SU1270620A1

SU1270620A1 - Device for sampling aerosols

Info

Publication number: SU1270620A1
Application number: SU853847504A
Authority: SU
Inventors: Юрий Матвеевич Исаченков; Михаил Васильевич Киселев; Винидикт Иванович Немцов; Алексей Ильич Шевцов; Владимир Иванович Токмаков
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт биологического приборостроения
Priority date: 1985-01-28
Filing date: 1985-01-28
Publication date: 1986-11-15

Abstract

Изобретение относитс к устройству дл отбора проб аэрозолей, может iC П быть использовано в микробиологической промьшшенности и позвол ет -повысить достоверность отбираемых проб путем создани оптимальных аэродинамических условий отбора. Устройство содержит последовательно установленные воздухозаборник 1, уловитель 2 аэрозольных частиц иаспиратор 3, оттарированный на определенный объемный расход воздуха и установленный с электродвигателем на раме 21. В просвете входного отверсти аспиратора 3 размещен подпружиненный запорный клапан 22, снабженный фиксатором 23 уловител аэрозольных частиц. На § (Л нагнетательной стороне аспиратора 3 установлен выводной патрубок 4. Дл облегчени смены уловител 2 на раме 21 установлена пружина 25. 6 ил. ,1 гз Риг.The invention relates to an aerosol sampling device, can iC P be used in the microbiological industry and allows to increase the reliability of the sampled samples by creating optimal aerodynamic selection conditions. The device contains consistently installed air intake 1, a trap 2 of aerosol particles and an aspirator 3, tared for a certain volume air flow and installed with a motor on the frame 21. In the lumen of the inlet of the aspirator 3 there is a spring-loaded check valve 22 equipped with a lock 23 of the aerosol particles trap. On § (L on the discharge side of the aspirator 3, the outlet nozzle 4 is installed. To facilitate the change of the catcher 2, a spring 25 is installed on the frame 21. 6 ill., 1 gz Rig.

Description

Изобретение относится к приборам для отбора проб аэрозолей из технологических воздуховодов, трубопроводов приточно-вытяжной вентиляции, промышленных выбросных труб и других источников технологических аэрозольных выбросов с целью проведения систематического эффективного контроля за качеством работы пылегазоочистных систем и установок.The invention relates to devices for sampling aerosols from technological ducts, supply and exhaust ventilation pipelines, industrial exhaust pipes and other sources of technological aerosol emissions in order to conduct systematic effective quality control of dust and gas cleaning systems and installations.

Изобретение предназначено для использования в микробиологической промышленности .The invention is intended for use in the microbiological industry.

Цель изобретения - повышение достоверности' отбираемых проб путем создания оптимальных аэродинамических условий отбора.The purpose of the invention is to increase the reliability of 'samples taken by creating optimal aerodynamic conditions for sampling.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - воздухозаборник, вид сверху; на фиг. 3 - схема запорного клапана в закрытом положении;In FIG. 1 shows a diagram of a device; in FIG. 2 - air intake, top view; in FIG. 3 is a diagram of a shutoff valve in a closed position;

на фиг. 4 - то же, в открытом положении; на фиг. 5 - воздухозаборник,вид снизу; на фиг. 6 - фланцевое соединение устройства с технологическим 'воздуховодом.in FIG. 4 - the same, in the open position; in FIG. 5 - air intake, bottom view; in FIG. 6 - flange connection of the device with the technological 'duct.

