ПЫЛЕЗАЩИТНОЕ УКРЫТИЕ Российский патент 1999 года по МПК B08B15/00 

Изобретение относится к вентиляционной технике, а именно к оборудованию для создания пылезащитных рабочих мест операторов при осуществлении технологических процессов с выделением вредных веществ, а также требующих высокой степени обеспыливания воздуха в зоне выполнения операций и может быть использовано для улучшения условий труда при производстве щелочных и свинцово-кислотных аккумуляторов, а также в химической, радиотехнической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известно пылезащитное укрытие, включающее кожух, образующий рабочую и чистую зоны, сообщенные между собой через проем, установленный в рабочей зоне стол с расположенным под ним вытяжным коробом, напорный воздуховод с воздушным фильтром и воздухораспределителем, установленный в верхней части кожуха, приточный и вытяжной вентиляторы. Укрытие дополнительно содержит напорный вытяжной короб с воздухозаборными отверстиями, расположенный в чистой зоне, напорный воздуховод снабжен перегородкой, размещенной в области проема, а вытяжной вентилятор входом сообщен с напольным коробом, а выходом - с напорным воздуховодом со стороны рабочей зоны (а.с СССР N 1168780, кл. А 24 А 7/06, 1985).

Известные пылезащитные укрытия с открытым проемом, разделяющим рабочую и чистую зоны, не могут обеспечить достаточно высокую степень чистоты воздушной среды в чистой зоне и, тем самым, обеспечить необходимые санитарно-гигиенические условия для рабочего места оператора из-за нарушения ниспадающего потока чистого воздуха и его всплывания при наличии сквозняков в помещении и подаче приточного воздуха с температурой выше температуры окружающего воздуха помещения. Кроме того, требуемый уровень чистоты будет обеспечиваться только при фиксации положения работающих относительно рабочих мест, так как из-за размывания потока чистого воздуха загрязненным окружающим воздухом происходит значительное уменьшение размеров чистой зоны по сравнению с размерами воздухораспределительной решетки чистой зоны.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является укрытие, содержащее пылезащитный кожух, размещенную в кожухе с возможностью образования рабочей и чистой зон перегородку, верхняя кромка которой прикреплена к крышке кожуха, размещенный в рабочей зоне рабочий стол, столешница которого выполнена в виде перфорированного в верхней части вытяжного короба напорные короба с воздушными фильтрами и сотовыми воздухораспределительными решетками, размещенными соответственно в рабочей и чистой зонах, с образованием потолков этих зон, вытяжной короб чистой зоны, верхняя перфорированная стенка которого образует пол чистой зоны, воздуховод с вентилятором, сообщающий вытяжной короб чистой зоны с напорным коробом рабочей зоны, и воздуховоды с регулировочными устройствами, сообщающиеся с системами подачи и удаления воздуха. При этом проходное сечение воздухопроводящих отверстий решетки напорного и вытяжного коробов рабочей зоны на участках шириной, составляющей 1/5 - 1/3 расстояния между столешницей рабочего стола и нижней кромкой перегородки, в направлении перпендикулярном к плоскости перегородки, превышает проходное сечение отверстий остальной части напорного и вытяжного коробов соответственно в 2-3 и 3-4 раза, напорный корою чистой зоны снабжен примыкающим к его торцу, противолежащему перегородке, и сообщающимся с напорным коробом чистой зоны перед фильтром, напорным коробом воздушной завесы с сотовой решеткой, имеющей ширину, составляющую 1/10 - 1/12 ширины сотовой решетки, размещенной в чистой зоне, а часть сотовой решетки напорного короба завесы, примыкающая к сотовой решетке напорного короба чистой зоны, имеет ширину, составляющую 70-80% общей ширины сотовой решетки в коробе завесы, площадь проходного сечения каждого ее отверстия в 3-4 раза меньше, чем у каждого из отверстий остальной части решетки в коробе воздушной зачесы (патент РФ N 2030226, кл. B 08 B 15/00, 1995).

В известном укрытии последовательное использование подаваемого чистого воздуха для вентиляции чистой и рабочей зон обеспечивает уменьшение его расхода, а наличие двухслойной воздушной завесы чистой зоны, отделяющей среду чистой зоны от среды рабочего помещения, обеспечивает достижение высокой степени чистоты среды рабочей зоны.

Однако, недостатком данного укрытия является недостаточная надежность защиты рабочего места оператора при выполнении короба завесы по контуру чистой зоны, образованному ломаной линией. Данный недостаток обусловлен наличием участков чистой зоны, незащищенных воздушной завесой, при отклонениях струй завесы наружу под действием избыточного давления в чистой зоне. Указанное давление возникает из-за гравитационных сил и стеснения потока чистой зоны струями завес.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности защиты рабочего места оператора при выполнении короба завесы по контуру чистой зоны, образованному ломаной линией.

