SE424469B - Provtagningsanordning i flera steg for uppsamling av fasta och flytande luftfororeningar - Google Patents

Description

I' 7812851-9 graden hos anordningen mycket snabbt avtager vid förorenings- substanser, vars partikelstorlek ligger under 1 /nn.

Provtagningsapparater, som arbetar enligt impak- tionsprincipen, uppvisar nackdelen att de vid en hög stoftbe- lastning endast möjliggör en kort provtagning, då anordningen uppvisar en ringa stoftlagringskapacitet.

En ytterligare nackdel med dessa anordningar består i att de icke fullständigt kan tillförsäkra de strömningstek- niska förutsättningarna för en verksam impaktionsavskiljning, i synnerhet i området för de minsta partiklarna, då utform- ningen av en optimal radie för de cirkulära munstycksinlopps- öppningarna för de olika avskiljningsstegen i praktiken är ogenomförbart för de minsta partiklarna (under l )nm med de för närvarande kända framställningsmetoderna.

Vid uppsamling av vidhäftande fasta substanser är rengöringen av de cirkulära och relativt små munstyckena för de kända impaktionsanordningarna tämligen tidsödande..

De nämnda nackdelarna för de kända anordningarna be- gränsar kraftigt användningsmöjligheterna för dessa. Ändamålet med denna uppfinning är utveckling av en ny provtagningsanordning, som undanröjer respektive i så hög grad som möjligt reducerar nackdelarna hos de kända typerna samt begränsningarna för deras användning. Anordningen enligt uppfinningen möjliggör inom ett godtagbart verkningsgradområ- de en långvarig provtagning (t.ex. 24 timmar) i godtyckliga stoftkoncentrationsområden (l mg/m3 - 20 000 mg/m3) och god- tyckliga kornstorleksområden (över 0,1 /nn). Denär vidare läm- pad både för avskiljning och uppsamling av en stor substans- mängd (40 g) inom det nämnda området samt även för en frak- tionsanalys utan ingrepp i partikelomrâdet över 0,1 /nn. Ett ytterligare ändamål med uppfinningen består i att förverkliga de ovannämnda fördelarna med hjälp av en enkel och ekonomiskt -tillverkningsbar anordning med ringa strömningsmotstånd (2000 N/m2), vilken även möjliggör godtyckligt val av prov- tagningsställe.

Den uppställda uppgiften löses med hjälp av en an- ordning, som förenar de kända centrifugal- och impaktionsav- skiljningsmetoderna i en konstruktionsmässigt och strömnings- 7812851-9 tekniskt enhetlig anordning. Genom den gemensamma användningen av de båda metoderna i en anordning kan jämfört med de kända anordningarna väsentliga nya fördelar uppnås.

Förutom den fördelaktiga föreningen av centrifugal- och impaktionsavskiljningsmetoderna innehåller den princi- piellt konstruktiva utformningen av anordningen sådana nya egenskaper, att å ena sidan en ökning av användningsområdet för anordningen uppnås, och å andra sidan uppnås förenkling av tillverkningen.

Den dubbla avskiljningseffekten, vilken som resultat av den ändamålsenliga sammankopplingen av de kända anordnings- elementen leder till en ny konstruktionsenhet, möjliggör en lång kontinuerlig eller periodisk uppsamling av stora sub- stansmängder (20 - 40 g), till och med vid fallet av en stor stoftbelastning (upp till ett område av 10 000 - 20 000 mg/m3).

Den lämpliga föreningen av de båda avskiljningsmeto- derna möjliggör jämfört med de kända anordningarna inom ett avsevärt bredare fraktionsomrâde uppnående av en tillfredsstäl- lande avskiljningseffekt och dessutom är anordningen enligt uppfinningen mindre känslig gentemot förändringar i förore- ningskoncentrationen. Den konstruktiva utformningen av anord- ningen och sammankopplingen av de båda avskiljningsmetoderna möjliggör även avlagring av en större substansmängd.