Устройство для отбора проб аэрозолей из технологических воздухово'дов состоит из последовательно установленных и образующих пневматическую магистраль воздухозаборника 1, уловителя 2 аэрозольных частиц и аспиратора 3 с выводным патрубком 4. Воздухозаборник 1 состоит из заборного патрубка 5, введенного в просвет технологического воздуховода 6,' и фланца 7, предназначенного для закрепления воздухозаборника на стенке воздуховода. Заборный патрубок 5 выполнен в виде усеченного цилиндра, срез которого направлен навстречу потоку и образует вводное отверстие воздухозаборника. Противоположно вводному отверстию в стенке патрубка 5 выполнена продольная прорезь 8. Воздухозаборник 1 снабжен сепаратором, выполненным в виде наконечника 9, имеющего вогнутую радиальную поверхность ввода и установленного внутри заборного патрубка 5 при помощи шпильки 10, проходящей через прорезь 8 и закрепленной накидной гайкой 11. Изокинетичность пробоотборника обеспечивается за счет регулирования площади отверстия ввода А аэрозоля путем смещения наконечника 9 вдоль оси патрубка 5 и закрепления его в определенном.положении.A device for sampling aerosols from process air ducts consists of sequentially installed and forming the pneumatic manifold of air intake 1, trap 2 of aerosol particles and aspirator 3 with outlet pipe 4. Air intake 1 consists of an intake pipe 5 introduced into the lumen of the technological duct 6, 'and a flange 7 for fixing the air intake to the wall of the duct. The intake pipe 5 is made in the form of a truncated cylinder, the cut of which is directed towards the flow and forms the inlet opening of the air intake. A longitudinal slot 8 is made opposite the inlet opening in the wall of the pipe 5. The air intake 1 is provided with a separator made in the form of a tip 9 having a concave radial surface of the input and installed inside the intake pipe 5 with a pin 10 passing through the slot 8 and secured with a union nut 11. Isokinetics The sampler is provided by adjusting the area of the aerosol inlet A by moving the tip 9 along the axis of the nozzle 5 and securing it in a certain position.

.При этом одновременно изменяется площадь полукольцевой отводной щели В, выполненной в стенке патрубка 5 у основания наконечника 9 и перпендику5 лярной направлению потока. Воздухозаборник 1 снабжен подпружиненным запорным клапаном '2, состоящим из обтекателя 13 и клапана 14.Обтекатель 13 размещен в просвете воздухо10 заборника после отводной щели В и закреплен при помощи опор 15. В обтекателе размещена пружина 16, связанная с клапаном 14, который в свою очередь через толкатель 17 взаимосвя15 зан с подпружиненной направляющей 18 и фиксатором 19 уловителя 2 аэрозольных частиц. Оттарированный на определенный объемный расход воздуха аспиратор 3 с электродвигателем 20 ус20 тановлен на раме 21. В просвете входного отверстия аспиратора размещен подпружиненный запорный клапан 22 (конструкция'которого аналогична конструкции запорного клапана 12), снаб25 женный фиксатором 23 уловителя аэрозольных частиц. На нагнетательной . стороне аспиратора 3 установлен выводной патрубок 4, свободный конец С которого введен в технологический 30 воздуховод 6 ниже воздухозаборника 1 по ходу аэрозольного потока и закреплен при помощи фланца 24. Сменный уловитель 2 аэрозольных частиц закрепляется в фиксаторах 19 и 23, а /для облегчения его смены на раме 21 установлена упорная пружина 25.. At the same time, the area of the semicircular outlet slit B, made in the wall of the pipe 5 at the base of the tip 9 and perpendicular to the flow direction, changes simultaneously. The air inlet 1 is equipped with a spring-loaded shut-off valve '2, consisting of a cowl 13 and a valve 14. The cowl 13 is placed in the lumen of the air 10 of the intake after the outlet slit B and secured with supports 15. A spring 16 is connected to the cowl, which is connected to the valve 14, which in turn through the pusher 17 interconnected 15 is connected with the spring-loaded guide 18 and the latch 19 of the aerosol particle trap 2. An aspirator 3 with an electric motor 20 calibrated for a certain air volume flow rate is mounted on the frame 21. A spring-loaded shut-off valve 22 (the design of which is similar to that of the shut-off valve 12), equipped with a latch 23 of the aerosol particle trap, is placed in the lumen of the inlet of the aspirator. On the discharge. the outlet pipe 4 is installed on the side of the aspirator 3, the free end of which C is inserted into the process duct 30 below the air intake 1 along the aerosol stream and secured with a flange 24. The replaceable trap 2 of the aerosol particles is fixed in the latches 19 and 23, and / to facilitate its change a thrust spring 25 is mounted on the frame 21.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Предварительно перед началом отбо⁴⁰ ра проб аэрозоля при помощи закрепления сепарирующего наконечника 9 в требуемом положении устанавливают площадь А сечения отверстия ввода потока в воздухозаборник, обеспечива⁴5 ющую изокинетичность пробоотбора, и одновременно площадь отводной щели В. Наконечник 9 фиксируется при помощи шпильки 10, пропущенной через прорезь 8, и накидной гайки 11, При , 50 механическом закреплении уловителя 2 аэрозольных частиц в фиксаторах 19 и 23 происходит открывание запорных клапанов 12 и 22 за счет взаимодействия уловителя с подпружиненными 55 направляющими 18 и толкателями 17, которые, сжимая пружины 16, открывают при перемещении клапанов 14 каналы для прохода аэрозоля. Давление вPrior to the start of sampling of ⁴⁰ samples of aerosol by fixing the separating tip 9, the area A of the section of the inlet of the flow inlet into the air intake is set in the required position, providing ⁴ 5 the isokinetics of the sampling, and at the same time the area of the outlet slot B. through the slot 8, and the union nut 11, When 50 mechanically fixing the trap 2 aerosol particles in the latches 19 and 23, the shut-off valves 12 and 22 are opened due to the interaction of the trap I with spring-loaded 55 guides 18 and pushers 17, which, compressing the springs 16, open the channels for passage of the aerosol when moving the valves 14. Pressure in

