RU2516622C1 - Аспиратор-пылепробоотборник - Google Patents
Аспиратор-пылепробоотборник Download PDFInfo
- Publication number
- RU2516622C1 RU2516622C1 RU2012141693/03A RU2012141693A RU2516622C1 RU 2516622 C1 RU2516622 C1 RU 2516622C1 RU 2012141693/03 A RU2012141693/03 A RU 2012141693/03A RU 2012141693 A RU2012141693 A RU 2012141693A RU 2516622 C1 RU2516622 C1 RU 2516622C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- chamber
- dust
- filter
- volume
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области охраны труда и техники безопасности в угольной и других областях промышленности, связанных с загрязнением атмосферы (газа) твердыми частицами, и, в частности, к пылеизмерительным приборам - аспираторам воздуха. Техническим результатом является повышение точности отбора и измерения объема прокачанного воздуха, поддержания и измерения постоянной объемной скорости прокачки воздуха через фильтр с пылевым осадком, повышение надежности работы аспиратора как при отборе проб пыли, так и в процессе эксплуатации, упрощение конструкции клапанов, упрощение процесса измерения объема прокачанного воздуха, приведенного к стандартным условиям. Аспиратор-пылепробоотборник состоит из корпуса, диафрагменного насоса с электроприводом, системы стабилизации объемной скорости прокачки воздуха, системы измерения объема прокачанного воздуха, пробозаборной трубки и фильтродержателя с фильтром. При этом диафрагменный насос выполнен в виде двух камер, в котором диафрагмы расположены навстречу друг другу, жестко соединены между собой и приводятся в движение при помощи эксцентрикового механизма. Эксцентриковый механизм насажен на ось электродвигателя таким образом, что переднее положение диафрагмы одной камеры соответствует противоположному положению диафрагмы другой камеры. При всасывании воздуха в одну камеру происходит выброс воздуха из другой камеры. Всасывающие клапаны размещены на подвижных диафрагмах, а выхлопные на неподвижном корпусе камер. Обе камеры являются стенками герметичного корпуса насоса, соединенного с всасывающим патрубком, в который вмонтирован датчик разрежения. Двухкамерный насос помещен в другой внешний герметичный корпус, куда выбрасывается воздух из камер и у которого одна стенка заменена резиновой диафрагмой, служащей вместе с внутренним объемом корпуса демпфером. В другую стенку врезан датчик массового расхода воздуха. Датчик разрежения и датчик расхода подсоединены к блоку управления режимом работы двигателя и к блоку информации о расходе воздуха, об объеме протянутого воздуха, о массе пыли на фильтре и концентрации пыли. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области охраны труда и техники безопасности в угольной и других областях промышленности, связанных с загрязнением атмосферы (газа) твердыми частицами, и ,в частности, к пылеизмерительным приборам - аспираторам воздуха.
Известен аспиратор автоматический рудничный с эжекторным побудителем тяги АЭРА, работающий от баллона со сжатым до 20 МПа воздухом. Аспиратор остается на вооружении лабораторий ВГСЧ, промсанлабораторий и участков вентиляции угольных шахт. Объемная скорость прокачки воздуха через фильтр 20 дм3/мин. [Борьба с угольной и породной пылью в шахтах. - М., Недра, 1981.-271 с.]
Недостатками данного аспиратора являются:
- большая погрешность поддержания объемной скорости протягивания воздуха через фильтр, зависящая от величины пылевого осадка, связанная с использованием эжекторного побудителя тяги и из-за отсутствия визуального контроля за объемной скоростью протягивания воздуха, что приводит к погрешности определения объема прокачанного воздуха;
- большая металлоемкость и энергоемкость из-за применения эжекторного побудителя тяги, требующего использования массивного баллона с сжатым воздухом и обладающего низким КПД;
- малый ресурс работы (1 час);
- неудобство в эксплуатации из-за больших габаритов и массы (7,7 кг);
- отсутствие возможности непосредственно измерять объем воздуха, приведенный к нормальным условиям.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является измеритель массовой концентрации пыли ИКП, представляющий собой аспиратор с однокамерным насосом, в котором прокачиваемый объем воздуха определяется счетчиком оборотов двигателя, т.е. числом качков. Аспиратор питается от аккумулятора емкостью 2,2 А·ч и рассчитан на непрерывную работу в течение 8 часов. Масса аспиратора 1,1 кг. [Поздняков Г.А., Обидова Л.Г., Иванов Ф.И. Состояние и перспективы пылевого контроля на угольных шахтах // Научн. сообщ. ННЦ-ГП ИГД им. А.А. Скочинского. 2005. Вып.330. С.39-46 (прототип).]
