Способ отбора проб воздуха и устройство для его осуществления

Устройство для отбора проб воздуха из эоны дыхания содержит аспирационный и фильтрующий блоки. Аспирационный блок 1, который крепится на ноясном ремне работающего, состоит из блока питания 2 (один элемент батареи типа 2 К 11 Б) со стабилизатором З,для работы в течение 8 ч, временного командного устройства 4 для управления 10 интегральным пробоотбором в дискретном режиме, одного пускового электро" магнитного реле 5 и одного аспиратора типа ПРВМ, состоящего из побудителя 6 расхода, микроэлектродвигате"я 7, расходомера 8 с выходным настроечным дросселем 9, Фильтрующий блок 10, который закрепляется вместо одного из патронов двухпатронного респиратора 11, например, "Астра" или РуМ, и соединяется с аспирационным блоком 1 гибким шлангом 12, состоит из фильтра 13 и фильтродержателя, Последний включает корпус 14 с радиальной перфорацией и выпуклым 25 днищем, напрессованного коллектора 15 с кольцевым уступом для плотной герметичной посадки в гнезде респиратора, выходного штуцера 16 и прижим ного кольца-крьппки 17.30Устройство работает следующим образом.Сначала оператор осуществляет подготовку к работе аспирационного блока: установку предварительно заряженного аккумулятора, контрольное включение, выбор и установку режима пробоотбора, закрепление на работающем, При выборе дискретного режима пробоотбора величины экспозиции и паузы40 определяются требованием максимально полного улавливания загрязнения в условиях его возможного выноса из зоны дыхания воздушными потоками на рабочем месте или оседания во время пау 45 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, обеспечивает 50 ся соотношение не более 1:2. Для грубодисперсной пыли, которая менее подвержена выносу из зоны дыхания, допустимо повышение указанного соотношения до 1:4, т,е. при экспозиции55 15-30 с возможна пауза 60 т 120 с. При этом во всех случаях пауза оказывается достаточно небольшой, чтобы исключить погрешность пробоотбора в результ ате оседания пыли, Опти мал ьной я вляется экспозиция 30 с, удовлетворяющая любому агрегатному состоянию идисперсности вредного вещества в зонедыхания, При скорости движения воздуха относительно фильтра, превышающей2 м/с (резкие перемещения работающего порывы ветра и др.), необходимосокращать экспозицию до 15 м/с, увеличивая таким образом частоту пробоотбора дпя повьппения его точности.Если скорость менее 0,5 м/с, то припробоотборе грубодисперсной пыли возможно увеличение экспозиции до 60 сдля повышения точности пробоотбораза счет его большей стабильности,Затем оператор подготавливает кработе фильтрующий блок 10;. фиксируетпредварительно взвешенный фильтр 13 вкорпусе Фильтродержателя 14 с помощьюприжимного кольца-крьппки 17, устанавливает фильтродержатель в гнездо респиратора 11 и подсоединяет шлангом 12к аспирационному блоку 1. Установкойфильтродержателя на место одного изпатронов двухпатронного респираторадостигается полное соответствие анализируемого и вдыхаемого воздуха, поскольку Фильтр устройства работает втех же условиях,что и фильтр респиратора, Использование корпуса Фильтродержателя с радиальной перфорациейи днищем в виде конуса с высотой 2/3от ширины корпуса позволяет выровнятьполе скоростей всасывания на поверхности фильтра и таким образом обеспечить его равномерную загрузку за счеттого, 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 командногоустройства, которое автоматическиобеспечивает пробоотбор в заданномрежиме, а о окончании рабочей сменыизвлекает Фильтр для дальнейшей обработки стандартным методом,П р и м е р. Определяющим Фактором, который характеризует режим пробоотбора, является продолжительностьпаузы. Дпя ее выбора была проведена.экспериментальная оценка точности1способа дискретного пробоотбора путемизмерения концентрации пыли при раз02548 5 16личной дискретности, т.е, продолжительности паузы Ь. При этом учитывалась дисперсность пыли и подвижность воздуха Ч в рабочей зоне. Результаты представлены на фиг.5, Каквидно из графиков 1 и 2, характерныхдля малых возмущений воздушной среды(70,3 м/с), возрастающее влияниедискретности наблюдается лишь приА120 с вне зависимости от степенидисперсности (кривая 1 - для тонкодисперсного сварочного аэрозоля, кривая 2 - для грубодисперсной комбикормовой пыли), При значительных возмущениях воздушной среды (Ч - 2 м/с),как видно из графиков 3 и 4, необходимо уменьшать продолжительность паузы до 30 с для тонкодисперсной пылии до бО с для грубодисперсной пыли(кривые 3 и 4 соответственно).