1270620 4 образующейся при этом замкнутой пневматической магистрали соответствует давлению в технологическом воздуховоде. Включают электродвигатель 20 аспиратора 3. В уловителе 2 аэрозольных частиц при этом создается разрежение, необходимое для отбора пробы аэрозоля из технологического воздуховода. При входе аэрозольного потока в воздухозаборник 1 происходит 1 инерционное разделение аэрозольных частиц под действием центробежных сил, возникающих вследствие изменения направления движения потока на 90 . Сущность сепарирования аэрозоля 1 заключается в том, что движущиеся с большой скоростью частицы крупной фракции вследствие значительной инерции не успевают изменить направление движения и, стремясь сохранить пер- 2 воначальное направление, прижимаются к радиальной вогнутой поверхности ввода наконечника 9, стекают вдоль нее и выводятся из воздухозаборника в технологический воздуховод 6 через 2 отводную щель В . Частицы мелкой фракции аэрозоля проходят в уловитель 2 через открытый канал запорного клапана 12. Очищенный воздух из уловителя 2 через открытый канал за- 31 порного клапана 22 поступает в аспиратор 3 и выбрасывается из устройства в технологический воздуховод 6 через воздуховыводной патрубок 4. По истечении заданного времени отбора электродвигатель 20 аспиратора 3 выключают. Уловитель 2 освобождают из фиксаторов 19 и 23. Клапаны 12 и 22 закрываются под действием пружин 16, герметично перекрывая пневматическую магистраль устройства. Упорная пружина 25 при перезарядке выводит уловитель аэрозольный частиц из установочного места. Отводная щель δ при перекрытой пневматической магистрали устройства способствует распределению аэрозольного потока, исключая при этом возможность образования в воздухозаборнике застойной зоны. Уловитель 2 с отобранной про- ₅₍бой доставляют для анализа в лабораторию, а устройство после смены уло вителя готово для отбора следующей пробы.1270620 4 the resulting closed pneumatic line corresponds to the pressure in the process duct. The electric motor 20 of the aspirator 3 is turned on. In the trap 2 of aerosol particles, the vacuum required for sampling the aerosol from the process duct is created. When the aerosol stream enters the air intake 1, 1 inertial separation of the aerosol particles occurs under the action of centrifugal forces arising due to a change in the direction of flow flow by 90. The essence of aerosol separation 1 is that large particles moving at high speed due to significant inertia do not have time to change the direction of movement and, trying to maintain the original direction, press against the radial concave input surface of tip 9, flow along it and out of the air intake into the process duct 6 through 2 outlet slot B. The fine particles of the aerosol pass into the trap 2 through the open channel of the shut-off valve 12. The purified air from the trap 2 through the open channel of the shut-off valve 22 enters the aspirator 3 and is discharged from the device into the process duct 6 through the air outlet 4. After a predetermined time sampling motor 20 of the aspirator 3 is turned off. The trap 2 is released from the latches 19 and 23. The valves 12 and 22 are closed by the action of the springs 16, hermetically closing the pneumatic line of the device. The thrust spring 25 when reloading takes the trap aerosol particles from the installation site. The outlet slit δ with a blocked pneumatic line of the device contributes to the distribution of the aerosol flow, eliminating the possibility of the formation of a stagnant zone in the air intake. Catcher 2 with the selected sample _{5 (the} battle is delivered for analysis to the laboratory, and the device, after changing the collector, is ready for the collection of the next sample.

