Способ и устройство для испытания систем пылеподавления

Изобретение относится к испытательному устройству и способу для испытания систем пылеподавления. Испытательное устройство для испытания систем пылеподавления, которые представляют собой объекты, имеющие характерные поверхности, объекты, имеющие покрытия, предметы, обработанные особым образом, или поверхности текучих сред, причем эти поверхности, покрытия или особые виды обработки удерживают максимально возможное количество пыли, которая вошла в контакт с вышеперечисленными объектами и предметами, указанное испытательное устройство включает корпус с двумя камерами, отделенными друг от друга окном, которое включает, по меньшей мере, одно перепускное отверстие, причем средства подсчета частиц соединены с возможностью отсоединения с по меньшей мере одной из указанных двух камер, и при этом первая камера из указанных по меньшей мере двух камер включает дверцу и оборудована средствами подачи для подачи воздуха свободного от частиц в первую камеру, а вторая камера из указанных по меньшей мере двух камер оборудована выпускными средствами для выпуска воздуха из второй камеры, причем первая камера выполнена с возможностью размещения внутри нее пылесодержащего объекта, предмета или текучей среды. Техническим результатом изобретения является создание испытательного устройства, позволяющего моделировать различные условия реальных окружающих сред и усовершенствование способа испытания систем пылеподавления. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Настоящее изобретение относится к испытательному устройству для испытания систем пылеподавления и способу, в котором оно используется.

Подавление пыли в воздухе является очень актуальной проблемой, в частности, касающейся здоровья людей. Было описано несколько способов пылеподавления. Хорошо известной методикой является связывание пыли за счет использования водораспылительных сопел (см. https://www.bergbau.tu-clausthal.de/fachabteilungen/ tiefbau/projekte/abgeschlossen/untersuchung-ueber-die-auswirkung-verschiedener-beduesungssysteme-auf-die-staubbindung-das-klima-und-den-wassergehalt-der-kohle/). На этой веб-странице подробно описаны способы определения эффективности указанного распыления и применение лабораторий для испытания в аэродинамической трубе с этой целью.

Другие меры по подавлению высвобождения пыли были направлены на разработку поверхностных покрытий и текучих сред. Текущий уровень техники, касающийся этих поверхностных покрытий и текучих сред, базируется на гравиметрических измерениях пыли на этих покрытиях и в текучих средах. Пыль, способная к высвобождению, переносится с покрытий и текучих сред в фильтр, а затем количество частиц в фильтре измеряют за счет взвешивания указанного фильтра.

На основании этого состояния уровня техники целью настоящего изобретения является создание устройства, представляющего собой удобную в использовании, надежную и комплексную систему, учитывающую факторы, которые влияют на выброс пыли, и, таким образом, позволяющую моделировать различные условия реальных окружающих сред в контексте высвобождения пыли.

Эти цели достигаются с помощью испытательного устройства для испытания систем пылеподавления, которое характеризуется признаками независимого пункта 1 формулы изобретения.

Другой целью является предоставление усовершенствованного способа испытания систем пылеподавления.

Эта цель достигается с помощью способа испытания систем пылеподавления, характеризующегося признаками пункта 9 формулы изобретения.

Предпочтительные варианты осуществления устройства и способа приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Согласно первому варианту осуществления испытательное устройство для испытания систем пылеподавления включает в себя шкаф, характеризующийся наличием двух смежных камер, отделенных друг от друга окном, содержащим по меньшей мере одно перепускное отверстие. Средства подсчета частиц присоединены с возможностью отсоединения к одной или обеим из указанных двух камер. Кроме того, первая камера из указанных двух камер содержит дверцу и оснащена средствами подачи, предназначенными для подачи воздуха, свободного от частиц, в первую камеру. Вторая камера из указанных двух камер оснащена выпускными средствами, предназначенными для выпуска воздуха из второй камеры.

В контексте настоящего документа под термином «пыль» следует понимать любой зернистый материал небольших размеров, такой как частицы, характеризующиеся размером в диапазоне менее 20 мкм, предпочтительно даже меньше. Пыль может состоять из любого материала. Пылевые частицы могут быть классифицированы по размерам, например, только в качестве примера, в диапазоне от 0 до 1 мкм, от более 1 мкм до 2,5 мкм, от более 2,5 мкм до 5 мкм и от более 5 мкм до 10 мкм, причем могут быть выбраны другие диапазоны.

Под термином «системы пылеподавления» в данном документе следует понимать любые средства, такие как характерные поверхности объектов, покрытия для объектов, особым образом обработанные предметы или текучие среды, которые специально разработаны и адаптированы для удержания максимально возможного количества пыли после ее вхождения в контакт с вышеперечисленным.

