RU38837U1

RU38837U1 - AIR FLOW DUST MEASUREMENT DEVICE

Info

Publication number: RU38837U1
Application number: RU2003135956/20U
Authority: RU
Inventors: А.А. Трубицын; Н.В. Трубицына; С.П. Ворошилов; Я.С. Ворошилов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ВостЭКО"
Priority date: 2003-12-15
Filing date: 2003-12-15
Publication date: 2004-07-10

Abstract

Полезная модель относится к горной промышленности, а именно, к технике безопасности и охране труда при разработке полезных ископаемых, и может быть использована для определения весовой концентрации взвешенных частиц пыли в шахтном воздухе. Предложено устройство для измерения запыленности воздушного потока, включающее побудитель тяги, канал для отсоса запыленного воздуха с фильтром на входе в него и измерительный блок с индикатором. Сущность полезной модели заключается в том, что в канале для отсоса запыленного воздуха между фильтром и побудителем тяги установлен датчик расхода воздуха, соединенный с измерительным блоком, причем в качестве побудителя тяги используют центробежный вентилятор. Частицы пыли из воздушного потока оседают на фильтре 3, а объем проходящего воздуха регистрируется с помощью датчика расхода воздуха 4. Пылемер предварительно тарируют по расходу воздуха в зависимости от аэродинамического сопротивления фильтра при постоянной депрессии. Измерительный блок 5 определяет текущие значения расхода воздуха, сравнивает их с данными тарировки и указывает концентрацию пыли в единице объема воздуха. Устройство имеет простое конструктивное исполнение и обеспечивает проведение замеров в короткие сроки и с достаточной точностью (±5%).The utility model relates to the mining industry, namely, safety and labor protection in the development of minerals, and can be used to determine the weight concentration of suspended dust particles in mine air. A device for measuring the dust content of the air flow is proposed, including a traction stimulator, a channel for suction of dusty air with a filter at its inlet, and a measuring unit with an indicator. The essence of the utility model is that in the channel for suction of dusty air between the filter and the traction inducer, an air flow sensor is connected to the measuring unit, and a centrifugal fan is used as a traction inducer. Dust particles from the air stream are deposited on the filter 3, and the volume of passing air is recorded using the air flow sensor 4. The dust meter is pre-calibrated for air flow depending on the aerodynamic resistance of the filter with constant depression. The measuring unit 5 determines the current values of air flow, compares them with calibration data and indicates the concentration of dust in a unit volume of air. The device has a simple design and provides measurements in a short time and with sufficient accuracy (± 5%).

Description

Полезная модель относится к горной промышленности, а именно, к технике безопасности и охране труда при разработке полезных ископаемых, и может быть использована для определения весовой концентрации взвешенных частиц пыли в шахтном воздухе.The utility model relates to the mining industry, namely, safety and labor protection in the development of minerals, and can be used to determine the weight concentration of suspended dust particles in mine air.

Известен пылемер, в основу работы которого положен объемно-денситометрический метод измерения (авторское свидетельство СССР № 208327, кл. G 01 N 15/02, опубликовано в 1968г.). Известный пылемер содержит корпус, в котором помещены источник и приемник света, вторичный прибор, фильтровальная лента с защитной пленкой, классификатор пыли и насосное устройство. Запыленный воздух с помощью насосного устройства просасывают через пылемер, где происходит осаждение частиц пыли на фильтровальную ленту.A known dust meter is based on the volumetric densitometric measurement method (USSR author's certificate No. 208327, class G 01 N 15/02, published in 1968). Known dust meter contains a housing in which the light source and receiver, a secondary device, a filter tape with a protective film, a dust classifier and a pumping device are placed. Dusty air is sucked through a dust meter using a pump device, where dust particles are deposited on the filter belt.

Измерение запыленности воздуха ведут по светопоглощающей способности пятна пыли на ленте.The measurement of dust is carried out by the light-absorbing ability of the dust spots on the tape.

Основным недостатком известного пылемера является низкая точность измерения (±15%), т.к. на получаемый результат существенное влияние оказывают такие факторы, как петрографический состав пыли, влажность и зольность ее.The main disadvantage of the known dust meter is the low measurement accuracy (± 15%), because on the result, a significant influence is exerted by such factors as the petrographic composition of the dust, its moisture and ash content.

Известно устройство для измерения запыленности воздуха, где об объемной концентрации дисперсной фазы аэрозоля судят по результатам измерения э.д.с., наведенной на электродах после зарядки частиц пыли униполярным импульсным коронным разрядом (авторское свидетельство СССР № 409126, кл. G 01 N 27/62, опубликовано в 1973г., Б. № 48 и авторское свидетельство № 748192, кл. G 01 N 15/00, опубликовано в 1980г., Б. № 26).A device for measuring air dust is known, where the volume concentration of the dispersed phase of the aerosol is judged by the measurement of the emf induced on the electrodes after charging the dust particles with a unipolar pulsed corona discharge (USSR author's certificate No. 409126, class G 01 N 27 / 62, published in 1973, B. No. 48 and copyright certificate No. 748192, class G 01 N 15/00, published in 1980, B. No. 26).

