SU1602548A1 - Способ отбора проб воздуха и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам и устройствам дл  длительного отбора интегральных проб пыли из воздуха. Цель изобретени  - повышение точности и снижение трудоемкости пылегазоанализа в нестационарных рабочих зонах за счет осуществлени  дискретного режима интегрального пробоотбора путем непрерывной фильтрации в течение 15-60 с через каждые 30-120 с паузы. Устройство, закрепл емое на работающем, содержит один фильтрующий элемент с подключенным к его входу аспирационным блоком, состо щим из питани  со стабилизатором, временного командного устройства с реле, побудител  расхода микродвигател , расходометра и дроссел , причем фильтрующий элемент располагаетс  в зоне дыхани  рабочего с помощью фильтродержател , включающего корпус с радиальной перфорацией и выпуклым днищем в виде конуса с высотой не менне 2/3 ширины корпуса, коллектор со штуцером и прижимное кольцо. 2 с.п.ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение относитс  к способам и устройствам дл  длительного отбора интегральных проб пыли и/или газов (паров) из воздуха и может найти применении при санитарно-гигиенических исследовани х, а также при паспортизации нестационарных рабочих мест преимущественно при отсутствии стационарного электропитани  и специапьно- го оператора во врем  пробоотбора.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и снижение трудоемкости пылегазоанализа в ус-пови х длительного отбора проб воздуха на нестационарных рабочих Местах с частыми изменени ми расположени  зоны дыхани  и уровн  ее загр зненности во времени. На фиг.1 представлена блок-схема устройства дл  отбора проб воздуха из зоны дыхани ; на .фиг.2 - схема за- .креплени  на работающем устройства дл  отбора проб воздуха из зоны дыхани ; на фиг.З - конструкци  фильтродержател ; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.З; на фиг.5 - график оценки точности способа путем изменени  концентрации пыли от продолжительности пауз; на фиг.6 - график зависимости скорости движени  воздуха на фильтрующей поверхности от высоты конуса.

05 О

го сд

4

QO

Устройство дл  отбора проб возду- ха из зоны дыхани  содержит аспира- ционный и фильтрующий блоки. Аспира- ционный блок 1, который крепитс  на по сном ремне работающего, состоит и блока питани  2 (один элемент батаре типа 2КПБ-2) со стабилизатором 3,дд  работы в течение 8 ч, временного командного устройства 4 дл  управлени  интегральным пробоотбором в дискретном режиме, одного пускового электромагнитного реле 5 и одного аспиратора типа ПРВ-Ш, состо щего из побудител  6 расхода, микроэлектродвигате- п  7, расходомера 8 с выходным настроечным дросселем 9, Фильтрующий блок 10, который закрепл етс  вместо одного из патронов двухпатронного респиратора П например, Астра-2 или Ру-бОМ, и соедин етс  с аспира- ционным блоком 1 гибким шлангом 12, состоит из фильтра 13 и фильтродер- жател . Последний включает корпус 14 с радиальной перфорацией и выпуклым днищем, напрессованного коллектора 15 с кольцевым уступом дл  плотной герметичной посадки в гнезде респиратора , выходного штуцера 16 и прижимного кольца-крышки 17,

Устройство работает следующим образом .

Сначала оператор осуществл ет подготовку к работе аспирационного блока: установку предварительно-зар женного аккумул тора, контрольное включение , выбор и установку режима про- боотбора, закрепление на работающем. При выборе дискретного режима пробо- отбора Величины экспозиции и паузы определ ютс  требованием максимально полного улавливани -загр знени  в услови х его возможного выноса из зоны дыхани  воздушными потоками на рабочем месте или оседани  во врем  паузы Установлено, что дл  тонкодис- персной пыли, газов и паров подвижность воздуха не искажает результат оценки его загр знённости, если при экспозиции 15-60 с пауза не будет превышать 30-120 с т,е, обеспечиваетс  соотношение не более 1;2, Дл  гру- бодисперсной пыли, котора  менее подвержена выносу из зоны дыхани , допустимо повышение указанного соотношени  до 1;4, т.е. при экспозиции 15-30 с возможна пауза с. При этом во всех случа х пауза оказываетс  достаточно небольшой, чтобы исклкг0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

чить погрешность пробоотбора в результате оседани  пыли. Оптимальной  вл етс  экспозици  30 с, удовлетвор юща  любому агрегатному состо нию и дисперсности вредного вещества в зоне дыхани . При скорости движени  воздуха относительно фильтра, превышающей 2 м/с (резкие перемещени  работающего порывы ветра и др.), необходимо сокращать экспозицию до 15 м/с, увеличива  таким образом частоту пробоотбора дл  повьшени  его точности, Если скорость менее 0,5- м/с, то при пробоотборе грубодисперсной пыли возможно увеличение экспозиции до 60 с дл  повышени  точности пробоотбора за счет его большей стабильности.