Продолжительность непрерывногофильтрования ( экспозиция ц ) также устанавливапи экспериментальным путемс учетом ди спер сно сти и подвижностивоздуха рабочей зоны, При этом принимали во внимание, что экспозициядолжна быть минимальной для снижениясопротивления фил ьтр а и умен ьш енияразрядки аккумулятора в целях стабилизации расхода воздуха, В то же время экспозиция должна быть достаточнобольшой, чтобы получить необходимыйпривес пыли на фильтре, Как показалиисследования, достаточно иметь в этихцелях= 60 с, а при нестабильныхпроцессах пылеобразования и повышениянеподвижности воздуха целесообразносокращать экспозицию до 15 с,Максимальное значение 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, накоплением) загрязнения в виде пыли или газа в Фильтрепосл е каждого цикл а.Если режим будет недискретным,т.е,5непрерывным (стандартный способ пробоотбора); то на стационарных рабочих местах невозможно осуществитьоценку загрязненности воздуха безбольшой погрешности,10 Предусмотренная в устройстве установка фильтродержателя на месте одного из патронов. респиратора обусловила конструктивную необходимость замены осевого стока фильтруемого возду 15 ха через корпус фильтродержателя нарадиальный, В результате этого воз.никло существенное отличие в расстояниях от точки стока воздуха доточек на фильтрующей поверхности. Известно, что скорость вытяжных струйизменяется обратно пропорциональноквадрату расстояния от стока, Поэтомувозникает опасность неравномерной пылевой нагрузки на фильтр, его быстрого забивания, исключающего возможность длительного пробоотбора воздухапри стабильном расходе без его дополнительного автоматического регулирования, усложняющего устройство, При 30 менение в устройстве удаления воздуха через отверстия в корпусе фильтродержателя снижает градиент скоростивоздуха на фильтрующей поверхности.Для более полного выравнивания поляскоростей применен кольцевой перфорированный отсос с воздуховодом переменного сечения, образованного пространством между поверхностью фильтра 13 и выпуклым днищем фильтродержа 40 теля 14.Поскольку расчет скоростей вытяжных струй, как известно, носит приближенный характер, достаточно точ-,ное распределение скоростей может4 с быть выявлено только экспериментально, При расходе 20 л/мин, обеспечиваемом принятым.аспиратором, и ис -пол ьз о ванин ст андар тных фил ьтро в АФАВ - 18 и АФА ВО средние скорости движения воздуха на фильтрующей поверхности находятся в диапазоне О, 2 0,4 м/с,.который соответствует характе,ристике стандартных электроанемометров и потому был оценен эксперимен 55тально, Измерения подтвердили влияниепрофиля кольцевого воздуховода нараспределение скорости 7 движениявоздуха на фильтрующей поверхностирадиусом К в зависимости от расстоя 1602548 8ния от края этой поверхности (1 = 0) до ее центра (1К). Результаты измерений по четырем вариантам профиля воздуховода, применительно к использованию фильтра АФА-В, представленные на фиг.4 в качестве примера, позволяют выявить оптимальную высоту Ь 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 15 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" ми вФормула изобретения 251. Способ отбора проб воздуха, включающий пробоотбор в течение рабочей смены в зоне дыхания работающего, о тл ич ающи йс я тем,что, с целью 30 повышения точности и снижения трудоемкости пылегазоанализа в нестационарных рабочих зонах, осуществляютдискретный интегральный пробоотбор,при котором проводят непрерывнуюфильтрацию в течение 15-60 с паузами через каждые 30-120 с. 2. Устройство дпя отбора проб воздуха, содержащее двухпатронный респиратор, подключенный к его выходу ас"пиратор с микродвигателем, связаннымс побудителем расхода, вход которогоподключен к расходомеру, а выход " кнастроечному дросселю, и автономныйблок питания со стабилизатором напряжения, к выходу которого подкпюченвременной 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 патрона респиратора противоположно патрону, при этом корпус фильтрующего элемента выполнен с радиальной перфорацией, а его днище выполнено в видеконуса с высотой не менее 2/3 шириныкорпуса,1602548 дИоИ Редактор М.Цитки и ГКНТ СС судар оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Заказ 3ВНИИПИ оставитель А,Сондорехред М.Ходанич Коррект;,р З,Лончакова Тираж 379 Подписноевенного комитета по изобретениям и открытия113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45