Недостатками данного аспиратора являются:
- низкая точность поддержания и отсутствие визуального контроля постоянной скорости прокачки воздуха через фильтр с пылевым осадком и измерения объема прокачанного воздуха, зависящие от неконтролируемого разрежения воздуха между фильтром и насосом, изменяющегося по мере накопления пылевого осадка, и неконтролируемой скорости качков, зависящей от нагрузки;
- пиковые (неравномерные) нагрузки на фильтр с пылевым осадком и на механические узлы насоса, вызванные характеристикой однокамерного насоса, что делает возможным прорыв фильтра с пылью при большой аэродинамической нагрузке и снижает надежность работы насоса;
- отсутствие индикации объема прокачанного воздуха и контроля массы пылевого осадка, что влияет на удобства эксплуатации аспиратора и может привести к погрешностям измерения концентрации пыли, например, когда масса пылевого осадка будет меньше или больше допустимого значения;
- отсутствие непосредственного измерения объема воздуха, приведенного к стандартным условиям, что требует дополнительной операции по измерению давления, температуры и влажности воздуха на месте отбора проб или будут вноситься дополнительные погрешности, связанные с изменениями климатических условий.
Целью изобретения является повышение точности отбора и измерения объема прокачанного воздуха, поддержания и измерения постоянной объемной скорости прокачки воздуха через фильтр с пылевым осадком, повышение надежности работы аспиратора как при отборе проб пыли, так и в процессе эксплуатации, упрощение конструкции клапанов, упрощение процесса измерения объема прокачанного воздуха, приведенного к стандартным условиям.
Указанная цель достигается тем, что аспиратор-пылепробоотборник, состоящий из корпуса, диафрагменного насоса с электроприводом, системы стабилизации объемной скорости прокачки воздуха, системы измерения объема прокачанного воздуха, пробозаборной трубки и фильтродержателя с фильтром, при этом диафрагменный насос выполнен в виде двух камер, в котором диафрагмы расположены навстречу друг другу, жестко соединены между собой и приводятся в движение при помощи эксцентрикового механизма, насаженного на ось электродвигателя таким образом, что переднее положение диафрагмы одной камеры соответствует противоположному положению диафрагмы другой камеры, и при всасывании воздуха в одну камеру происходит выброс воздуха из другой камеры, всасывающие клапаны размещены на подвижных диафрагмах, а выхлопные на неподвижном корпусе камер, обе камеры являются стенками герметичного корпуса насоса, соединенного с всасывающим патрубком, в который вмонтирован датчик разрежения, двухкамерный насос помещен в другой внешний герметичный корпус, куда выбрасывается воздух из камер и у которого одна стенка заменена резиновой диафрагмой, служащей вместе с внутренним объемом корпуса демпфером, а в другую стенку врезан датчик массового расхода воздуха, датчик разрежения и датчик расхода подсоединены к блоку управления режимом работы двигателя и к блоку информации о расходе воздуха, об объеме протянутого воздуха, о массе пыли на фильтре и концентрации пыли, кроме того, конструкции клапанов выполнены в виде пластиковой пленки, закрепленной с одной стороны на борту клапанного отверстия, а также используется датчик расхода массы воздуха.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена принципиальная схема аспиратора-пылепробоотборника.
Аспиратор-пылепробоотборник содержит фильтродержатель с фильтром 1, корпус прибора 2, герметичный корпус-демпфер 3, корпус двойного насоса герметичный 4, нагнетательный клапан 5, всасывающий клапан 6, резиновую диафрагму 7, электродвигатель 8, резиновую диафрагму демпфера 9, эксцентрик 10, датчик расхода воздуха 11, датчик разрежения 12, всасывающий патрубок 13, блок индикации 14, блок управления 15, блок питания 16.