В основу изобретения положена задача исключить участки чистой зоны, незащищенные воздушной завесой при отклонениях струй завесы наружу под действием избыточного давления в чистой зоне, возникающего из-за гравитационных сил и стеснения потока чистой зоны струями завес.

Для осуществления поставленной задачи в пылезащитном укрытии рабочего места, содержащем кожух, размещенный в рабочей зоне рабочий стол, столешница которого выполнена в виде вытяжного короба, перфорированного в верхней части, напорные короба рабочей и чистой зон с воздушным фильтром и воздухораспределительной решеткой в каждом коробе, размещенный по контуру чистой зоны и соединенный с ее напорным коробом короб завесы с воздухораспределительной решеткой, имеющей сотовый участок, патрубки подачи воздуха в напорный короб чистой зоны и удаления воздуха из вытяжного короба, воздухораспределительная решетка каждого участка ломаной линии короба завесы в месте примыкания их друг к другу имеет лопаточный участок с веерным расположением лопаток, а с обеих сторон напорного короба рабочей зоны соосно с примыкающими участками короба завесы выполнены дополнительные короба, в которых размещены лопаточные воздухораспределительные решетки с веерным расположением лопаток, при этом напорный короб рабочей зоны соединен воздуховодом с патрубком подачи воздуха в напорный короб чистой зоны.

Благодаря этому при отклонениях струй завесы наружу под действием избыточного давления в чистой зоне, возникающего из-за гравитационных сил и стеснения потока чистой зоны струями завес, в случае выполнения короба завесы по ломаной линии, обеспечивается полная защита всех участков чистой зоны.

Указанные выше отличительные признаки характеризуют часть объекта, не являющуюся самостоятельной. В этой связи поиск решений, которые могут содержать признаки, отличающие решение от прототипа, проводился только среди аналогов. При этом в выявленных источниках информации (заявка Франции N 2461205, кл. F 24 F 7/10, опубл. 1976 г., а.с. СССР N 611647, кл. B 01 D 45/08, 1976, а.с. СССР N 846934, кл. F 24 F 9/00, 1979, а.с. СССР N 1320609, кл. F 24 F 9/00, 1984, а.с. СССР N 1682727, кл. F 24 F 7/06, 1987, экон.пат. ГДР N 252663, кл. F 24 F 13/06, 1987, а также Балтренас П.Б. "Обеспыливание воздуха на предприятиях стройматериалов". М., Стройиздат, 1990, с. 148 - 149 и журнал "Luft und Kaltetechnir" 1986, 22 N 3 стр. 128 - 129) не обнаружены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными, а также не подтверждена известность влияния отличительных признаков на решенную задачу, что исключает возможность осуществления изобретения специалистом, компетентным в данной области, без проявления надлежащего изобретательского творчества. В соответствии с изложенным заявленное решение, по мнению авторов, соответствует критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется фиг. 1-4, где на фиг. 1 представлено предлагаемое укрытие, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2.

Пылезащитное укрытие рабочего места (фиг. 1) содержит кожух 1, образующий сообщающиеся между собой рабочую 2 и чистую 3 зоны. В рабочей 2 зоне размещен рабочий стол 4, столешница которого выполнена в виде перфорированного в верхней части вытяжного короба 5, снабженного патрубком 6, соединяющим его с системой удаления воздуха (на чертеже не показана) и имеющим заслонку 7 для регулирования объема удаляемого воздуха. В верхней части рабочей 2 зоны в кожухе 1 размещен напорный короб 8, в котором размещены воздушный фильтр 9 тонкой очистки и воздухораспределительная решетка 10, например, плоская, образующая потолок рабочей 2 зоны. В верхней части чистой 3 зоны размещен напорный короб 11, в котором размещены воздушный фильтр 12 тонкой очистки и воздухораспределительная решетка 13, например, плоская, образующая потолок чистой 3 зоны.

Воздухораспределительные решетки 10 и 13 выполнены с отверстиями для прохода воздуха диаметром не более 2-3 мм с коэффициентом живого сечения 0,4 - 0,5. По контуру чистой 3 зоны, образованному ломаной линией, размещен короб 14 завесы (фиг. 2, 4) также выполненный по ломаной линии, например П-образной формы. Короб 14 соединен с коробом 11 (фиг. 1) через щелевое отверстие 15, выполненное в соединительной перегородке 16 и расположенное выше фильтра 12. В отверстии 15 установлена дроссельная заслонка 17. Воздухораспределительная решетка каждого участка ломаной линии короба 14 (фиг. 2 и 4) имеет сотовый 18 и лопаточный 19 участки. Участок 18 по ширине состоит их двух частей, при этом части участка 18, примыкающей к решетке 13, составляет 3/4 общей ширины, а площадь проходного сечения воздухоподводящих отверстий данной части в три раза меньше площади воздухоподводящих отверстий другой части. В месте примыкания участков короба 14 друг к другу воздухораспределительная решетка имеет лопаточный 19 участок с веерным расположением лопаток. При этом лопатка, примыкающая к сотовому 18 участку решетки, установлена вертикально (фиг. 4), а остальные лопатки расположены (веерообразно) с наклоном наружу. Длина участка 19 равна двум ширинам короба 14.