Недостатком известного пылемера, в основу которого заложен указанный принцип измерения запыленности, является низкая точность и надежность при использовании его в условиях шахт, где относительная влажность воздуха достигает A disadvantage of the known dust meter, which is based on the indicated principle of measuring dust content, is its low accuracy and reliability when used in mines, where the relative humidity reaches

100% и происходит «отекание» электрических зарядов с электродов и частиц пыли.100% and there is a "swelling" of electric charges from electrodes and dust particles.

Известен пылемер для измерения весовой концентрации аэрозольных частиц пыли в шахтном воздухе, содержащий две трубки с зарядными камерами иKnown dust meter for measuring the weight concentration of aerosol dust particles in mine air, containing two tubes with charging chambers and

коронирующими электродами, подсоединенные к всасывающему вентилятору, и измерительный блок с регистрирующим прибором (индикатором) выполненный в виде катушек индуктивности, соединенных по мостовой схеме (авторское свидетельство СССР № 1321832, кл. Б 21 F 5/00, опубликовано в 1987г., Б. № 25). Принцип действия пылемера заключается в том, что потоки воздуха в трубках ионизируют с помощью коронирующих электродов, а затем пропускают их одновременно через измерительный блок, при этом наводится электрический ток и регистрирующий прибор показывает значение концентрации пыли. Обязательным условием нормальной работы известного пылемера является равенство расходов воздуха в трубках. В действительности, по мере отложения пыли на фильтре возрастает аэродинамическое сопротивление в одной трубке и происходит снижение расхода очищенного воздуха, проходящего по ней, и степени ионизации этого потока, что влияет на величину электрического тока в измерительном блоке и, следовательно, на точность измерения.corona electrodes connected to the suction fan and a measuring unit with a recording device (indicator) made in the form of inductors connected in a bridge circuit (USSR author's certificate No. 1321832, class B 21 F 5/00, published in 1987, B. No. 25). The principle of operation of the dust meter is that the air flows in the tubes are ionized with the help of corona electrodes, and then they are passed simultaneously through the measuring unit, while an electric current is induced and the recording device shows the value of the dust concentration. A prerequisite for the normal operation of the known dust meter is the equality of air flow in the tubes. In fact, as dust is deposited on the filter, the aerodynamic drag in one tube increases and the consumption of purified air passing through it decreases and the degree of ionization of this stream decreases, which affects the magnitude of the electric current in the measuring unit and, therefore, the measurement accuracy.

Предложено устройство для измерения запыленности воздушного потока, включающее побудитель тяги, канал для отсоса запыленного воздуха с фильтром на входе в него и измерительный блок с индикатором. Отличием предложенного устройства является то, что в канале для отсоса запыленного воздуха между фильтром и побудителем тяги установлен датчик расхода воздуха, соединенный с измерительным блоком, причем в качестве побудителя тяги используют центробежный вентилятор.A device for measuring the dust content of the air flow is proposed, including a traction stimulator, a channel for suction of dusty air with a filter at its inlet, and a measuring unit with an indicator. The difference of the proposed device is that in the channel for suction of dusty air between the filter and the traction inducer, an air flow sensor is connected to the measuring unit, and a centrifugal fan is used as a traction inducer.

Основными преимуществами предложенного пылемера являются простота конструкции, быстрота измерения концентрации пыли в воздухе и высокая точность (±5%).The main advantages of the proposed dust meter are the simplicity of design, the speed of measuring the concentration of dust in the air and high accuracy (± 5%).

По сравнению с прототипом, в предложенном пылемере не требуется производить ионизацию воздуха и проводить одновременно измерения по двум потокам воздуха с последующим сравнением результатов.Compared with the prototype, the proposed dust meter does not require ionization of the air and simultaneously measure two air flows, followed by a comparison of the results.

Конструктивное выполнение устройства для измерения запыленности воздуха поясняется чертежом, где приведена его принципиальная схема.The structural embodiment of the device for measuring dustiness of the air is illustrated in the drawing, which shows its schematic diagram.