Предлагаемое устройство для отбора проб аэрозолей из технологических воздуховодов позволит повысить достоверность отбираемых проб за счет снижения потерь в пневматической магистрали; получить достоверные пробы аэрозолей при отборе из технологических воздуховодов, работающих как под избыточным давлением, так и под разрежением; обеспечить надежную герметизацию технологических воздуховодов при смене уловителя, способствующую выполнить требования технологического регламента и отбор проб как из горизонтальных,так и из вертикальных участков технологических воздуховодов; провести систематический контроль за состоянием воздуха в технологических воздуховодах, в системах приточно-вытяжной вентиляции, выбросных трубах и других источниках выбросов. Кроме того, устройство характеризуется простотой конструкции и удобством в эксплуатации.The proposed device for sampling aerosols from technological ducts will improve the reliability of the samples taken by reducing losses in the pneumatic line; to obtain reliable samples of aerosols during sampling from process ducts operating both under overpressure and under vacuum; to provide reliable sealing of technological air ducts when changing the trap, which helps to fulfill the requirements of the technological regulations and sampling both from horizontal and vertical sections of technological air ducts; carry out systematic monitoring of the state of air in technological ducts, in supply and exhaust ventilation systems, exhaust pipes and other sources of emissions. In addition, the device is characterized by simplicity of design and ease of use.