Затем оператор подготавливает к работе фильтрующий блок 10:. фиксирует предварительно взвешенный фильтр 13 в корпусе фильтродержател  14 с помощью прижимного кольца-крьш1ки 17, устанавливает фильтродержатель в гнездо респиратора 11 и подсоедин ет шлангом 12 к аспирационному блоку 1. Установкой фильтродержател  на место одного из патронов двухпатронного респиратора достигаетс  полное соответствие анализируемого и вдыхаемого воздуха, поскольку фильтр устройства работает в тех же услови х, что и фильтр респиратора . Использование корпуса фильт- родержател  с радиальной Перфорацией и днищем в виде конуса с высотой 2/3 от ширины корпуса позвол ет выровн ть поле скоростей всасывани  на поверхности фильтра и таким образом обеспечить его равномерную загрузку за счет того, что между конической поверхностью фил ьтродержател  и фильтром образуетс  воздуховод переменного сечени , имеющий одинаковое сопротивление дви- жению воздуха по .всему диаметру фильтра ,

Оператор начинает пробоотбор ручным включением временного командного устройства, которое автоматически обеспечивает пробоотбор в заданном режиме, а по окончании рабочей смены извлекает фильтр дл  дальнейшей обработки стандартньхм методом.

Пример, Определ ющим фактором , который характеризует режим пробоотбора ,  вл етс  продолжительность паузы,- Дл  ее выбора была проведена .экспериментальна  оценка точности способа дискретного пробоотбора путем измерени  концентршдии пыли при различной дискретности, т.е. продолжительности паузы Д. При этом учитывалась дисперсность пыли и подвиж ность воздуха V в рабочей зоне. Результаты представлены на фиг,5, Как видно из графиков 1 и 2, характерных дл . малых возмущений воздушной среды (V 0,3 м/с), возрастающее вли ние дискретности наблюдаетс  лишь при Д. 120 с вне зависимости от степени дисперсности (крива  1 - дл  тонкодисперсного сварочного аэрозол , крива  2 - дл  грубодисперсной комбикормовой пыли). При значительных возмущени х воздушной среды (V «2 м/с), как видно из графиков 3 и 4, необходимо уменьшать продолжительность паузы до 30 с дл  тонкодисперсной пыли и до 60 с дл  грубодисперсноГ; пыли (кривые 3 и 4 соответственно).

Продолжительность непрерывного фильтровани  (экспозици  6) также устанавливали экспериментальным путем с учетом дисперсности и подвижности воздуха рабочей зоны. При этом принимали во внимание, что экспозици  должна быть минимальной дл  снижени  сопротивлени  фильтра и уменьшени  разр дки аккумул тора в цел х стабилизации расхода воздуха, В то же врем  экспозици  должна быть достаточно большой, чтобы получить необходимый привес пыли на фильтре. Как показали исследовани , достаточно иметь в этих цел х S 60 с, а при нестабильных процессах пьшеобразовани  и повышени  неподвижности воздуха целесообразно сокращать экспозицию до 15 с.

Максимальное значение экспозиции 60 с установлено таким образом, чтобы даже при минимальном значении паузы емкость батарейного источника пит тани  оказалась достаточной дл  про- боотбора в течение половины рабочей смены, Оптимальйа  экспозици  ЗП с в этом дискретном решении обеспеивает пробоотбор в течение всей смены, Ми- нимштьное значение экспозиции 15 с рекомендуетс  при повышенной лодвиж- ности наружного воздуха,

Цискрытный режим интегрального пробоотбора - это режим, при котором пробоо тбор пpoиcxo ;ит циклично (экспозици  плюс пауза) с повторением циклов в течение длитеЭтьного времени (например, рабочей смены) и суммированием (т.е . накогшением) загр знени  в виде пыли или газа в фильтре после каждого цикла.

