УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ БИОФИЗИЧЕСКОГО АЭРОЗОЛЯ Российский патент 2001 года по МПК G01N1/22 

Изобретение относится к приборам для отбора проб биофизического аэрозоля из воздушной среды для последующего микробиологического или физико-химического анализа уловленных частиц аэрозоля и может найти применение при санитарно-гигиеническом и экологическом контроле чистоты воздушной среды в производственных помещениях, на территории предприятий, химической, пищевой, металлургической, атомных станциях, медицинской и других отраслях промышленности.

Атмосферный воздух, содержащий взвешенные твердые или жидкие частицы, относится к аэродисперсным системам или аэрозолям. В этой системе дисперсной средой является смесь нескольких газов, дисперсной - взвешенные частицы, часто находящиеся в разном агрегатном состоянии и имеющие сложный как химический, так и биологический состав.

Аэрозоли ведут себя не так, как воздух, в котором они взвешены. Их свойства зависят от размера, формы и состава частиц.

Большую опасность для здоровья человека представляет аэрозоль, содержащий токсичные и канцерогенные компоненты, присутствие которых даже в незначительных количествах способно вызвать ряд заболеваний пылевой этиологии от пылевого бронхита до рака легких, особенно, если эти компоненты сосредоточены в субмикронной респираторной фракции аэрозоля. Такими опасными компонентами, присутствующими в различных количествах в городской пыли, а также в выбросах предприятий могут являться асбест, свободная двуокись кремния (кварц), фосфор, свинецсодержащие соединения, минеральные образования других тяжелых металлов, карбонатов и др., а также радионуклиды.

Отбор представительной пробы биофизических аэрозолей является сложным процессом, информация о свойствах и поведении аэродисперсной системы необходима для адекватного пробоотбора.

Известно устройство для отбора проб аэрозоля, содержащее пробоотборник с фильтродержателем, электроаспиратор и средство управления (патент N 1402830, G 01 N 1/22).

Однако известное устройство не обеспечивает высокой достоверности и представительности отбираемой пробы в аэродинамической системе (при турбулентном потоке) атмосферного воздуха.

Техническим результатом данного изобретения является повышение достоверности и представительности отбираемых проб, надежности и удобства в эксплуатации путем использования всасывающего вращающегося цилиндрического коллектора и эффективного осаждения мелкодисперсного биофизического аэрозоля на возможные разновидные улавливающие элементы (фильтры, импакторы, импинжеры, насыпные фильтры и т.д.).

Для достижения технического результата устройство для отбора проб биофизического аэрозоля, содержащее пробоотборник с фильтродержателем, воздуховсасывающий агрегат и средство управления работой устройства, согласно изобретению снабжено всасывающим вращающимся цилиндрическим коллектором со штуцерами для улавливающих элементов биофизического аэрозоля, под этим коллектором расположена измерительная камера, внутри которой размещен вращающийся прерыватель лучевого сигнала датчика числа оборотов, установленного на оси крыльчатки воздуховсасывающего агрегата, а на корпусе пробоотборника установлен узел поворота всасывающего коллектора, связанный со средством управления устройства.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства, на фиг. 2 - сечение А-А.

Устройство для отбора проб биофизических аэрозолей включает в себя корпус 1 пробоотборника, сверху которого размещается всасывающий коллектор 2, в центре под контроллером 2 расположена измерительная камера 3, где устанавливается вращающийся прерыватель 9 лучевого сигнала датчика числа оборотов, позволяющий определять расход воздуха, проходящего через улавливающие элементы. Под измерительной камерой 3 смонтирован агрегат воздуховсасывающий 4. Всасывающий коллектор 2 имеет штуцера 6 для улавливающих элементов (типа под фильтр, импактор, импинжер и т.д.).

В нижней части корпуса 1 расположен выбросной воздушный коллектор 5, снабженный воздуховыводным патрубком 12. На всасывающем коллекторе сверху имеется посадочное место 13 для пульта управления 7 процессором отбора проб биофизического аэрозоля. Устройство снабжено узлом 10 поворота всасывающего коллектора 2, который состоит из электродвигателя 11 на оси его размещена механическая передача 15, и имеет подшипник скольжения 16. Поворот всасывающего коллектора 2 осуществляется на 180^o с последовательностью возврата в первоначальное положение, а корпус 1 пробоотборника покрыт звукоизолирующим материалом 14. Управление процессором пробоотбора аэрозоля осуществляется пультом 7, размещенным на всасывающем коллекторе 1, а также на корпусе установлена ручка 8 для транспортировки устройства и его установки в местах отбора проб.