Под термином «окно» для отделения смежных камер в данном документе имеется в виду «разделительная стенка», причем оно может представлять собой двойное или одинарное окно или стенку соответственно, и, кроме того, оно может быть помещено в раму и может быть передвижным, в результате чего образуются смежные камеры с переменными внутренними объемами.

Прикрепление средств подсчета частиц к одной или обеим из указанных двух камер предусматривает, что они могут быть расположены внутри или снаружи соответствующей камеры. Таким образом, этот термин предполагает размещение внутри камеры, рядом с ней и на ней. Может потребоваться разместить оптические средства подсчета частиц снаружи корпуса, например, другие устройства для подсчета частиц могут быть преимущественно установлены внутри камеры при необходимости.

Под термином «дверца» первой камеры из указанных двух камер имеется в виду любой тип проема в стенке камеры, выполненного с возможностью закрывания, который характеризуется соответствующим размером для обеспечения возможности размещения испытываемых объектов внутри камеры.

Под термином «воздух без частиц» в настоящем документе следует понимать газ или воздух, характеризующийся нулевым или по меньшей мере низким содержанием пылевых частиц, причем, как правило, их содержание составляет не более 50 частиц размером 2,5 микрона на литр воздуха и определяется калиброванным лазерным счетчиком частиц, который записывает среднее количество частиц при осуществлении выборки в течение 1 минуты. Уровень чистоты аналогичен уровню в чистом помещении класса ISO 9 в соответствии со стандартом ISO 4644-1.

Согласно дополнительному варианту осуществления настоящего изобретения предлагаемое испытательное устройство содержит средства для фильтрации воздуха. Преимущественно первая камера содержит первый фильтрующий блок, встроенный в стенку, образующую первую камеру, и вторая камера содержит второй фильтрующий блок, встроенный в стенку, образующую вторую камеру. Эти фильтры выполнены таким образом, чтобы, с одной стороны, предупреждать выход воздуха, насыщенного пылью, из корпуса, и, с другой стороны, обеспечивать выравнивание давлений в камерах во время измерений, когда воздух нагнетается в корпус. Количество фильтрующих блоков может быть подобрано в зависимости от размера испытательного устройства - для большого устройства типа аэродинамической трубы может потребоваться определенное количество фильтрующих блоков, связанных с каждой камерой.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения одна или обе камеры устройства содержат устройство для измерения температуры. Это устройство может представлять собой температурный датчик.

Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения предусмотрено удерживающее устройство, предназначенное для удержания испытываемого пылесодержащего объекта. Указанное удерживающее устройство может представлять собой стол. Для моделирования реальных условий высвобождения пыли при перемещении запыленной поверхности может быть предпочтительной установка подвижного стола; преимущественно такого стола, который может вибрировать и, следовательно, может быть присоединен к средствам вибрации. Перемещение стола, такое как поворот, может осуществляться с переменной регулировкой.

Согласно дополнительному варианту осуществления настоящего изобретения в систему добавлен датчик вибрации, в результате чего, в том случае, когда перемещение стола является вибрацией, ее можно контролировать. Частота и энергия вибрации могут быть записаны с помощью измерительного преобразователя и занесены в ПК, вследствие чего может быть записан уровень вибрации, что обеспечивает надлежащий контроль интенсивности вибрации. Это усовершенствование преимущественно позволяет получить больший объем данных и контролировать испытание.

Вибрационный стол с переменной скоростью может быть предпочтительным, если необходимо смоделировать перемещение предметов, таких как уголь, во время транспортировки; возможно при транспортировке на рельсовой тележке. За счет применения испытательного устройства согласно настоящему изобретению предоставляется возможность измерения высвобождения пылевых частиц в режиме реального времени, когда измерен диапазон размеров и количество потенциально вдыхаемых частиц. Преимущественно пылевые частицы не представляют опасности для окружающей среды, поскольку они захватываются в безопасные средства для фильтрования в корпусе системы испытательного шкафа соответственно.

Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения указанный испытываемый пылесодержащий объект представляет собой пластину или тарелку.

Преимущественно удерживающее устройство, такое как указанный стол, может быть выполнено с возможностью отсоединения или демонтажа, и, следовательно, оно может быть извлечено из камеры, чтобы дать пространство для большего испытываемого объекта, пластины, тарелки, перемещение которых может не потребоваться, или которые представляют собой запыленный объект, который вибрирует самостоятельно.

Кроме того, средства подсчета частиц представляют собой оптический счетчик частиц, предпочтительно лазерный счетчик частиц.