Аспиратор-пылепробоотборник содержит диафрагменный насос, выполненный в виде двух камер, в которых всасывающие клапаны 6 размещены на диафрагмах 7, а нагнетательные 5 на неподвижном корпусе 4 камер. Обе камеры жестко соединены между собой, образуя внутренний герметичный корпус насоса, соединенный с всасывающим патрубком 13. Клапаны 5 и 6 насосов выполнены в виде полоски упругой пластиковой пленки, закрепленной одним концом на борту клапанного отверстия.
Размещение всасывающих клапанов на диафрагмах обеспечивает минимальные размеры внутреннего корпуса насоса.
Диафрагмы обеих камер жестко связаны друг с другом и приводятся в движение при помощи эксцентрика 10, насаженного на ось электродвигателя 8 таким образом, что переднее положение диафрагмы одной камеры соответствует противоположному положению диафрагмы другой камеры, и при всасывании воздуха в одну камеру происходит выброс воздуха из второй камеры. Внутренний корпус размещен во внешнем корпусе аспиратора 3, куда выбрасывается воздух из камер и у которого одна стенка заменена гибкой диафрагмой 9, служащей вместе с внутренним объемом корпуса демпфером, а в другую стенку врезан датчик 11 расхода массы воздуха, на всасывающем патрубке установлен датчик разрежения 12, все элементы аспиратора размещены в корпусе 2.
Аспиратор-пылепробоотборник работает следующим образом.
При включении электродвигателя 8 через эксцентрик 10 и шток приводятся в движение диафрагмы обеих камер так, что воздух из одной камеры открывает клапан 5 и выбрасывается внутрь корпуса 3. В это время клапан 6 закрыт. В то же время клапан 6 второй камеры открывается, и происходит отсасывание воздуха из внутреннего корпуса, соединенного с патрубком 13. В это время клапан 5 второй камеры закрыт, и объем камеры заполняется воздухом из внутреннего корпуса.
Благодаря демпферу поток воздуха, поступающий из внешнего корпуса в датчик массового расхода, сглаженный, что обеспечивает стабильность поддержания расхода воздуха и выдачи информации о расходе и массе протянутого воздуха с визуализацией данных на дисплее.
В процессе работы датчик разрежения 12, размещенный между нагрузкой (фильтром) и аспиратором (насосом), отслеживает величину нагрузки (степень заполнения фильтра пылью) и передает информацию в блок управления о резком спаде разрежения (прорыв фильтра), о текущем разрежении (массе пыли на фильтре) и о предельном значении разрежения (о предельной массе пыли на фильтре), что в одном случае приводит к остановке двигателя (насоса) или (в другом случае) к преобразованию сигнала через блок управления в массу пыли на фильтре и в концентрацию пыли в воздухе с учетом объема протянутого воздуха, поступившего от датчика расхода, высвечиваемые на дисплее.
Повышение точности отбора и измерения объема протянутого воздуха и скорости прокачки воздуха достигается:
- использованием датчика расхода массы воздуха, размещенного на выходе из насоса и включенного в систему управления напряжением на электродвигателе для автоматического поддержания постоянной скорости прокачки воздуха;
- использованием двух камер диафрагменного насоса, работающих в противофазе и уменьшающих в 2 раза амплитуду колебания давления (разрежения) воздуха между нагрузкой (фильтром) и насосом по сравнению с однокамерным насосом при одной и той же производительности, и использованием демпфера, выполненного в виде герметичного корпуса с размещенным в нем насосом, со стенкой в виде резиновой диафрагмы и датчиком расхода, вмонтированным в одну из стенок, что в совокупности сглаживает поток воздуха, поступающего в датчик расхода, обеспечивая стабильность работы его и системы автоматического управления напряжением на электродвигателе, и в итоге повышает точность поддержания объемной скорости прокачки воздуха и уменьшает вероятность прорыва фильтра;
- установкой датчика разрежения на входе в насос, фиксирующего разрыв фильтра и предельную нагрузку пыли на фильтр, влияющие на объемную скорость прокачки воздуха и на потерю пыли при перегрузке ею фильтра за счет ссыпания.
Повышение надежности работы аспиратора как при отборе проб пыли, так и в процессе его эксплуатации достигается за счет снижения пиковых нагрузок и равномерности распределения их во времени на фильтр и механические узлы насоса.