Till ökad avskiljningseffekt och lagringskapacitet bidrager enligt uppfinningen även en speciellt anordnad fiber- mängd. Den fördelaktiga effekten hos den dubbla avskiljningen uppnås enligt uppfinningen genom att partiklarna med större korndimensioner i den genom insugningsröret inströmmande, för- orenade luften avskiljes i en centrifugalavskiljningskammare med större lagringskapacitet, varvid denna kammare för för- bättrad avskiljning lämpligen är försedd med ett antal stöt- insatser. Detta har till följd att den luft, som strömmar vi- dare, endast innehåller de finare fraktionerna av förorenings- substanserna. Därigenom uppnås att mediet, som genom ett ut- loppsrör kommer in i impaktionsavskiljningskammaren, med hän- seende på de i detta rum anordnade stoftlagringselementen med mindre lagringskapacitet redan uppvisar en sådan liten stoft- belastning, att även långvarig provtagning möjliggöres utan ' 7812851-9 |§ tilltäppning av lagringsdetaljerna, utan att en avsevärd för- sämring av avskiljningsverkningsgraden inträder.

Den strömningstekniska enhetligheten hos den dubbla avskiljningen och den därigenom uppnådda fördelaktiga effekten tillförsäkras genom att utloppsröret från centrifngalavskilj- ningskammaren är utformat som munstycke för det första impak- torsteget.

Impaktionseffekten vid partikelavskiljningen kan, framför allt i området för de mindre kornen (under 20 jun), jämfört.med de kända anordningarna enligt denna uppfinning av- sevärt ökas, genom att strypöppningarna (munstyckena), som framkallar impaktionseffekten, icke är utformade som avrundade _hål, utan som ringformiga spalter med avrundade kanter, var- vid spalterna bildas mellan de olika spaltimpaktorringarna i anordningen. _ Genom denna lösning är tillverkningen av munstycks- öppningar med optimal dimension och avrundning förfaringstek- niskt avsevärt enklare och det är lättare att tillförsäkra de för gynnsamaste impaktionseffekt vid avskiljningen nödvändiga strömningstekniska betingelserna.

Genom användningen av ringspalter kan risken för tilltäppning i praktiken undanröjas, vilken vid de små mun- styckena i de sedvanliga anordningarna vid fallet av avskil- jande av vidhäftande föroreningssubstanser ofta leder till driftsstörningar.

Genom provtagningsanordningen enligt denna uppfin- ning är även en ytterligare nackdel hos de kända impaktions- anordningarna undanröjd, där på den släta, polerade impaktor- plattan (stötplattan) redan efter en relativt kort utsugning en mättning uppträder, d.v.s. de ytterligare avskilda partik- larna kvarblir icke längre på impaktorplattan, utan de medföres genom gasströmningen. I sådana fall har en avsevärd försämring av avskiljningsgraden (eller fraktionsavskiljningsgraden) upp- kommit och provtagningen måste avslutas.

Denna nackdel undanröjes enligt uppfinningen genom att lämpligtvis vinkelrätt på ytan av de släta spaltimpaktor- ringarna och stoftlagringsinsatserna, men högst avvikande däri- 7812851-9 från med 30°, är en av speciellt material, t.ex. av värmebe- ständig plast, tillverkad fibermängd anbringad. Den med fiber- mängden utvidgade impaktionsavskiljaren ökar förutom sin avse- värt större stoftlagringskapacitet dessutom även fraktions- avskiljningsgraden och tillika även verkningsgraden för prov- tagningsanordningen, då fibermängden delvis på grund av stö- tarna, delvis på grund av filtereffekten även medverkar i av- skiljningen. Fraktionsavskiljningsgraden för anordningen ökas sålunda avsevärt, vilket dessutom även möjliggör en fraktions- analys utan ingripande, med tillräcklig effektivitet.

Ytterligare detaljer i uppfinningen beskrives nedan med hänvisning till ritningen, där fig. l visar en sidovy av anordningen enligt upp- finningen, delvis i snitt, fig. 2 visar ett tvärsnitt av anordningen i fig. l i enlighet med linjen A - A i förstorad skala, fig. 3 visar ett tvärsnitt av anordningen i fig. 1 enligt linjen B - B i förstorad skala.

Provtagningsanordningen enligt uppfinningen består i huvudsak av en centrifugalavskiljningskammare 2 med cylind- riska stötinsatser 4, av ett som munstycke till det första im- paktorsteget utformat utloppsrör 7, samt av en eller flera im- paktionsavskiljningskamare 9 med spaltimpaktorringar 10 och stoftlagringsinsatser ll, varvid de sistnämnda är utformade som munstycken för nästföljande imyaktorsteg. ßpaltimpaktor- ringarna 10 och/eller stoftlagringsinsatserna ll är försedda med en lämpligen vinkelrätt stående fibermängd 14. För inled- ning av luften eller gasprovet uppvisar anordningen ett tan- gentiellt anordnat, utbytbart, cylindriskt insugningsrör l.