Корпус может полностью или по меньшей мере частично быть выполнен из прозрачного материала, предпочтительно из стекла или стекловидного полимера, наиболее предпочтительно из полиметилметакрилата. Прозрачный материал, в частности, является преимущественным для тех частей устройства, через которые осуществляется визуальное наблюдение за процессом испытания. Конечно, части корпуса могут быть выполнены из металла или другого непрозрачного материала для устойчивости или по другим причинам.

Особенно предпочтительно, если корпус выполнен полностью или по меньшей мере частично из прозрачного материала, когда используется оптический счетчик частиц, поскольку он может быть расположен внутри или снаружи камеры. Кроме того, счетчик частиц, который прикреплен с возможностью отсоединения на корпусе или в нем и который может быть просто демонтирован, может использоваться для обеих камер: во-первых, с первой камерой для выполнения процесса калибровки и проверки чистоты первой камеры, и, во-вторых, со второй камерой для осуществления количественных измерений во время испытаний.

Предпочтительно, чтобы средства подачи, предназначенные для подачи воздуха, свободного от частиц, в первую камеру, содержали клапан регулирования подачи воздуха, который соединен с массовым расходомером, встроенным в стенку корпуса, образующую первую камеру.

Специалисту в области техники известно, что используемый в этом документе термин «встроенный» в отношении объектов, размещенных внутри стенки или в окне или дверце соответственно, предусматривает создание углубления, размещение объекта в углублении и его плотную фиксацию.

Перед массовым расходомером расположен воздушный насос для подачи в него воздуха. В результате перекачивания больших объемов воздуха образуется тепло, причем его уровень может контролироваться за счет изменения скорости двигателя воздушного насоса и уравновешивания расхода воздуха с помощью регулировочного клапана. Для дополнительного охлаждения между воздушным насосом и массовым расходомером испытательного устройства может быть предусмотрен радиатор. Изменения температуры воздуха обуславливают различные величины времени для сушки и отверждения используемых покрытий. Температуру воздуха можно изменять для моделирования нормальных условий окружающего воздуха или повышать до более высоких значений, чтобы ускорить испытание.

Это позволяет контролируемым образом и с желаемым расходом нагнетать воздух, свободный от частиц, в указанную первую камеру с известной скоростью и с известной температурой внутри первой камеры, если она измерена. Нагнетание может быть даже оптимизировано за счет предоставления шланга, который присоединен к массовому расходомеру и предпочтительно заканчивается наконечником. За счет использования шланга, особенно с таким наконечником, можно направить входящий поток воздуха на испытываемый объект и, таким образом, спровоцировать высвобождение пыли в испытательных целях. Шланг и наконечник являются полужесткими и могут быть просто перемещены, чтобы изменить угол атаки воздуха и расстояние до испытываемого объекта.

Согласно еще одному варианту осуществления испытательного устройства перепускное отверстие представляет собой поворотное отверстие для воздуха, которое в идеальном случае оснащено средствами регулирования, предназначенными для регулирования скорости и расхода воздуха, посредством которых можно контролировать пропорцию «грязного» воздуха, который несет пыль и входит во вторую счетную камеру.

Следовательно, испытательное устройство согласно настоящему изобретению относится к связыванию пыли и, таким образом, к разработке системы подавления и ее оптимизации с использованием такого устройства количественного измерения для определения эффективности текучих сред и покрытий для подавления пыли.

Испытательное устройство может использоваться для моделирования условий для испытания систем контроля пыли, например, во время транспортировки угля и «средств снижения выделения угольной пыли», а также для предупреждения образования пыли на проезжих частях и в туннелях. Оно представляет собой комплексную систему, осуществляющую контроль потоков воздуха и их скорости и температуры в любой точке испытательного устройства, а также обеспечивающую вибрацию испытываемого объекта, несущего пыль, для моделирования реального применения с переменными, которые могут быть установлены для моделирования различных условий реальной окружающей среды. Устройство согласно настоящему изобретению представляет собой систему, которая может использоваться для простой демонстрации и обучения людей необходимости контроля пыли в окружающей среде, а также оно предоставляет средство для разработчиков систем пылеподавления, которое обеспечивает быстрый и экономичный количественный анализ рабочих характеристик таких текучих сред и систем покрытия.

Что касается испытания текучих сред для подавления пыли, которые применяются для захвата взвешенной пыли, образовавшейся в результате промышленных процессов, например, при разработке длинными забоями, испытательный шкаф может быть легко изменен. Таким образом, предоставляется другой вариант осуществления настоящего изобретения.