Упрощение конструкции клапанов достигается тем, что клапаны выполнены в виде упругих пластиковых пластин, закрепленных (приклеиваемых) одним концом на борту клапанного отверстия.
Упрощение измерения объема прокачанного воздуха, приведенного к стандартным условиям, достигается за счет использования датчика массового расхода воздуха, что вытекает из уравнения Клапейрона:
где Р, V и T - давление (в том числе парциальное давление паров воды), объем и температура данной массы m газа, µ - грамм-молекула вещества, составляющего воздух, R - универсальная газовая постоянная;
если воздух с параметрами Р, V и T приводится к нормальным условиям с параметрами P0, V0 и T0, то должно соблюдаться равенство
откуда приведенный объем будет
или с учетом уравнения Клапейрона
здесь P0, R, T0 и µ - известные величины;
таким образом, объем воздуха, приведенный к стандартным условиям, определяется через массу воздуха m.
Использование датчика массового расхода воздуха исключает необходимость измерения температуры, давления и влажности воздуха и последующих расчетов для определения объема воздуха, приведенного к стандартным условиям.
Claims (3)
1. Аспиратор-пылепробоотборник, содержащий корпус, диафрагменный насос с электроприводом, системы стабилизации объемной скорости прокачки воздуха, системы измерения объема прокачанного воздуха, пробозаборной трубки и фильтродержателя с фильтром, отличающийся тем, что диафрагменный насос выполнен в виде двух камер, в котором диафрагмы расположены навстречу друг другу, жестко соединены между собой и приводятся в движение при помощи эксцентрикового механизма, насаженного на ось электродвигателя таким образом, что переднее положение диафрагмы одной камеры соответствует противоположному положению диафрагмы другой камеры и при всасывании воздуха в одну камеру происходит выброс воздуха из другой камеры, всасывающие клапаны размещены на подвижных диафрагмах, а выхлопные на неподвижном корпусе камер, обе камеры являются стенками герметичного корпуса насоса, соединенного с всасывающим патрубком, в который вмонтирован датчик разрежения, двухкамерный насос помещен в другой внешний герметичный корпус, куда выбрасывается воздух из камер и у которого одна стенка заменена резиновой диафрагмой, служащей вместе с внутренним объемом корпуса демпфером, а в другую стенку врезан датчик массового расхода воздуха, датчик разрежения и датчик расхода подсоединены к блоку управления режимом работы двигателя и к блоку информации о расходе воздуха, об объеме протянутого воздуха, о массе пыли на фильтре и концентрации пыли.
2. Аспиратор-пылепробоотборник по п.1, отличающийся тем, что клапаны выполнены в виде пластиковой пленки, закрепленной с одной стороны на борту клапанного отверстия.
3. Аспиратор-пылепробоотборник по п.1, отличающийся тем, что используется датчик расхода массы воздуха.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012141693/03A RU2516622C1 (ru) | 2012-10-02 | 2012-10-02 | Аспиратор-пылепробоотборник |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012141693/03A RU2516622C1 (ru) | 2012-10-02 | 2012-10-02 | Аспиратор-пылепробоотборник |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012141693A RU2012141693A (ru) | 2014-04-10 |
RU2516622C1 true RU2516622C1 (ru) | 2014-05-20 |
Family
ID=50435753
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012141693/03A RU2516622C1 (ru) | 2012-10-02 | 2012-10-02 | Аспиратор-пылепробоотборник |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2516622C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU175394U1 (ru) * | 2016-10-26 | 2017-12-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт промышленной экологии Уральского отделения Российской академии наук | Мобильный пост отбора проб пыли, содержащейся в атмосферном воздухе, со стратификацией по высоте |