Claims

The invention relates to devices for sampling aerosols from process ducts, supply and exhaust piping, industrial exhaust pipes and other sources of process aerosol emissions in order to systematically and effectively monitor the quality of the operation of the gas cleaning systems and installations. The invention is intended for use in microbiological industry. The purpose of the invention is to increase the reliability of the samples taken by creating an optimal aerodynamic selection conditions. FIG. 1 shows a diagram of the device; in fig. 2 - top view of the air intake; in fig. 3 is a diagram of the shut-off valve in the closed position; in fig. 4 - the same, in the open position; in fig. 5 - air intake, bottom view; in fig. 6 - flange connection of the device with the process (air duct. The device for sampling aerosols from the process air ducts consists of successively installed and forming the pneumatic line of the air intake 1, the trap 2 of aerosol particles and the aspirator 3 with the outlet nozzle 4. The air intake 1 consists of the intake nozzle 5 inserted into the lumen of the process duct 6 and the flange 7, designed to fix the air intake to the duct wall. The suction inlet 5 is designed to be truncated The cut cylinder is directed towards the flow and forms the inlet of the air intake. Opposite the inlet in the wall of the pipe 5 is made a longitudinal slot 8 The air intake 1 is equipped with a separator, made in the form of a tip 9 having a concave radial surface of the input and installed inside the intake pipe 5 using a pin 10 passing through the slot 8 and secured with a cap nut 11. The isokineticity of the sampler is provided by adjusting the opening area of the inlet A with an aerosol l by displacing the tip 9 along the axis of the nozzle 5 and: securing it in a certain position. At the same time, the area of the half-circumferential side slit B, which is made in the wall of the pipe 5 at the base of the tip 9 and perpendicular to the flow direction, changes simultaneously. The air intake 1 is provided with a spring-loaded shut-off valve 12, consisting of a flap 13 and a valve 14. The flap 13 is located in the lumen of the air intake after the exhaust slot & and secured by means of the supports 15. A spring 16 is placed in the fairing, which is connected to the valve 14, which in turn is interconnected via the pusher 17 with the spring-loaded guide 18 and the retainer 19 of the trap 2 aerosol particles. An aspirator 3 with an electric motor 20 tipped at a certain volume air flow is mounted on frame 21. In the lumen of the aspirator inlet there is a spring-loaded locking valve 22 (the design of which is similar to that of the shut-off valve 12), equipped with a lock 23 that catches aerosol particles. On the discharge. On the side of the aspirator 3, an outlet nozzle 4 is installed, the free end of which is introduced into the process air duct 6 below the air intake 1 along the aerosol stream and secured with the help of the flange 24. The replacement trap 2 of the aerosol particles is fixed in clamps 19 and 23, and 4; 1ls1 / 1 het c / nn. : j fi ci / To facilitate its change, a stop spring 25 is installed on the frame 21. The device operates as follows. Before starting the sampling of the aerosol, fixing the separating tip 9 in the required position sets the area A of the cross section of the flow inlet to the air intake, ensuring the isokineticity of sampling, and at the same time the area of the drain slot B. The tip 9 is fixed by means of a pin 10 passed through the slot 8, and cap nut 11. When, mechanically fixing the catcher 2 aerosol particles in the clamps 19 and 23, the shut-off valves 12 and 22 are opened due to the interaction of the catcher with n with spring guides 18 and push rods 17, which, compressing the springs 16, open the channels for passage of the aerosol when the valves 14 are moved. The pressure in the closed pneumatic line that forms at the same time corresponds to the pressure in the process duct. The motor 20 of the aspirator 3 is turned on. And the aerosol particle catcher 2 creates the vacuum required for taking an aerosol sample from the process air duct. When an aerosol stream enters the air intake 1, aerosol particles undergo an inertial separation under the action of centrifugal forces resulting from a change in the direction of flow movement by 90. The essence of aerosol separation is that large particles moving at high speed, due to significant inertia, do not have time to change the direction of movement and, trying to preserve the original direction, are pressed against the radial concave surface of the tip 9 inlet, flow along it and out of the air intake technological duct 6 through the bypass slot B. Particles of the aerosol fines pass into the trap 2 through the open channel of the shut-off valve 12. The cleaned air from the catcher 2 through the open channel of the shut-off valve 22 enters the aspirator 3 and is discharged from the device into the process duct 6 through the air outlet pipe 4. After the predetermined sampling time, the electric motor 20 aspirator 3 is turned off. The trap 2 is released from the latches 19 and 23. The valves 12 and 22 are closed by the action of the springs 16, tightly blocking the pneumatic line of the device. The retaining spring 25 when recharging removes the trap aerosol particles from the installation location. The bypass slit 6, when the device’s pneumatic line is blocked, contributes to the distribution of the aerosol stream, while at the same time preventing the formation of a stagnant zone in the air intake. The trap 2 with the sample taken is delivered to the laboratory for analysis, and the device after the change of trap is ready for taking the next sample. The proposed device for sampling aerosols from process ducts will improve the reliability of the sampled samples by reducing losses in the pneumatic line; get reliable samples of aerosols in the selection of technological ducts, working both under pressure and under vacuum; to ensure reliable sealing of the process air ducts when changing the catcher, which helps to fulfill the requirements of the production schedules and sampling both from horizontal jTaK and from vertical sections of the technological air ducts; conduct systematic monitoring of the state of air in process air ducts, in supply and exhaust ventilation systems, exhaust pipes and other emission sources. In addition, the device is characterized by simplicity of design and ease of operation. Claims A device for sampling aerosols, mainly from process air ducts, including successively installed and forming a pneumatic line, an air intake, a trap of aerosol particles and an aspirator with discharge nozzle, are different in order to increase the reliability of the samples taken by creating optimal aerodynamic conditions of selection, the pneumatic line is equipped with spring-loaded shut-off valves, between which an aeroso-air trap is installed coaxially with them. nyh particles, the free end of the aspirator outlet nozzle installed in the process air duct below the air inlet and the air inlet is provided with a separator, designed as a tip with a concave radial surface.

.3