Вибрационный стол может быть заменен трубкой или распылительным блоком. Альтернативно стол или вибрационный стол остается в первой камере, а трубку или распылительный блок размещают на столе, который, в данном случае, не должен вибрировать. Пыль, например угольную пыль, подают во вторую трубку за счет эффекта Вентури и запускают в распылительный блок первой камеры. Распылительный блок (или трубка) содержит множество форсунок, которые образуют туман из воды или из воды и химических веществ для подавления пыли, которые подвергаются испытанию. Для этого форсунки присоединены к источнику подачи воды или воды и химических веществ для подавления, такому как бак или емкость. Соединение может быть выполнено за счет использования трубок или шлангов и фитингов.

Давление на распылительные форсунки обеспечивается с помощью резервуара воздуха, свободного от частиц. Воздушный компрессор (размеры которого могут быть приспособлены к размерам и вместимости испытательного шкафа), присоединенный к указанному резервуару, сам присоединен к камере, в которой находится испытываемая текучая среда, и за счет приложения воздушного давления к указанной текучей среде для подавления пыли, она нагнетается через трубки, присоединенные к распылительным форсункам. Текучая среда для подавления пыли нагнетается через форсунки при стабильном заданном давлении. Пылевые частицы смачиваются и «захватываются» распыленным веществом, причем эффективность испытываемой текучей среды для подавления пыли измеряют за счет определения количества частиц, которые достигли счетчика частиц и подсчитаны им. В этом случае используется лазерный счетчик частиц, нечувствительный к образованным частицам воды, вследствие чего исключаются ложные показания уровней пыли. Эффективность системы пылеподавления измеряют за счет сравнения данных, полученных от счетчика частиц.

Кроме того, в настоящем изобретении предлагается повторяемый и безопасный способ определения относительной эффективности текучих сред и систем для подавления пыли.

Способ испытания систем пылеподавления согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, в котором используют вышеописанное испытательное устройство (но вариант исполнения без распылительного блока, или, другими словами, «шкаф для сухой пыли»), причем способ включает следующие стадии:

a) предоставление корпуса, характеризующегося наличием камер, и

b) размещение пылесодержащего объекта внутри первой камеры,

c) предоставление первого потока воздуха, свободного от частиц, в первую камеру, приводящая к срыву способных к высвобождению пылевых частиц из пылесодержащего объекта, и предоставление второго потока воздуха, состоящего из потока воздуха, свободного от частиц, и взлетевших пылевых частиц,

d) обеспечение прохождения указанного второго потока воздуха через перепускное отверстие контролируемым образом, в результате чего он входит во вторую камеру,

e) определение количества пылевых частиц в указанном втором потоке воздуха с помощью активированного счетчика частиц во второй камере, и, исходя из определенного количества частиц относительно величины пылевых частиц, находящихся на пылесодержащем объекте,

f) нахождение эффективности задержания пыли испытываемого пылесодержащего объекта.

С помощью этого способа получают надежные результаты, если корпус перед использованием не содержит пыли и, таким образом, является чистым, вследствие чего фоновое содержание пыли является минимально возможным. Чтобы убедиться в чистоте фона корпуса, по меньшей мере первая камера может быть откалибрована заранее или между любыми измерениями.

Относительно стадии e) следует понимать, что, для определения количества пылевых частиц в указанном втором потоке воздуха, могут быть осуществлены контрольные испытания испытываемого объекта без системы пылеподавления, примененной к испытываемому объекту, и с измерением уровня пыли, высвободившейся без обработки. Таким образом устанавливается максимальный уровень высвобождения частиц, исходя из которого можно определить эффективность любого вида обработки. Также для объекта может быть предусмотрен установленный и повторяемый базовый уровень для сравнения эффективности одного вида обработки с другим. Например, воду сравнивают с системами на основе воды, содержащими увлажнители или функциональные добавки.

Калибровка включает стадию b'):

- выполнение калибровки первой камеры посредством размещения первого счетчика частиц в первой камере без размещенного внутри испытываемого пылесодержащего объекта и подсчет частиц с получением фонового содержания первой камеры, перед выполнением стадии b) (размещения пылесодержащего объекта внутри первой камеры).

Конечно, калибровка второй камеры может быть осуществлена аналогичным образом.

Способ согласно настоящему изобретению может быть усовершенствован за счет регулярного или непрерывного измерения температуры первой и/или второй камер во время выполнения любой из стадий b'), b)-e).

Определение количества потока воздуха, насыщенного пылевыми частицами, который входит во вторую камеру через первую камеру, или определение количества пылевых частиц в первой камере без размещенного внутри испытываемого пылесодержащего объекта, записывается относительно времени. Дополнительное определение количества может быть осуществлено по меньшей мере по двум размерам частиц, преимущественно по меньшей мере по трем или более размерам частиц.

