Armario de polvo mojado

2 Plato de prueba

3 Revestimiento

4 Partículas

5 Mesa

10 Válvula de control de aire

11 Boquilla

12 Manguera

13 Medidor de flujo másico

21 Primera unidad de filtrado

22 Segunda unidad de filtrado

41 Primera sonda de temperatura

42 Segunda sonda de temperatura

100 Alojamiento

101 Primera cámara

102 Segunda cámara

103 Ventana de separación

104 Lumbrera de transferencia

110 Contador de partículas de la primera cámara

120 Contador de partículas de la segunda cámara

121 Puerta

122 Puerta

200 Caja de pulverización

201 Chorro

202 Tubo

203 Depósito de fluido (agua, fluido de supresión de

polvo)

204 Compresor de aire

A1 Flujo de aire hacia dentro de la primera cámara

A2 Flujo de aire hacia la primera unidad de filtrado

A3 Flujo de aire desde la primera cámara hacia la

segunda cámara

A4 Flujo de aire hacia la segunda unidad de filtrado

Claims

REIVINDICACIONES

1. Aparato de prueba (1) para probar sistemas de supresión de polvo que son objetos con superficies específicas, objetos con revestimientos, sujetos tratados específicamente o superficies de fluidos y cuyas superficies, revestimientos o tratamientos específicos retienen la mayor cantidad de polvo posible que se ha puesto en contacto con los antedichos, comprendiendo dicho aparato de prueba (1) un alojamiento (100) con

- dos cámaras (101, 102) que están separadas entre sí por una ventana (103)

en donde

- la primera cámara (101) de dichas al menos dos cámaras (101, 102) comprende una puerta (121) y está equipada con un medio de suministro para suministrar a la primera cámara (101) aire libre de material particulado, y en donde

- la segunda cámara (102) de dichas al menos dos cámaras (101, 102) está equipada con un medio de salida para liberar aire desde la segunda cámara (102), estando la primera cámara (101) diseñada para que se coloque el objeto que comprende polvo, sujeto o fluido en su interior, caracterizado por que

la ventana (103) comprende al menos una lumbrera de transferencia (104),

el medio de suministro para suministrar aire libre de material particulado a la primera cámara (101) comprende una válvula de control de aire (10) acoplada a un medidor de flujo másico (13) que está instalado en una pared del alojamiento (100) que constituye la primera cámara (101), y una manguera (12) que está acoplada al medidor de flujo másico (13),

y por que los medios de recuento de partículas (110, 120) están montados de manera extraíble en al menos la segunda cámara (102) de dichas dos cámaras (101, 102).

2. Aparato de prueba (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde al menos una de las dos cámaras (101, 102) comprende un medio de filtrado de aire, en donde, preferentemente

la primera cámara (101) comprende una primera unidad de filtrado (21) instalada en una pared del alojamiento (100) que constituye la primera cámara (101) y

la segunda cámara (102) comprende una segunda unidad de filtrado (22) instalada en una pared del alojamiento (100) que constituye la segunda cámara (102) que es dicho medio de salida.

3. Aparato de prueba (1) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde al menos una de las dos cámaras (101, 102) comprende un dispositivo de medición de temperatura, preferentemente, una primera y una segunda sonda de temperatura (41, 42).

4. Aparato de prueba (1) de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde dentro de la primera cámara (101) está dispuesto un dispositivo de sostén para sostener un objeto de prueba que comprende polvo, en donde, preferentemente

dicho dispositivo de sostén es una mesa (5), más preferentemente, una mesa móvil, lo más preferente, una mesa vibratoria, y/o en donde

dicho objeto de prueba que comprende polvo es una placa o un disco (2),

y/o en donde dicho dispositivo de sostén comprende al menos uno de una mesa (5), un tubo o una caja de pulverización o una combinación de dos componentes de los antedichos mesa (5), tubo o caja de pulverización.

5. Aparato de prueba (1) de acuerdo con la reivindicación 4, en donde la caja de pulverización es una caja de pulverización rectangular, y preferentemente una caja de pulverización que comprende al menos un chorro pulverizado, preferentemente, una pluralidad de chorros pulverizados, y/o en donde

la mesa (5) es una mesa móvil, más preferentemente, una mesa vibratoria, y/o en donde la mesa (5) está acoplada a un sensor de vibración.

6. Aparato de prueba (1) de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el medio de recuento de partículas (110, 120) es un contador de partículas óptico, preferentemente un contador de partículas láser (110, 120).

7. Aparato de ensayo (1) de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el alojamiento (100) está hecho, al menos parcialmente, de un material transparente, preferentemente, está hecho de vidrio o de un polímero vítreo, más preferentemente, está hecho de poli(metil metacrilato).

8. Aparato de ensayo (1) de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la manguera (12) que está acoplada al medidor de flujo másico (13) termina en una boquilla (11).

9. Aparato de ensayo (1) de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la lumbrera de transferencia (104) es una lumbrera de ventilación rotatoria (104), preferentemente, una lumbrera de ventilación rotatoria ajustable (104).

10. Método para probar sistemas de supresión de polvo usando el aparato de prueba (1) de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 9,

que comprende las etapas de

a) proporcionar cámaras (101, 102) en el alojamiento (100) y

b) colocar el objeto que comprende polvo dentro de la primera cámara (101)

c) proporcionar un flujo de aire libre de material particulado (A1) dentro de la primera cámara (101) mediante un medio de suministro que comprende una válvula de control de aire (10) acoplada a un medidor de flujo másico (13) que está instalado en una pared del alojamiento (100) que constituye la primera cámara (101), y una manguera (12) que está acoplada al medidor de flujo másico (13), alterando de ese modo el polvo particulado liberable (4) procedente del objeto que comprende polvo, y proporcionando un flujo de aire (A3) que comprende el flujo de aire libre de material particulado (A1) y polvo particulado aerotransportado (4),

d) permitir que el flujo de aire (A3) pase por la lumbrera de transferencia (104) de manera controlada, entrando de ese modo en la segunda cámara (102),

e) cuantificar con el contador de partículas (120), que entretanto se ha activado en la segunda cámara (102), el polvo particulado (4) del flujo de aire (A3), y, a partir de un número de materiales particulados cuantificados (4) con relación a la cantidad de polvo particulado (4)

11. Método de acuerdo con la reivindicación 10,

que comprende la etapa de

antes de realizar la etapa b) que consiste en colocar el objeto que comprende polvo dentro de la primera cámara (101), b') realizar una calibración de la primera cámara (101) usando un primer contador de partículas (110) en la primera cámara (101) sin ningún objeto de prueba que comprenda polvo dentro, y contar las partículas; proporcionado así el fondo de la primera cámara (101).

12. Método de acuerdo con la reivindicación 10 u 11,

en donde

durante la realización de cualquiera de las etapas b'), b) a e) medir puntual o continuamente la temperatura de al menos una de las cámaras (101, 102).

13. Método de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 10 a 12,

en donde

el polvo particulado aerotransportado (4) en el flujo de aire (A3) o el polvo particulado (4) en la primera cámara (102) sin ningún objeto de prueba que comprenda polvo dentro, se cuantifica con respecto al tiempo, y, preferentemente se cuantifica para al menos dos tamaños de material particulado, preferentemente para al menos tres o más tamaños de material particulado.