Способ отбора проб воздуха и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к способам и устройствам для длительного отбора интегральных проб пыли из воздуха. Цель изобретения - повышение точности и снижение трудоемкости пылегазоанализа в нестационарных рабочих зонах за счет осуществления дискретного режима интегрального пробоотбора путем непрерывной фильтрации в течение 15-60 с через каждые 30-120 с паузы. Устройство, закрепляемое на работающем, содержит один фильтрующий элемент с подключенным к его входу аспирационным блоком, состоящим из питания со стабилизатором, временного командного устройства с реле, побудителя расхода микродвигателя, расходометра и дросселя, причем фильтрующий элемент располагается в зоне дыхания рабочего с помощью фильтродержателя, 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.

„„gg„„1602548

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

3йИ93НМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ . з ЕЛ Ю! Е - Х

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 01НРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР 1 (21) 4458076/30-26 (22) 31,05.88 (46) 30.10.90. Бюл. М- 40 (71) Ленинградский сельскохозяйственный институт (72) Э,Э.Щварц и И.Т.Агапов (53) 053.543(088.8) (56) Энциклопедия по безопасности и гигиене труда. M.: Профиздат, 1986, с.1841, Авторское свидетельство СССР

11 - 871033, кл. С 01 M 1/24, 1979, Векре"па praca.: Вгас1s lava, 1980, 11, Р 3, с,104-109. (54) СПОСОБ ОТБОРА ПРОБ ВОЗДУХА И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к способам и устройствам для длительного отбора интегральных проб пыли из воздуха.

Цель изобретения — повышение точности

Изобретение относится K способам и устройствам для длительного отбора интегральных проб пыли и/или газов (паров) из воздуха и может найти применени =" при санитарно-гигиенических исследованиях, а также при паспорти3 ации нестационарпых рабочих мест пре— имущественно при отсутствии стацио— нарного электропитания и специапьно—

ro оператора во время пробоотбора.

Целью иэсбретения является повышение точности и снижение трудоемкости пылегазоанализа в условиях длительного отбора проб воздуха на нестационарных рабочих местах с частыми измене(g1)g А 62 В 18/02, G 01 N 1/24 и снижение трудоемкости пылегазоанализа в нестационарных рабочих зонах за счет осуществления дискретного режима интегрального пробоотбора путем непрерывной фильтрации в течение 1560 с через каждые 30-120 с паузы. Устройство, закрепляемое на работающем, содержит один фильтрующий элемент с подключенным к его входу аспирационным блоком, состоящим из питания со стабилизатором, временного командного устройства с реле, побудителя расхода микродвигателя, расходомера и дросселя, причем фильтрующий элемент располагается в зоне дыхания рабочего с помощью фильтродержателя, включающего корпус с радиальной перфорацией и вы— пуклым днищем в виде конуса с высотой не менее 2/3 ширины корпуса, коллектор со штуцером и прижимное коль— цо, 2 с. п,ф-лы, 6 ил. ниями расположения зоны дыхания

Х) и уровня ее загрязненности во времени.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для отбора проб воздуха из зоны дыхания; на .фиг, 2 — схема з а— крепления на работающем устройства для отбора проб воздуха из зоны дыхания; на фиг.3 — конструкция фильтродержателя; на фиг.4 — разрез А-А на фиг,3; на фиг.5 — график оценки точности способа путем изменения концентрации пыли от продолжительности пауз; на фиг,б — график зависимости скорости движения воздуха на фильтрующей поверхности от высоты конуса.

1602548

Устройство для отбора проб воздуха из эоны дыхания содержит аспирационный и фильтрующий блоки. Аспирационный блок 1, который крепится на поясном ремне работающего, состоит из блока питания 2 (один элемент батареи типа 2К11Б-2) со стабилизатором 3, для работы в течение 8 ч, временного командного устройства 4 для управления 10 интегральным пробоотбором в дискретном режиме, одноro пускового электромагнитного реле 5 и одного аспиратора типа ПРВ-1N состоящего из побудителя б расхода, микроэлектродвигатея 7, расходомера 8 с выходным настроечным дросселем 9. Фильтрующий блок 10, который закрепляется вместо одного из патронов двухпатронного респиратора 11, например, "Астра-2" или Ру-60N, и соединяется с аспирационным блоком 1 гибким шлангом 12, состоит из фильтра 13 и фильтродержателя, Последний включает корпус 14 с радиальной перфорацией H выпуклым 25 днищем, напрессованного коллектора

15 с кольцевым уступом для плотной герметичной посадки в гнезде респиратора, выходного штуцера 16 и прижимного кольца-крьппки 17.