Запись полученных данных осуществляется за счет комбинирования устройств, предусмотренных в испытательном устройстве, с системой сбора данных и дисплеем для хранения и визуального представления данных, а также отображения информации в режиме реального времени по количеству и диапазону размеров образованных взвешенных частиц.

Способ испытания систем пылеподавления согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, в котором используют испытательное устройство, содержащее распылительный блок (шкаф для влажной пыли), включает следующие стадии:

a) предоставление корпуса, характеризующегося наличием камер, и

b) размещение пылесодержащего объекта внутри первой камеры,

b*) введение текучей среды для сжатия пыли и запуск в распылительный блок первой камеры, тем самым обеспечивая смачивание пылевых частиц пылесодержащего объекта,

c) предоставление первого потока воздуха, свободного от частиц, в первую камеру, приводящая к срыву способных к высвобождению пылевых частиц из пылесодержащего объекта, и предоставление второго потока воздуха, состоящего из потока воздуха, свободного от частиц, и взлетевших пылевых частиц,

d) обеспечение прохождения указанного второго потока воздуха через перепускное отверстие контролируемым образом, в результате чего он входит во вторую камеру,

e) определение количества пылевых частиц в указанном втором потоке воздуха с помощью активированного счетчика частиц во второй камере, и, исходя из определенного количества частиц относительно величины пылевых частиц, находящихся на пылесодержащем объекте,

f) нахождение эффективности задержания пыли испытываемого пылесодержащего объекта.

В этом способе посредством использования «шкафа для влажной пыли» пылевые частицы смачиваются и «захватываются» распыленным веществом, причем эффективность испытываемых текучих сред для подавления пыли измеряют за счет определения количества частиц, которые достигли счетчика частиц и подсчитаны им. Важно использовать лазерный счетчик частиц, нечувствительный к образованным частицам воды, вследствие чего исключаются ложные показания уровней пыли. Используемая текучая среда для сжатия пыли может представлять собой воду или воду и химические вещества для подавления пыли.

Внутри первой камеры расположен распылительный блок или трубка, предназначенные для анализа текучих сред для подавления пыли на водной основе за счет захвата пыли. Этот распылительный блок или трубка содержит распылительные форсунки. Текучая среда для подавления пыли нагнетается под воздушным давлением в систему распылительных форсунок, распыленное вещество взаимодействует с пылью, смачивает ее и обеспечивает ее осаждение, в результате чего снижается уровень взвешенной пыли, которая достигает счетчика частиц.

Испытания могут быть выполнены в сухих условиях, без распыления (с помощью «шкафа для сухой пыли»), а затем с водой (с помощью «шкафа для влажной пыли»), а затем с обработанной водой для подавления пыли. За счет сравнения областей на графике, например, можно определить эффективность разработанной текучей среды.

Другие цели и множество сопутствующих преимуществ вариантов осуществления настоящего изобретения станут более понятными после рассмотрения следующего описания предпочтительных вариантов осуществления в сочетании с приложенными фигурами. По существу одинаковые или функционально аналогичные элементы обозначаются одинаковыми ссылочными позициями.

На фиг. 1 показан схематический вид сбоку испытательного устройства согласно настоящему изобретению без испытываемого объекта в нем,

на фиг. 2 показан вид фиг. 1 с испытываемым объектом внутри,

на фиг. 3 показана структурная схема, изображающая потоки воздуха, проходящие через испытательное устройство,

на фиг. 4 показан схематический вид сбоку «шкафа для влажной пыли», представляющего собой испытательное устройство согласно настоящему изобретению с распылительным блоком и форсунками,

на фиг. 5a показано сравнение результатов измерения с текучей средой для подавления пыли (водой) и без нее,

на фиг. 5b показано сравнение результатов измерения с текучей средой для подавления пыли (распыленным подавителем) и без нее.

Испытательное устройство 1, показанное на фиг. 1 и 2, изображено как корпус 100 чистого прозрачного шкафа из полиметилметакрилата (PMMA), который характеризуется наличием первой камеры 101, отделенной от второй камеры 102 окном 103, которое содержит перепускное отверстие 104, выполненное как регулируемое поворотное отверстие 104. На фиг. 1 и 2 показаны обе камеры 101, 102, содержащие лазерные средства 110, 120 подсчета частиц.

Конечно, для корпуса могут использоваться другие материалы, помимо PMMA. Корпус даже может представлять собой аэродинамическую трубу или подобное, при условии создания описанной в настоящем документе конструкции, характеризующейся наличием указанных двух камер и оборудования.