RU176750U1 (ru) * | 2016-10-10 | 2018-01-26 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Блок для отбора проб воздуха |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU526710A1 (ru) * | 1972-02-15 | 1976-08-30 | Карагандинское отделение Восточного научно-исследовательского института по безопасности работ в горной промышленности | Устройство дл отбора проб запыленности воздуха |
GB2046624A (en) * | 1979-03-14 | 1980-11-19 | Peabody Coal Co | Dust control in mines and tunnels |
SU1474511A2 (ru) * | 1987-06-10 | 1989-04-23 | Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны труда и техники безопасности черной металлургии | Устройство дл отбора проб пыли и газа в воздухе |
SU1587379A1 (ru) * | 1988-08-23 | 1990-08-23 | Институт тепло- и массообмена им.А.В.Лыкова | Пробоотборник полидисперсной пыли из двухфазного потока |
RU53368U1 (ru) * | 2005-11-30 | 2006-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ВостЭКО" | Устройство для измерения концентрации пыли в воздушном потоке |
-
2012
- 2012-10-02 RU RU2012141693/03A patent/RU2516622C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU526710A1 (ru) * | 1972-02-15 | 1976-08-30 | Карагандинское отделение Восточного научно-исследовательского института по безопасности работ в горной промышленности | Устройство дл отбора проб запыленности воздуха |
GB2046624A (en) * | 1979-03-14 | 1980-11-19 | Peabody Coal Co | Dust control in mines and tunnels |
SU1474511A2 (ru) * | 1987-06-10 | 1989-04-23 | Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны труда и техники безопасности черной металлургии | Устройство дл отбора проб пыли и газа в воздухе |
SU1587379A1 (ru) * | 1988-08-23 | 1990-08-23 | Институт тепло- и массообмена им.А.В.Лыкова | Пробоотборник полидисперсной пыли из двухфазного потока |
RU53368U1 (ru) * | 2005-11-30 | 2006-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ВостЭКО" | Устройство для измерения концентрации пыли в воздушном потоке |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ПОЗДНЯКОВ Г.А., И ДР. Состояние и перспективы пылевого контроля на угольных шахтах // Научн. сообщ. ННЦ-ГП ИГД им. А.А.Скочинского. 2005. Вып.330. С.39-46. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU176750U1 (ru) * | 2016-10-10 | 2018-01-26 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Блок для отбора проб воздуха |
RU175394U1 (ru) * | 2016-10-26 | 2017-12-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт промышленной экологии Уральского отделения Российской академии наук | Мобильный пост отбора проб пыли, содержащейся в атмосферном воздухе, со стратификацией по высоте |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012141693A (ru) | 2014-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2516622C1 (ru) | Аспиратор-пылепробоотборник | |
CN104813023A (zh) | 活塞隔膜泵 | |
US20160108906A1 (en) | Arrangement and method for measuring a delivery volume and a delivery rate of an intermittently operating pump | |
CN101710035B (zh) | 一种烟尘采样器 | |
CN111721669A (zh) | 一种测量材料表观密度、含气量的方法 | |
CN103541890B (zh) | 自吸泵 | |
CN103063369B (zh) | 涡轮增压器漏油动态测量装置及其测量方法 | |
CN105823581A (zh) | 一种无线测量泵叶轮叶片表面压力的系统及方法 | |
CN109113130A (zh) | 一种二次供水加压泵持续加压的方法 | |
CN209727392U (zh) | 一种液压油缸测试装置 | |
US20200256712A1 (en) | Flow Meter for a Fluid with a Pulsating Flow | |
Tyurin et al. | Study of oil free scroll vacuum pump characteristics: Comparison of experimental and calculated data | |
CN203349876U (zh) | 一种便携式瓦斯管道综合参数测定仪 | |
CN209743105U (zh) | 压强式微量注射装置 | |
CN114371096A (zh) | 一种井下煤样残余瓦斯含量快速测定方法与装置 | |
CN109029867B (zh) | 一种真空设备抽吸能力的确定方法 | |
CA2350859C (en) | Apparatus for generating and conducting a fluid flow, and method of monitoring said apparatus | |
CN207540899U (zh) | 一种胶囊阻抗压力测试机 | |
CN212110130U (zh) | 一种往复泵预测性维护调试系统 | |
CN108266357A (zh) | 基于nb-iot的气动隔膜泵的远程故障报警系统 | |
JP6339072B2 (ja) | 計量システム及びその軽量ポンプ | |
CN214794006U (zh) | 一种取样泵校验台 | |
CN216975185U (zh) | 一种具有流量计量功能的气动隔膜泵 | |
CN203616073U (zh) | 一种油封泵吸效应测量装置 | |
CN203742967U (zh) | 自吸泵 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151003 |