Устройство работает следующим образом.

Сначала оператор осуществляет подготовку к работе аспирационного блока: установку предварительно .з аряженного аккумулятора, контрольное включение, выбор и установку режима пробоотбора, закрепление на работающем.

При выборе дискретного режима пробоотбора величины экспозиции и паузы

40 определяются требованием максимально полнoro улавливания загрязнения в условиях его возможного выноса из зоны дыхания воздушными потоками на рабочем месте или оседания во время пау45 . зы. Установлено, что для тонкодисперсной пыли, газов и паров подвижность воздуха не искажает результат оценки его загрязненности, если при экспозиции 15-60 с пауза не будет превышать 30-120 с т.е. обеспечивает50 ся соотношение не более 1:2, Для грубодисперсной пыли, которая менее подвержена выносу из зоны дыхания, допустимо повышение указанного соотно шения до 1:4, т.е. при экспозиции

15-30 с возможна пауза 60т120 с. При этом во всех случаях пауза оказывается достаточно небольшой, чтобы исключить погрешность пробоотбора в результате оседания пыли, Оптимальной является экспозиция 30 с, удовлетворяющая любому агрегатному состоянию и дисперсности вредного вещества в зоне дыхания, При скорости движения воздуха относительно фильтра, превышающей

2 м/с (резкие перемещения работающего порывы ветра и др.), необходимо сокращать экспозицию до 15 м/с, увеличивая таким образом частоту пробоотбора дпя повьппения его точности.

Если скорость менее 0,5 м/с, то при пробоотборе грубодисперсной пыли возможно увеличение экспозиции до 60 с для повышения точности пробоотбора за счет его большей стабильности, Затем оператор подготавливает к работе фильтрующий блок 10:. фиксирует предварительно взвешенный фильтр 13 в корпусе фильтродержателя 14 с помощью прижимного кольца-крьппки 17, устанавливает фильтродержатель в гнездо респиратора 11 и подсоединяет шлангом 12 к аспирационному блоку 1. Установкой фильтродержателя на место одного из патронов двухпатронного респиратора достигается полное соответствие анализируемого и вдыхаемого воздуха, поскольку фильтр устройства работает в тех же условиях, что и фильтр респиратора. Использование корпуса фильтродержателя с радиальной перфорацией и днищем в виде конуса с высотой 2/3 от ширины корпуса позволяет выровнять поле скоростей всасывания на поверхности фильтра и таким образом обеспечить его равномерную загрузку за счет того, что между конической поверхностью фильтродержателя и фильтром образуется воздуховод переменного сечения, имеющий одинаковое сопротивление движению воздуха по .всему диаметру фильт,р а.

Оператор начинает пробоотбор руч-. ным включением временного командного устройства, которое автоматиче ски обеспечивает нробоотбор в заданном режиме, а по окончании рабочей смены извлекает фильтр для дальнейшей обработки стандартным методом, Пример. Определяющим фактором, который характеризует режим пробоотбора, является продолжительность паузы. Дпя ее выбора была проведена .экспериментальная оценка точности

1 способа дискретного пробоотбора путем измерения концентрации пыли при раз02548

5 16 личной дискретности, т.е, продолжительности паузы б. При этом учитывалась дисперсность пыли и подвижность воздуха V в рабочей зоне. Результаты представлены на фиг.5, Как видно из графиков 1 и 2, характерных для малых возмущений воздушной среды (V О, 3 м/с), возрастающее влияние дискретности наблюдается лишь при

6, > 120 с вне зависимости от степени дисперсности (кривая 1 — для тонкодисперсного сварочного аэрозоля, кривая 2 — для грубодисперсной комбикормовой пыли). При значительных возмущениях воздушной среды (V 2 м/с), как видно из графиков 3 и 4, необходимо уменьшать продолжительность паузы до 30 с для тонкодисперсной пыли и до бО с для грубодисперсной пыли (кривые 3 и 4 соответственно).

Продолжительность непрерывного фильтрования (экспозиция E) также устанавливапи экспериментальным путем с учетом ди спер сно сти и подвижности воздуха рабочей зоны. При этом принимали во внимание, что экспозиция должна быть минимальной для снижения сопротивления филbTpа и уменьшения

Разрядки аккумулятора в целях стабилизации расхода воздуха, В то же время экспозиция должна быть достаточно большой, чтобы получить необходимый привес пыли на фильтре, Как показали исследования, достаточно иметь в этих целях = 60 с, а при нестабильных процессах пылеобразования и повышения неподвижности воздуха целесообразно сокращать экспозицию до 15 с, Максимальное з начение экспозиции бО с установлено таким образом, что— бы даже при минимальном значении паузы емкость батарейного источника пи-. тания оказалась достаточной для пробоотбора в течение половины рабочей смены. Оптимальйая экспозиция 30 с в этом дискретном Решении обеспеивает пробоотбор в течение всей смены, Минимальное значение экспозиции 15 с рекомендуется при повышенной подвижности наружного воздуха, Дискретный режим интегрального пробоотбора — это режим, при котором пробоотбор происходит циклично (экспозиция плюс пауза) с повторением циклов в течение длительного времени (например, рабочей смены) и суммированием (т.е, накоплениеM) загрязнения в виде пыли или газа в фильтре посл е каждо ro цикл а.