Как можно увидеть на фиг. 1 и 2, каждая из первой камеры 101 и второй камеры 102 содержит дверцу 121, 122, которая позволяет осуществлять операции с находящимися внутри объектами. Средства подачи, предназначенные для подачи воздуха, свободного от частиц, в первую камеру 101, содержат клапан 10 регулирования подачи воздуха, который соединен с массовым расходомером 13, встроенным в левую переднюю стенку первой камеры 101. Шланг 12, присоединенный к массовому расходомеру 13, заканчивается наконечником 11.

Эта конструкция предусматривает возможность нагнетания потока A1 воздуха (см. фиг. 3) в первую камеру 101 при контролируемых условиях. В потоке A1 воздуха подается воздух, свободный от частиц, или воздух без пыли соответственно.

Для оптимизации контроля условий в первой и второй камерах 101, 102 установлены температурные датчики 41, 42, по одному в каждой камере 101, 102.

Конструкция испытательного устройства 1, показанного на фиг. 1, характеризуется наличием эффективных фильтрующих блоков 21, 22 в каждой из указанных камер 101, 102.

На фиг. 2 показано испытательное устройство 1, изображенное на фиг. 1, но внутри указанной первой камеры 101 установлен вибрационный стол 5 в качестве держателя испытываемого объекта, и испытываемый объект, в данном случае испытываемая тарелка 2, характеризующаяся наличием покрытия 3 и несущая пылевые частицы 4, размещена (через дверцу 121) на указанном столе 5.

Для выполнения испытательных измерений в первую камеру 101 подают воздух без пыли (поток A1 воздуха, см. фиг. 3) с использованием массового расходомера 13 и введением в действие клапана 10. Поток A1 воздуха выходит через плоский наконечник 11, закрепленный на шланге 12, который присоединен к массовому расходомеру 13. С помощью указанного наконечника 11 можно преимущественным образом изменить угол атаки потока A1 воздуха, направленного на испытываемую тарелку 2, на подходящее фиксированное положение. Во время измерений температурные датчики 41, 42 записывают температуру воздуха в обеих камерах 101, 102. Массовый расходомер 13 откалиброван таким образом, что скорость потока A1 воздуха можно точно определить в месте выхода из наконечника 11.

При отсутствии испытываемого объекта, который может высвобождать пылевые частицы, чистота внутри первой камеры 101 и второй камеры 102 подтверждается за счет использования откалиброванного счетчика 110, 120 частиц, который расположен в фиксированном положении в «чистых камерах 101, 102». Перед измерениями все еще пустые камеры 101, 102 калибруют в таком состоянии, чтобы определить фоновое содержание пыли и обеспечить заданную чистоту. После установления чистоты фона дверцу 121 открывают и испытываемую тарелку 2 размещают на столе 5 (который может вибрировать).

Запуск измерения: Воздух подают (поток A1 воздуха) и счетчик 120 частиц запускают во второй камере 102. Поток A1 воздуха нагнетают над испытываемой тарелкой и частицы 4 становятся взвешенными. Этот поток A1 воздуха, насыщенный частицами, течет к окну 103 и разделяется на поток A3 воздуха, проходящий через перепускное отверстие 104 и входящий во вторую камеру 102, и на поток A2 воздуха, направляющий избыточный воздух в эффективный фильтрующий блок 21 для пыли первой камеры 101, предотвращая загрязнение пылью окружающей среды испытательного устройства 1.

Поток A3 воздуха, который течет со стороны с испытываемой тарелкой 2 (первая камера 101) ко второй камере 102 для подсчета частиц, анализируют, и высвобождение частиц 4 количественно определяют с помощью счетчика 120 частиц, расположенного в указанной второй камере.

Для определения соотношения между взвешенными частицами и частицами 4, которые задержались на испытываемом объекте, рекомендуется заранее определить величину частиц за счет взвешивания указанных частиц 4. Конечно, могут быть предоставлены смеси с различными диапазонами размеров частиц. Кроме того, можно сконструировать первую камеру 101 в виде защитной камеры с перчатками или установить все испытательное устройство в защитную камеру с перчатками.

Счетчик 120 частиц записывает фактическое количество частиц 4 относительно времени. В этом случае уровень пыли количественно определяют по четырем диапазонам размеров пыли: от 0 до 1 мкм, от более 1 мкм до 2,5 мкм, от более 2,5 мкм до 5 мкм и от более 5 мкм до 10 мкм. Конечно, могут быть выбраны другие диапазоны. Во второй камере 102 также измеряют температуру. В заключение, воздух во второй камере 102 течет как поток A4 воздуха через второй фильтрующий блок 22, а воздух, свободный от частиц, выходит из испытательного устройства 1.