С обеих сторон напорного короба 8 (фиг. 2 и 3) соосно с примыкающими участками короба 14 завесы выполнены дополнительные короба 20, в которых установлены лопаточные воздухораспределительные решетки 21. В решетках 21 (фиг. 3) лопатки, примыкающие к решетке 10, установлены вертикально, а остальные лопатки расположены веерообразно с наклоном наружу. Дополнительные короба 20 соединены с напорным коробом 8 через щелевое отверстие 22, выполненное в соединительной перегородке 23 и расположенное выше фильтра 9. В отверстии 22 установлена дроссельная заслонка 24. Напорный короб 11 через патрубок 25 подачи воздуха с расположенными в нем заслонками 26 и 27 соединен с системой подачи приточного воздуха (на чертеже не показана). Патрубок 25 через воздуховод 28 соединен с входным патрубком 29 напорного короба 8 рабочей зоны, имеющим заслонку 30. Соосно с патрубками 25 и 29 в напорных коробах 8 и 11 установлены перфорированные отбойники 31 и 32.

Указанные выше геометрические характеристики лопаточных решеток 19 и 21 определены при следующих допущениях. Угол раскрытия расположенных веерообразных лопаток принят равным предельному углу наклона струи завесы наружу под действием избыточного давления в чистой 2 зоне. Этот угол из соображений предельно допустимого падения скорости в чистой 2 зоне принят не более 30^oC Площадь F₀ лопаточных решеток 19 и 21 рассчитывается по формулам, приведенным в книге: Шепелев И.А. Аэродинамика воздушных потоков в помещении. М., Стройиздат, 1978, 67-69.

Укрытие работает следующим образом. Воздух под действием избыточного давления в патрубке подачи воздуха 25 поступает в напорный короб 11 чистой 3 зоны, а затем через воздуховод 28 и входной патрубок 29 в напорный короб 8 рабочей 2 зоны. С помощью перфорированных отбойников 31 и 32 воздух равномерно подводят к фильтрам 9 и 12 тонкой очистки. Пройдя в них очистку, воздух через воздухораспределительные решетки 10 и 13 равномерно раздается в рабочую 2 и чистую 3 зоны в виде ниспадающих параллельных малотурбулентных потоков обеспыленного воздуха разной скорости. Часть воздуха, поступающего в напорный короб 11 через щелевые отверстия 15, выполненные в соединительных перегородках 16, поступает, минуя фильтр 12 в участки П-образного короба 14 завесы чистой 2 зоны. Затем этот воздух выходит через воздухораспределительные решетки 18 сотового типа в виде двух плоских спутных струй разной скорости. При этом, скорости указанных струй задают с помощью дроссельных заслонок 17 в щелевых отверстиях 15. Как показали расчеты, указанные скорости находятся в пределах: скорость струи через внутренний участок решетки 18 составляет 0,8 - 1, 2 м/с, а скорость струи через наружный участок составляет 2,5 - 3,0 м/с. Ниспадающий поток в рабочей 2 зоне ограничивает подъем и распространение токсичных аэрозолей, образующихся при проведении технологических операций на рабочем столе 4 и по кратчайшему пути направляет их через отверстия перфорации в вытяжной короб 5, откуда загрязненный воздух через патрубок 6 поступает в систему удаления воздуха.

При выбранной скорости ниспадающего потока рабочей 2 зоны 0,6 - 0,7 м/с, достаточной для ограничения подъема вредных выделений и превышении расхода вытяжного воздуха над приточным рабочей 2 зоны, исключается поступление токсичных аэрозолей в чистую 3 зону, а также их попадание в зону дыхания рабочего-оператора при наклонах его головы в сторону рабочей 2 зоны.

Ниспадающий поток в чистой 3 зоне затопляет ее обеспыленным воздухом. Часть расхода этого потока (≈ 20-25%) идет на подпитку воздушной завесы, создаваемой потоком воздуха, выходящим через решетку 18.