Centrifugalavskiljningskamaren 2 är tillsluten från sidan ge- nom ett lock 3 och en tillstängningsmutter 6. Stötinsatserna 4 är fästa genom en insatshållare 5. Utloppsrör 7 är fäst genom försättsmuttrar 8 till centrifugalavskiljningskammaren 2. De cylinderformiga impaktionsavskiljningskamrarna 9 är isärtag- bart förbundna med centrifugalavskiljningskammaren 2 respek- tive med varandra. Till det sista impaktorsteget är ett utsug- ningsrör 13 anslutet. 7812851-9 Provtagningsanordningen enligt uppfinningen igång- sättes genom den tryckskillnad, som åstadkommas genom en ström- ningsteknisk anordning, t.ex. en ventilator eller en ejektor.

Luftproverna eller gasblandningarna, som skall testas, vilka även kan innehålla fasta och flytande substanser, insuges ge- nom det cylinderformiga insugningsröret l och inkommer i cent- rifugalavskiljningskammaren 2, där de större partiklarna på grund av den vid rotation av mediet uppträdande centrifugal- kraften avskiljes på stötinsatserna 4. De mindre partiklarna strömmar härifrån vidare med bärarmediet_genom utloppsröret 7 i riktning mot den första spaltimpaktorringen 10. Utloppsröret 7 är utformat som munstycke, och därigenom avskiljes ytterli- gare kornfraktioner på fibermängd 14, vilken är anordnad för ökning av stoftlagringskapaciteten på ytan av spaltimpaktor- ring 10. De ännu icke avskilda partüdarnaströmmar accelererat genom den ringformiga spalten i spaltimpaktorring 10 till fi- bermängden på stoftlagringsinsats ll. Här avsättes på grund av impaktions- och filtereffekten ytterligare fraktioner. An- talet av de i serie kopplade impaktorstegen är beroende av dimensionerna för de gränskorn, som skall avskiljas. Det upp till gränskorndimensionerna utarmade strömmande mediet kom- mer från det sista impaktorsteget genom utloppsröret 13, mängdmätaren, regleringsanordningen och den tryckskillnads- alstrande anordningen ut i det fria eller i huvudgasströmmen.

Provtagningsanordningen enligt uppfinningen kan i beroende av mätningsomständigheterna tillverkas av syra- och värmebeständigt stål eller plast. Materialet i fibermängden väljes motsvarande de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos föroreningssubstanserna. Exempelvis kan värme- och kemi- kaliebeständiga konstfibrer ofta användas.

Claims (4)

7812851-9 Patentkrav

1. l. Provtagningsanordning i flera steg för uppsam- ling av fasta och flytande luftföroreningar, k ä n n e - t e c k n a d av att den uppvisar en centrifugalavskiljnings- kammare (2), ett utloppsrör (7), konstruktionsmässigt och strömningstekniskt anslutet till centrifugalavskiljningskama- ren (2) och utformat som munstycket till ett första impaktor- steg, en eller flera spaltimpaktorringar (10), vilka bildar ringformiga spalter, samt stoftlagringsinsatser (ll), varvid spaltimpaktorringarna (10) och/eller stoftlagringsinsatserna (ll) är försedda med en fibermängd (14), vilken ökar avskilj- ningseffekten och stoftlagringskapaciteten.

2. Provtagningsanordning enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att i centrifugalavskiljningskammaren (2) Fär stötinsatser (4) anordnade, vilka befrämjar avskiljningen av partiklar.

3. Provtagningsanordning enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att stoftlagringsinsatserna (11) i impaktionsavskiljningskammaren (9) likaså är utformade som munstycken till nästa impaktorsteg.

4. Provtagningsanordning enligt något av kraven l - 3, k ä n n e t e c k n a d av att fibermängd (14) på spaltimpaktorringar (10) och/eller stoftlagringsinsatser (11) lämpligen är anordnade stående vinkelrätt eller avvikande därifrån med ¿3o°.