За счет измерения накопления частиц способность испытываемого покрытия 3 или любой испытываемой системы может быть количественно определена относительно времени, температуры, скорости воздуха и уровня механической вибрации, причем может быть вычислена эффективность испытываемого покрытия или типа обработки для известного вещества с целью получения эффективности в процентах. За счет комбинации перечисленного оборудования испытательного устройства и системы сбора данных и дисплея обеспечивается возможность хранения и визуального представления данных, а также отображения информации в режиме реального времени по количеству и диапазону размеров образованных взвешенных частиц.

На фиг. 4 показан схематический вид сбоку «шкафа для влажной пыли» 1’, представляющего собой испытательное устройство, с распылительным блоком 200 и тремя форсунками 201. С помощью трубки 202 форсунки 201 присоединены к резервуару 203 для текучей среды, которая содержит воду или текучую среду, представляющую собой смесь воды и химических веществ, для подавления пыли, которые должны быть испытаны. Резервуар 203 для текучей среды присоединен к компрессору 204, который обеспечивает необходимое давление для текучей среды, подлежащей вводу в распылительный блок 200 через форсунки 201. Этот «шкаф для влажной пыли» 1' способствует осуществлению анализа текучих сред для подавления пыли за счет захвата пыли. В данном случае текучая среда для подавления пыли нагнетается под атмосферным давлением в распылительный блок 200 в систему распылительных форсунок, состоящую из указанных форсунок 201, распыленное вещество взаимодействует с пылью, смачивает ее и обеспечивает ее осаждение, в результате чего снижается уровень взвешенной пыли, которая достигает счетчика 120 частиц.

Испытания могут быть выполнены в сухих условиях, без распыления (с помощью «шкафа для сухой пыли»), а затем с водой (с помощью «шкафа для влажной пыли»), а затем с обработанной водой для подавления пыли.

На фиг. 5a и 5b показано сравнение области соответствующего графика, характеризующегося параметрами «сухо, без подавителя» и «только вода» (см. фиг. 5a) и «только вода» и «0,5% распыленного подавителя» (фиг. 5b). Таким образом, посредством сравнения графиков можно определить эффективность текучей среды в отношении подавления пыли. Параметры сравнения могут представлять собой высоту пика, площадь пика, местонахождение пика и отношение пиков, а также количество частиц в зависимости от времени.

Таким образом, в настоящем изобретении предлагается лабораторное и демонстрационное устройство, которое может количественно определять эффективность систем пылеподавления с использованием комбинации контролируемым образом измеренного потока воздуха, вибрации и счетчика частиц.

Обозначения

1 Испытательное устройство

1' Шкаф для влажной пыли

2 Испытываемая тарелка

3 Покрытие

4 Частицы

5 Стол

10 Клапан регулирования подачи воздуха

11 Наконечник

12 Шланг

13 Массовый расходомер

21 Первый фильтрующий блок

22 Второй фильтрующий блок

41 Первый температурный датчик

42 Второй температурный датчик

100 Корпус

101 Первая камера

102 Вторая камера

103 Разделительное окно

104 Перепускное отверстие

110 Счетчик частиц первой камеры

120 Счетчик частиц второй камеры

121 Дверца

122 Дверца

200 Распылительный блок

201 Форсунка

202 Трубка

203 Резервуар для текучей среды (вода, текучая среда для подавления пыли)

204 Воздушный компрессор

A1 Поток воздуха в первую камеру

A2 Поток воздуха в первый фильтрующий блок

A3 Поток воздуха из первой камеры во вторую камеру

A4 Поток воздуха во второй фильтрующий блок.

1. Испытательное устройство (1) для испытания систем пылеподавления, которые представляют собой объекты, имеющие характерные поверхности, объекты, имеющие покрытия, предметы, обработанные особым образом, или поверхности текучих сред, и причем эти поверхности, покрытия или особые виды обработки удерживают максимально возможное количество пыли, которая вошла в контакт с вышеперечисленными объектами и предметами,

причем указанное испытательное устройство (1) включает корпус (100) с

- двумя камерами (101, 102), отделенными друг от друга окном (103), которое включает по меньшей мере одно перепускное отверстие (104), причем

- средства (110, 120) подсчета частиц соединены с возможностью отсоединения с по меньшей мере одной из указанных двух камер (101, 102), и причем

- первая камера (101) из указанных по меньшей мере двух камер (101, 102) включает дверцу (121) и оборудована средствами подачи для подачи воздуха свободного от частиц в первую камеру (101), и причем

- вторая камера (102) из указанных по меньшей мере двух камер (101, 102) оборудована выпускными средствами для выпуска воздуха из второй камеры (102),

причем первая камера (101) выполнена с возможностью размещения внутри нее пылесодержащего объекта, предмета или текучей среды.

