Импактор

(19) (1 Иьа) 601 и 15 2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Высокогорный геофизическийинститут Госкомгидромета СССР(56) Левин Л.М. Исследование пофизике грубодисперсных аэрозолей.М.,АН СССР 1961, с. 267.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 3232553/18-25,кл. С 01 В 15/02, 1981 (прототип)(54)(57) 1. ИМПАКТОР, содержащийобтекаемый корпус с заборным сопломи каскадно установленные в нем сту, пени инерционного осаждения частиц,включающие разгонные сопла и поверх"ности осаждения, о т л и ч а ю.., щ и й с я тем, что, с целью повыше- ния точности определения дисперсности аэрозоля путем увеличения ис" следуемого .обьема воэдуха проходящего через заборное сопла нмпактора, в его корпусе в области первого каскада выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, расположенное в плоскости миделевого сечения корпуса.2, Импактор по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что отверстия выполнены с суммарным сечением, равным сечению заборного сопла.3. Импактор по п. 1 и 2, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения Функциональных Е возможностей., заборное сопло выполнено сменным, а отверстия - с воз; .можностью изменения их сечения.1055997 60 Изобретение относится к научньи исследованиям по физике облаков и загрязнению атмосферы, а точнее к устройствам для взятия проб аэ". роэолей в чистой атмосфере, и может быть использовано для изучения облако- и осадкообраэования и процессов самоочищения атмосферы отзагрязняющих веществ.Известен забарнйк грубодисперсных аэрозолей, представляющих со" 0 бой пластинку, покрытую липкой смазкой, ныставляемую за борт самолета перпендикулярно потоку воздуха. Мелкие аэрозольные частицы, двигаясь по линиям тока воздуха, обтека ют пластинку, а крупные, подчиняясь закону инерции, движутся более прямолинейно и осаждаются на нее. Чембольше масса аэрозольных частиц,тем с большей эффективностью они 20 осаждаются. Эффективность осаждения зависит также от размеров пластинкии скорости потока воздуха 1 .Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является им 1пактор, содержащий обтекаемый корпус с заборным соплом и установленные в нем ступени инерционного осаж-.,дения частиц, включающие разгонныесопла.и поверхности осаждения 2 .Однако известные устройства имеют недостаточную точность определения дисперсности аэрозоля, Этот недостаток, обусловлен тем, что н импакторах осаждаются как крупные, так и мелкие частицы. Однако концентрации тех и других частиц не одинаковы: больших - очень мало, а мелких - на 3-4 порядка величины больше. Поэтому плотность осадка, а следовательно и точность опреде ления концентрации частиц на улови, телях разных каскадов будут не одинаковы. Для сближения концентраций частиц различного размера на разных уловителях - каскадах импактора - 45 необходимо через сопла каскадов пропускать различные объемы воздуха, а этого известные устройства не обеспечиваютЦелью изобретения является повы" 50 шение точности определения дисперсности аэрозоля путем обеспечения возможности увеличения исследуемого объема воздуха, проходящего через заборное сопло импактора при сохранении изокинетичности пробоотборника. Указанная цель достигается тем, что н импакторе, содержащем обте- . каемый корпус с заборным соплом и каскадно установленные в нем ступени инерционного осаждения частиц, включающие разгонные сопла и поверхности осаждения, в корпусе с области первого. каскада выполнено,по меньшей мере, одно отверстие,расположенное в плоскости миделе-вого сечения корпуса,Кроме того, отверстия выполненыс суммарным сечением, равным сечениюзаборного сопла.Причем, с целью расширения функциональных возможностей, заборноесопла выполнено сменным, а отверстия - с:воэможностью изменения ихсечения.На фиг. 1 изображен предлагаемый импактор;.на Фиг. 2 - отверстие,расположенное в плоскости миделевого сечения корпуса; на Фиг. 3разрез А-А на фиг, 2.Импактор содержит обтекаемыйкорпус 1, заборный патрубок 2, одновременно являющийся разгонньмсоплом первого каскада, разгонныесопла 3 и 4 для второго и третьегокаскадов инерционного осаждениясоответственно поверхностей осаждения аэрозолей 5, б и 7 в ниде отполированных металлических дискон,насаженных на нал 8, приводимый вовращение электродвигателем 9, Разгонные сопла смещены относительноцентров поверхностей осаждения.Ширина эаборноно патрубка 2 и сопел 3 и 4 последовательно уменьша"ется. Тонкостенный патрубок 2 вставлен в оправку 10, ввинчивающуюся вкорпус 1. ВысокоэФфективный фильтр11 является четвертой ступенью осаждения аэрозолей. Отсос протягиваемого аэрозоля осуществляется черезпатрубок 12. В зоне первой ступени в корпусе 1 импактора расположены дна диаметрально противоположных круглых отверстия 13, необходимых для увеличения объемного расхода воздуха через заборный патрубок 2 первой ступени осаждения по сравнению с последующими, Отверстия 13 выполнены в месте перехода проФиля корпуса 1 к сужению. Суммарное сечение отверстий 13 равно сечению входного патрубка 2.