Другая часть этого потока подсасывается в отверстия перфорации вытяжного короба 5. Оставшаяся часть растекается у пола и ухолит за пределы кожуха 1 укрытия. Поступающий в чистую 3 зону ниспадающий поток создает в ней подпор воздуха. Подпор воздуха создается за счет гравитационных сил, возникающих при подаче слегка нагретого воздуха (например, за счет подогрева в вентиляторе) по сравнению с окружающим. Под действием подпора воздуха происходит отклонение струй завесы в наружную сторону. Для создания непрерывности завесы, защищающей чистую 3 зону, часть воздуха из напорного короба 8 рабочей зоны 2 через щелевые отверстия 22 в соединительных перегородках 23, минуя фильтр 9, поступает в дополнительные короба 20 и через воздухораспределительные решетки 21 лопаточного типа подается в чистую 2 зону в виде расширяющихся наружу веерных струй, вплотную примыкающих к кожуху 1 и к струям завес, выходящих через сотовые решетки 18. Расчетный максимальный угол раскрытия веерных струй составляет 30^oC, что позволяет полностью перекрыть на границе рабочей 2 и чистой 3 зон разрыв в завесе, отклоняющейся под действием избыточного давления в чистой 3 зоне.

Скорости указанных выше веерных струй задают с помощью дроссельных заслонок 24 в щелевых отверстиях 22.

Разрывы в завесе чистой 3 зоны в местах примыкания участков, выполненного по ломанной линии короба 14 завесы, друг к другу перекрываются при движении расширяющихся навстречу друг другу по ходу потока веерных струй, истекающих через воздухораспределительные решетки 19 лопаточного типа. Таким образом исключаются участки чистой зоны, не защищенные воздушной завесой, при отклонении ее струй наружу под действием избыточного давления в чистой зоне, возникающего из-за гравитационных сил и стеснения потока чистой зоны струями завес.

Необходимый объем подачи воздуха в напорные короба 8 рабочей 2 и 11 чистой 3 зон задают при помощи заслонок 30, 26 и 27. Объем и скорость удаляемого из короба 5 воздуха регулируют при помощи заслонки 7.

Использование предлагаемого укрытия позволит повысить надежность защиты рабочего места оператора при выполнении короба завесы по контуру чистой зоны, образованному ломаной линией, от воздействия вредных веществ, поступающих в зону его дыхания из окружающего воздуха и выделяющихся при выполнении технологических операций, проводимых в рабочей зоне. Условия труда оператора улучшаются поскольку исключаются участки чистой зоны, незащищенные воздушной завесой, при отклонениях струй завесы наружу под действием избыточного давления в чистой зоне, возникающего из-за гравитационных сил и стеснения потока чистой зоны струями завес.

Изобретение относится к вентиляционной технике, а именно к оборудованию для создания пылезащитных рабочих мест операторов при осуществлении технологических процессов с выделением вредных веществ. В изобретении обеспечивается повышение надежности толщины рабочего места оператора при выполнении короба завесы по контуру чистой зоны, образованному ломаной линией. Предложено пылезащитное укрытие рабочего места, содержащее кожух, размещенный в рабочей зоне рабочий стол, столешница которого выполнена в виде вытяжного короба, перфорированного в верхней части, напорные короба рабочей и чистой зон с воздушным фильтром и воздухораспределительной решеткой в каждом коробе. По контуру чистой зоны и соединенный с ее напорным коробом размещен короб завесы с воздухораспределительной решеткой, имеющей сотовый участок, патрубки подачи воздуха в напорный короб чистой зоны и удаления воздуха из вытяжного короба. В последнем воздухораспределительная решетка каждого участка ломаной линии короба завесы в месте примыкания их друг к другу имеет лопаточный участок с веерным расположением лопаток. А с обеих сторон напорного короба рабочей зоны соосно с примыкающими участками короба завесы выполнены дополнительные короба, в которых размещены лопаточные воздухораспределительные решетки с веерным расположением лопаток. При этом напорный короб рабочей зоны соединен воздуховодом с патрубком подачи воздуха в напорный короб чистой зоны. 4 ил.

Пылезащитное укрытие рабочего места, содержащее кожух, размещенный в рабочей зоне рабочий стол, столешница которого выполнена в виде вытяжного короба, перфорированного в верхней части, напорные короба рабочей и чистой зон с воздушным фильтром и воздухораспределительной решеткой в каждом коробе, размещенный по контуру чистой зоны и соединенный с ее напорным коробом короб завесы с воздухораспределительной решеткой, имеющей сотовый участок, патрубки подачи воздуха в напорный короб чистой зоны и удаления воздуха из вытяжного короба, отличающееся тем, что воздухораспределительная решетка каждого участка ломаной линии короба завесы в месте примыкания их друг к другу имеет лопаточный участок с веерным расположением лопаток, а с обеих сторон напорного короба рабочей зоны соосно с примыкающими участками короба завесы выполнены дополнительные короба, в которых размещены лопаточные воздухораспределительные решетки с веерным расположением лопаток, при этом напорный короб рабочей зоны соединен воздуховодом с патрубком подачи воздуха в напорный короб чистой зоны.