Если режим будет недискретным,т.е, 5 непрерывным (стандартный способ npot боотбора); то на стационарных рабочих местах невозможно осуществить оценку загрязненности воздуха без большой погрешности, 10 Предусмотренная в устройстве установка фильтродержателя на месте одного из патронов. респиратора обусловила конструктивную необходимость замены осевого стока фильтруемого возду15 ха через корпус фильтродержателя на радиальный. В результате этого воз». никло существенное отличие в расстояниях от точки стока воздуха до точек на фильтрующей поверхности. Известно, что скорость вытяжных струй изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния от стока, Поэтому возникает опасность неравномерной пылевой нагрузки на фильтр, его быстрого забивания, исключающего возможность длительного пробоотбора воздуха при стабильном расходе без его дополнительного автоматического регулирования, усложняющего устройство, При30 менение в устройстве удаления воздуха через отверстия в корпусе фильтродержателя снижает градиент скорости воздуха на фильтрующей поверхности.

Для более полного выравнивания поля скоРостей применен кольцевой перфорированный отсос с воздуховодом переменного сечения, образованного пространством между поверхностью фильтра 13 и выпуклым днищем фильтродержа40 теля 14.

Поскольку расчет скоростей вытяжных струй, как известно, носит приближенный характер, достаточно точ-, ное распределение скоростей может

45 быть выявлено только экспериментально. При расходе 20 л/мин, обеспечиваемом принятым.аспиратором, и ис— пол ьз о вании ст андар тных фильтров АФА..

 — I S и АФА В-10 средние скорости движ ения во 3 дух а н а фил ьт рующей по в е рх но сти находятся в диапазоне 0,2...0,4 м/с,. который соответствует характе, ристике стандартных электроанемометров и потому был оценен эксперимен55 тально. Измерения подтвердили влияние профиля кольцевого воздуховода на распределение скорости V@ движения воздуха на фильтрующей поверхности радиусом R в зависимости от расстоя8

1602548

% ния от края этой поверхности (1 = О) до ее центра (1 К). Результаты измерений IIQ четырем вариантам профиля воздуховода, применительно к использованию фильтра АФА- † представленные на фиг.4 в качестве примера, позволяют выявить оптимальную высоту

h конусной поверхности днища фильтродержателя, равную 2/3 ширины Ь его корпуса.

Ожидаемый эффект заключается в воэможности объективно оценить усло-. вия труда на нестационарных рабочих местах с целью их нормализации и уменьшения компенсационных затрат, в снижении трудоемкости и повышении точности пыпегазоанализа, который только для целей аттестации должен выполняться на всех нестационарных рабочих местах, где возможно загрязнение зоны дыхания вредными вещества"

MH °

Формул а изобретения

1. Способ отбора проб воздуха, включающий пробоотбор в течение рабочей смены в зоне дыхания работающего, о тл ич ающи йс я тем,что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости пылегазоанализа в нестационарных рабочих зонах, осуществляют дискретный интегральный пробоотбор, при котором проводят непрерывную фильтрацию в течение 15-60 с паузами через каждые 30-120 с.

2. Устройство для отбора проб воздуха, содержащее двухпатронный респиратор, подключенный к его выходу ас" пиратор с микродвигателем, связанным с побудителем расхода, вход которого подключен к расходомеру, а выход " к настроечному дросселю, и автономный блок питания со стабилизатором напряжения, к выходу которого подкпючен временной командный блок с электромагнитным реле для дискретного интегрального пробоотбора, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что оно снабжено дополнительно фильтрующим элементом, установленным на место одного патро25 на 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

30 корпу са °

1602548

IA

Фцг. У бО И 7О Ид 780

Фиг. Х,Л, ее<

1602548 а,s

08

01

0f фар 0N дИ OИ t|N

Составитель А.Сондор

Редактор М,Циткина Техред M.Õoäàíè÷ Коррект;р З,Лончакова

Заказ 3344 Тираж 379 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина, 101