2. Испытательное устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что

по меньшей мере одна из двух камер (101, 102) содержит средства для фильтрации воздуха, причем предпочтительно

первая камера (101) содержит первый фильтрующий блок (21), встроенный в стенку корпуса (100), образующую первую камеру (101), и

вторая камера (102) содержит второй фильтрующий блок (22), встроенный в стенку корпуса (100), образующую вторую камеру (102), представляющий собой указанные выпускные средства.

3. Испытательное устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что

по меньшей мере одна из двух камер (101, 102) содержит устройство для измерения температуры, предпочтительно первый и второй температурные датчики (41, 42).

4. Испытательное устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что

внутри первой камеры (101) расположено удерживающее устройство для удержания испытываемого пылесодержащего объекта, причем предпочтительно

указанное удерживающее устройство представляет собой стол (5), более предпочтительно подвижный стол, наиболее предпочтительно вибрационный стол, и/или причем

указанный испытываемый пылесодержащий объект представляет собой пластину или тарелку (2), и/или причем

указанное удерживающее устройство включает по меньшей мере одно из стола (5), трубки или распылительного блока или комбинацию двух компонентов из вышеуказанного стола (5), трубки или распылительного блока.

5. Испытательное устройство (1) по п. 4, отличающееся тем, что

распылительный блок представляет собой прямоугольный распылительный блок, и предпочтительно распылительный блок содержит по меньшей мере одну распылительную форсунку, предпочтительно множество распылительных форсунок, и/ или причем

стол (5) представляет собой подвижный стол, более предпочтительно вибрационный стол, и/или причем

стол (5) соединен с датчиком вибрации.

6. Испытательное устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что

средства (110, 120) подсчета частиц представляют собой оптический счетчик частиц, предпочтительно лазерный счетчик (110, 120) частиц.

7. Испытательное устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что

корпус (100) по меньшей мере частично выполнен из прозрачного материала, предпочтительно из стекла или стекловидного полимера, наиболее предпочтительно из полиметилметакрилата.

8. Испытательное устройство (1) по п. 1, отличающееся тем, что

средства подачи для подачи воздуха свободного от частиц в первую камеру (101) включают

- клапан (10) регулирования подачи воздуха, соединенный с

- массовым расходомером (13), который встроен в стенку корпуса (100), образующую первую камеру (101), и

- шланг (12), соединенный с массовым расходомером (13) и предпочтительно заканчивающийся наконечником (11).

9. Испытательное устройство (1) по одному из пп. 1-8, отличающееся тем, что

перепускное отверстие (104) представляет собой поворотное отверстие (104) для воздуха, предпочтительно регулируемое поворотное отверстие (104) для воздуха.

10. Способ испытания систем пылеподавления посредством испытательного устройства (1) по одному из пп. 1-9, включающий стадии:

a) предоставление корпуса (100) с камерами (101, 102), и

b) размещение пылесодержащего объекта внутри первой камеры (101),

c) предоставление потока (А1) воздуха, свободного от частиц, в первую камеру (101), приводящее к срыву способных к высвобождению пылевых частиц (4) из пылесодержащего объекта, и предоставление потока (А3) воздуха, состоящего из потока (А1) воздуха, свободного от частиц, и взлетевших в воздух пылевых частиц (4),

d) обеспечение прохождения потока (А3) воздуха через перепускное отверстие (104) управляемым образом, в результате чего он входит во вторую камеру (102),

e) определение количества пылевых частиц (4) в потоке (A3) воздуха посредством активированного счетчика (120) частиц во второй камере (102) и исходя из установленного количества частиц (4) относительно общего количества пылевых частиц (4),

f) нахождение эффективности задержания пыли испытываемого пылесодержащего объекта.

11. Способ по п. 10, включающий стадию, выполняемую перед стадией b), представляющей собой размещение пылесодержащего объекта внутри первой камеры (101):

b') выполнение калибровки первой камеры (101) посредством первого счетчика (110) частиц в первой камере (101) без размещенного внутри испытываемого пылесодержащего объекта и подсчет частиц для определения таким образом фона первой камеры (101).

12. Способ по п. 11, в котором

регулярно или непрерывно измеряют температуру по меньшей мере одной из камер (101, 102) во время выполнения любой из стадий b'), b)-e).

13. Способ по одному из пп. 10-12, в котором

определяют количество взлетевших пылевых частиц (4) в воздушном потоке (A3) или пылевых частиц (4) в первой камере (102) без размещенного внутри испытываемого пылесодержащего объекта как функцию от времени и предпочтительно определяют количество по меньшей мере по двум размерам частиц, предпочтительно по меньшей мере по трем или более размерам частиц.