При изучении аэродинамики биофизического аэрозоля различают два режима течения: ламинарное и турбулентное. Ламинарное течение характеризуется тем, что отдельные струйки потока аэрозоля не смешиваются между собой. Турбулентное течение характеризуется пульсациями, вследствие которых происходит перемешивание отдельных струек.

При турбулентном движении частицы ведут себя примерно так же, как молекулы, т.е. находятся в состоянии беспорядочного движения, а скорости и давления в каждой точке потока аэрозоля пульсируют, т.е. изменяются в течение времени. Эти пульсации чрезвычайно осложняют осуществление отбора проб аэрозоля. Поэтому в целях облегчения исследования мгновенные истинные содержания биофизических частиц в воздухе подменяют их осредненными по времени значениями.

Предлагаемое устройство позволяет повысить достоверность и представительность отбираемых проб аэрозоля, используя два режима процесса отбора.

Первый режим - при ламинарном течении потока аэрозоля (в помещении, штиле и т.д.).

Второй режим - при турбулентном течении аэрозоля в окружающей среде (в открытом поле, территории предприятий и т.д.).

Работа устройства заключается в следующем: при ламинарном состоянии воздушного потока к всасывающему коллектору 2 при помощи штуцера 6 подсоединяют необходимые улавливающие элементы, позволяющие впоследствии определять вид загрязняющих веществ и его количество, находящееся в окружающей среде.

На пульте управления 7 устанавливается режим процесса пробоотбора, включают в работу устройство и осуществляется отбор проб биофизического аэрозоля - вращение коллектора 2 не производится.

При втором режиме процесса отбора проб - при турбулентном течении воздушного потока, в местах отбора проб, к всасывающему коллектору 2, к штуцеру 6 подсоединяют улавливающие элементы, не связанные вспомогательными шлангами, а на пульте управления 7 устанавливается соответствующий режим отбора проб, и включают в работу устройство. При этом режиме работ производится вращение всасывающего коллектора 2 со скоростью в зависимости от скорости аэрозольного потока окружающей среды.

Скорость всасывающего воздуха контролируется при помощи вращающегося прерывателя 9, лучевого сигнала датчика числа оборотов, установленного в измерительной камере 3. Очищенный от аэрозоля воздушный поток поступает в выбросной коллектор 5 и выносится за зону отбора проб при помощи воздушного шланга 12.

По завершении отбора проб биофизического аэрозоля улавливающие элементы поступают в лабораторию на анализ по определению вида загрязняющих веществ, находящегося в окружающем воздухе.

Использование указанного устройства позволит значительно повысить борьбу за экологическую чистоту воздушного пространства, а это соответственно сократи заболеваемость людей.

Предлагаемое устройство позволит значительно быстро и надежно определять полный состав и количество загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Это поможет быстро принять мероприятия по устранению источников загрязнения.

Изобретение может найти применение при контроле чистоты воздушной среды в производственных помещениях и на территории различного рода предприятий. Устройство для отбора проб биофизического аэрозоля содержит пробоотборник с фильтродержателем, воздуховсасывающий агрегат и средство управления работой устройства. Устройство снабжено всасывающим вращающимся цилиндрическим коллектором с штуцерами для улавливающих элементов биофизического аэрозоля, под этим коллектором расположена измерительная камера, в которой размещен вращающийся прерыватель лучевого сигнала датчика числа оборотов, установленный на оси крыльчатки воздуховсасывающего агрегата. На корпусе пробоотборника установлен узел поворота всасывающего коллектора, связанный со средством управления устройства. Устройство позволяет быстро и надежно определять полный состав и количество загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Это поможет быстро принять меры по устранению источников загрязнения. 2 ил.

Устройство для отбора проб биофизического аэрозоля, содержащее пробоотборник с фильтродержателем, воздуховсасывающий агрегат и средство управления работой устройства, отличающееся тем, что оно снабжено всасывающим вращающимся цилиндрическим коллектором с штуцерами для улавливающих элементов биофизического аэрозоля, под этим коллектором расположена измерительная камера, в которой размещен вращающийся прерыватель лучевого сигнала датчика числа оборотов, установленный на оси крыльчатки воздуховсасывающего агрегата, а на корпусе пробоотборника установлен узел поворота всасывающего коллектора, связанный со средством управления устройства.