Если режим будет недискретным,т.е.

непрерывным (стандартный способ про- боотбора), то на стационарных рабочих местах невозможно осуществить оценку загр зненности воздуха без большой погрешности.

Предусмотренна  в устройстве установка .фильтродержател  на месте одного из патронов, респиратора обусловила конструктивную необходимость замены осевого стока фильтруемого воздуха через корпус фильтродержател  на радиальный. В результате этого воз никло существенное отличие в рассто ни х от точки стока воздуха до точек на фильтрующей поверхности. Из

вестно, что скорость выт жных струй

5

5

измен етс  обратно пропорционально квадрату рассто ни  от стока. Поэтому возникает опасность неравномерной пылевой нагрузки на фильтр, его быстрого забивани , исключающего возможность длительного пробоотбора воздуха лри стабильном расходе без его дополнительного автоматического регулировани , усложн ющего устройство. При- 0 менение в устройстве удалени  воздуха через отверсти  в корпусе фильтродержател  снижает градиен.т скорости воздуха на фильтрующей поверхности. Дл  более полного выравнивани  пол  скоростей применен кольцевой перфорированный отсос с воздуховодом переменного сечени , образованного пространством между поверхностью фильтра 13 и выпуклым днищем фильтродержател  14.

Поскольку расчет скоростей выт жных струй, как известно, носит при- ближеннь1Й характер, достаточно точ-. ное распределение скоростей может быть вы влено только экспериментально . При расходе 20 л/мин, обеспечиваемом прин тым .ас11иратором, и ис- пользовании стандартных фильтров АФА.. В-18 и АФА В-10 средние скорости дви- Q жени  воздуха на фильтрующей поверхности наход тс  в диапазоне 0,2,. .0,4 м/с, который соответствует характе- ,ристике стандартных электроанемометров и потому был оценен экспериментально . Измерени  подтвердили вли ние профил  кольцевого воздуховода на распределение скорости Уф. движени  воздуха на.фильтрующей поверхности радиусом R в зависимости от рассто 0

5

16

ни  от кра  этой поверхности () до ее центра (1 R). Результаты измерений по четырем вариантам профил  воздуховода, применительно к исполь- зованию фильтра АФА-В-10, представленные на фиг,4 в качестве примера, позвол ют Нзшвить оптимальную высоту h конусной поверхности днища фильтро- держател , равную 2/3 ширины b его корпуса.

Ожидаемый эффект заключаетс  в возможности объективно оценить уело- ВИЯ труда на нестационарных рабочих местах с целью их нормализации и

уменьшени  компенсационных затрат, в снижении трудоемкости и повышении точности пыпегазоанализа, который только дл  целей аттестации должен выполн тьс  на всех нестационарных рабочих местах, где возможно загр знение зоны дыхани  вредными вешества- ми.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1, Способ отбора проб воздуха, включаю1Ций пробоотбор в течение рабочей смены в зоне дыхани  работающего, отличающийс  тем,что, с целью

   8

   повышени  точности и снижени  трудоемкости пылегазоанализ а в нестационарных рабочих зонах, осуществл ют дискретный интегральный пробоотбор, при котором провод т непрерывную фильтрацию в течение 15-60 с паузами через каждые 30-120 с.
2. 2. Устройство дп  отбора проб воздуха , содержащее двухпатронный респиратор , подключенный к его выходу аспиратор с микродвигателем, св занным с побудителем расхода, вход которого подключен к расходомеру, а выход - к 1 астроечному дросселю, и автономный блок питани  со стабилизатором напр жени , к выходу которого подключен временной командный блок с электромагнитным реле дл  дискретного интегрального пробоотбора, отличающеес  тем, что оно снабжено дополнительно фильтрующим элементом, установленным на место одного патрона респиратора противоположно патрону , при этом корпус фильтрующего элемента выполнен с радиальной перфорацией , а его днище выполнено в виде конуса с высотой не менее 2/3 ширины корпуса.

   Г

   Фиг.1

   Фиг.2

   Фиг.З

   С,МГ/м

   О 3060 90 120 , 150 180

   Фиг. 5,се/г

   A-/I

   ФигЛ

   Ф,1с

   fpui,6 .f 0,4R 0,6fl 0,8R