Устройство содержит канал I для отсоса загрязненного воздуха, соединенный с побудителем тяги 2, на всасывающем конце которого установлен фильтр 3. В канале между фильтром и побудителем тяги установлен датчик расхода воздуха 4, соединенный электрически с измерительным блоком 5 с индикатором 6. В качестве побудителя тяги используют центробежный вентилятор, характеристика которого представлена зависимостью производительности от аэродинамического сопротивления вентиляционной сети, которая в данном случае представлена каналом 1 с датчиком расхода воздуха 4 и фильтром 3.The device contains a channel I for suction of contaminated air, connected to a traction inducer 2, a filter 3 is installed at the suction end. An air flow sensor 4 is installed in the channel between the filter and the traction inducer, electrically connected to the measuring unit 5 with indicator 6. As a traction stimulator use a centrifugal fan, the characteristic of which is represented by the dependence of performance on the aerodynamic resistance of the ventilation network, which in this case is represented by channel 1 with a sensor Flow rate of air filter 3, and 4.

Поток запыленного воздуха под действием депрессии, создаваемой побудителем тяги 2, поступает в канал 1, при этом содержащаяся в потоке воздуха пыль оседает на фильтр 3, а очищенный воздух по каналу проходит через датчик расхода воздуха 4, побудитель тяги 2 и выходит в атмосферу. Датчик расхода регистрирует объем проходящего воздуха в заданный период времени и передает эти данные в измерительный блок 5. Пылемер предварительно тарируют по расходу воздуха от аэродинамического сопротивления фильтра при постоянной депрессии с функциональной зависимостьюThe flow of dusty air under the influence of depression created by the traction stimulator 2 enters the channel 1, while the dust contained in the air stream settles on the filter 3, and the cleaned air passes through the air flow sensor 4, the traction stimulator 2 and enters the atmosphere. The flow sensor registers the volume of passing air in a given period of time and transmits this data to the measuring unit 5. The dust meter is pre-calibrated for air flow from the aerodynamic resistance of the filter with constant depression with a functional dependence

Q=f(r),Q = f (r),

где Q - расход воздуха, л/мин;where Q is the air flow, l / min;

r - аэродинамическое сопротивление фильтра, Н·с²/м.r is the aerodynamic drag of the filter, N · s ² / m.

Аэродинамическое сопротивление всасывающего канала пылемера является постоянной величиной, в связи с чем уменьшение расхода воздуха зависит только от изменения аэродинамического сопротивления фильтра вследствие отложения на нем пыли. Данные тарировки вводят заранее в измерительный блок, где производится The aerodynamic resistance of the suction channel of the dust meter is a constant value, and therefore the decrease in air flow depends only on the change in aerodynamic resistance of the filter due to the deposition of dust on it. Calibration data is entered in advance into the measuring unit, where

определение текущей величины аэродинамического сопротивления фильтра во времени, сравнение ее с данными тарировки и перевод полученных данных в значение концентрации' пыли в единице объема воздуха (мг/см³ или мг/м³).determining the current value of the aerodynamic drag of the filter over time, comparing it with calibration data and converting the data to the value of the dust concentration in a unit volume of air (mg / cm ³ or mg / m ³ ).

Датчик расхода воздуха и измерительный блок с индикатором могут быть использованы от известных газоанализаторов, выпускаемых в России (газоанализаторы серии ГИАМ-14 и 15, ПГА-СО₂ и др.) и за рубежом (прибор Р 2191-КР, АТW-41 и др.).An air flow sensor and a measuring unit with an indicator can be used from well-known gas analyzers produced in Russia (gas analyzers of the GIAM-14 and 15 series, PGA-СО ₂ , etc.) and abroad (device R 2191-КР, АТW-41, etc. .).

В опытных образцах предлагаемого пылемера были использованы датчик расхода воздуха и измерительный блок фирмы «MICRO SWITCH a Honeywell Division».In the prototypes of the proposed dust meter, an air flow sensor and a measuring unit from MICRO SWITCH a Honeywell Division were used.

В процессе лабораторных испытаний были проведены измерения концентрации пыли в потоках воздуха в предложенном пылемере и, для сравнения, с использованием пылемера ДПВ-2 и весового метода. Исследовались потоки воздуха с содержание пыли от 70 мг/м³ до 520 мг/м³. Ошибка измерения предложенным пылемером не превысила ±5%. Устройство для измерения запыленности воздушного потока имеет простое конструктивное исполнение и обеспечивает проведение замеров в короткие сроки и с достаточной точностью.In the course of laboratory tests, measurements of the concentration of dust in the air flows in the proposed dust meter and, for comparison, using the DPV-2 dust meter and the weight method were carried out. Air flows with a dust content of 70 mg / m ³ to 520 mg / m ^{3 were} studied. The measurement error of the proposed dust meter did not exceed ± 5%. The device for measuring the dust content of the air flow has a simple design and provides measurements in a short time and with sufficient accuracy.

Claims

A device for measuring the dust content of the air flow, including a channel for suctioning dusty air with a filter at its inlet, a traction inducer and a measuring unit with an indicator, characterized in that it is additionally equipped with an air flow sensor installed in the channel for suctioning dusty air between the filter and the driver thrust connected to the measuring unit, and a centrifugal fan is used as a thrust inducer.