При изменении рЕжима отбора аэрозолей, связанного с изменением скорости набегающего потока, величину сечения отверстий 13 изменяют, устанавливая ее н соответствии с сечением заборного сопла. Для этой цели служат, например, заслонки 14, каждая из которых снабжена уплотнителем 15 и перемещается штоком 1 б по направляющим панам 17. Импактор работает следующим образом.Обтекаемый корпус 1 импактора выставляется эа борт самолета, Исследуемый воздух изокинети 1 ески, т,е. со скоростью, равной скорости движения самолета, проходит через заборный патрубок 2 и ударяется оперпендикулярно расположенную поверхность осаждения аэрозолей 5.Самые крупные аэрозольные частицыосаждаются на полированную поверхность диска, а более мелкие уносятся воздушным потоко дальше.,Воздушный поток, отразившись от поверхности осаждения аэрозолей 5,разделяется на две части: одна выходит через отверстия 13 наружу,а вторая попадает на последующиекаскады импактора, где осаждениечастиц .по фракциям продолжается дополного обеспыливания после прохождения фильтра 11.Как известно, давление движущегося потока воздуха Р имеет две составляющие: статическое давлениеР,.равное давлению окружающего воздуха,и динамическое Р, обусловленноединамическим напором его движения.рМР Рст, ф= стгде- плотность воздуха;Ч - его скорость относительноимпактора (самолета).Р равномерно во всех точкахвоздушного потока. Р максимальнов направлении движения импактора(в его лобовой части) и уменьшаетсядо нуля в точках перегиба его корпу"са к сужению и меньше нуля в тыло"вой части корпуса. Если соединитьвнутреннюю полость первого каскадас какой-либо точкой внешней поверхности корпуса, то,давления междуними выровняются. Изменяя местоположение этой точки, можно изменятьдавление внутри компаратора,. а следовательно и скорость протяжки воздуха через заборный патрубок 2 импактора.Таким образом, отверстие с сечением, равным сечению входного патрубка 2 в области миделевого сечения корпуса импактора, позволяет сбрасывать часть воздушного потока, прошедшего исследование на первом каскаде, наружу и,тем самьм, автоматически поддержйвать скорость пробоотбора изокинетической. Остальная часть воздуха проходит дальнейшее исследование на последующих каскадах.,путем принудительного протягивания вакуумным насосом через ;патрубок 12. При этом самые крупные частицы (число-которых невелико) осаждаются из большего объема, а:мелкие - иэ меньшего. Объем исследованного воздуха на первом каскадеопределяется сеченяем заборного,патрубка и скоростью самолета, ана последующих каскадах - сечением.последнего сопла и производитель"ностью насоса. Отношение объемоввоздуха, вьааедшего через отверстия13 и прошедшего последний каскадимпактора, может быть различным в 0 зависимости от сечения заборногосопла, скорости самолета и объемавоздуха, проходящего последнйй каскад, При заборе проб на самолетеустанавливается широкий заборный 15 патрубок 2 а при работе на землеввинчивается узкий патрубок 2 (рассчитывается по раеходу воздухачерез сопло 4), при этом отверстия13 герметично закрываются заслон;р хами 14.Применение импактора с отверстиями в области миделевого корпуса,соединенными с внутренней полостьюпервого каскада, позволяет значид 5 тельно повысить точность измеренияконцентрации самых крупных (гигантских и сверхгигантских) аэроэольных частиц, играющих очень важнуюроль в физике атмосферы (процессысамоочищения, образования тумана,облаков, осадков, града, гололеда),которая зависит от отношения размера первоначально использованного,.заборного сопла 1)о к размеру сменных Э;, гдеЭ ЭаРасположение отверстий в миделевом сечении корпуса импактора позволяет автоматически поддерживатьизокинетичность пробоотбора, чтозначительно влияет на точность иэ мерения концентрации частиц во всемдиапазоне размеров и приводит куменьшению погрешности в 3-6 раз,Возможность герметизации отвер стий 13 позволяет проводить забораэрозольных проб не только на самолете,. но и в стационарных условияхна земле, а смена заборного патруб ка 2 и изменение сечения отверстий 5 О. 13 делает возможным использованиеимпактора на различных типах летательных аппаратов, т,е, существеннорасширяется область применения импактора, который становится универсальным исследовательским прибором.Составитель Е.КармановаЛазаренко. Техред Т.Маточка Корректор, А. Тяско ное ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 9/33 фВНИИПИ Го по де 113035, МосТираж 873ударственногам изобретенва, Ж, Ра Под комитета СССР и открытий сная; наб д.