Пробоотборник Советский патент 1986 года по МПК G01N1/10 C12M1/26 

Изобретение относится к приборам для определения концентрации частиц аэрозоля при исследованиях загрязнения воздушной среды, а конкретно к устройствам для отбора проб аэрозолей, и может быть использовано в мик робиологической, пищевой, химической промьшленности, в медицине и сельском хозяйстве. Одним из направлений в создании этих устройств является разработка пробоотборников, в которых частицы аэрозоля попадают в жидкость - сорбирующую среду, циркулирующую Е: виде пленки (жидкостные пробоотборники) . Это позволяет обеспечить высокую эффективность улавливания частиц аэрозоля, а также высокую выживаемость биологических частиц при контроле воздуха производственных помещений на предприятиях микробиологического производства (например, дрож жей) и медицинских учреждений, Цель изобретения - повышение пред ставительности проб за счет увеличе ,ния полноты использования жидкости в пробоотборнике, На фиг,1 представлен пробоотборник, общий вид; на фиг,2 - то же. вид сбоку; на фиг.З - разрез А-А на фиг.Г; на фиг.4 - зависимость расхода жидкости через циклон от расположения отверстия. Пробоотборник содержит корпус с сорбирующей жидкостью 2, размещенный внутри него циклон 3 с входным соплом 4 и отверстием 5 для подсоса жид кости. Входное сопло 4 укреплено в стенке корпуса 1 и служит в качестве крепежного элемента циклона 3. Над последним установлен брызгоотборник бив корпусе 1 установлен выходной патрубок 7. Выходное отверстие сопла 4 может быть любой фигурой (круг, эллипс, прямоугольник и т.п.) которая имее центр симметрии, в предлагаемом пробоотборнике выходное сечение представляет собой прямоугольник. При это центром симметрии является точка пе ресечения его двух взаимно перпенди кулярных осей симметрии, Через эту точку и ось- циклона проходит полуплоскость, которая при пересечении С днищем циклона образует луч,, .от которого отсчитьшается угол ct. по хо ду воздушного потока (против часово стрелки, фиг,1). На линии, которая повернута на угол о(. от луча пересечения полуплоскости с днишем циклона j и располагается отверстие 5 для подсоса жидкости. Расстояние отверстия 5 от оси циклона измеряется радиусом г, Максимальное расстояние от оси циклона до центра отверстия определяется диаметром отверстия и где d не может быть больпе R диаметр отверстия, R - радиус циклона. При достаточно малых относительных размерах сопла отверстие размещается в центре. Угол cii меняется от О до 180°, За пределами расположения отверстия для подсоса жидкости (с и г от О до R - ) от О до 180 ход жидкости практически не превышает расход жидкости при центральном расположении отверстия, а при угле 180 - 300 и расстоянии от оси г - отсутствует из-за повышенного давления в этой зоне (происходит выдавливание пузырьков воздуха через отверстия), Пробоотборник работает следующим образом. Воздух, содержащий частиц аэрозоля, поступает через входное сопло 4 в циклон 3, где под действием воздушного потока на внутренней поверхности циклона образуется пленка из тонкого Слоя сорбирующей жидкости, на которую осаждаются частицы аэрозоля. Жидкость поступает через отверстие 5 в днище циклона 3 за счет разрежения в центре газодинамического вихря и, увлекаемая вихрем, растекается по внутренней поверхности циклона. Эта пленка создает щадящие условия для биологических частиц. Вместе с воздухом из циклона вьте тают капельки жидкости, образующиеся на кромке циклона и сопла. Капли жидкости попадают на поверхность брызгоотбойника и стекают вниз, Воздух поступает в выходной патрубок 7, При понижении уровня жидкости в пробоотборнике расход через отверстие в днищ.е циклона падает и ее не хватает для образования пленки на внутренней поверхности циклона. Повьпление представительности проб в таком пробоотборнике связано с увеличением полноты использопания жидкости, Под полнотой использования жидкости принимается отношение объема жидкости, лежащей выше минимального уровня,.с которого обеспечивается е всасывание в циклон, к общему количеству жидкости в пробоотборнике. Более полное использование жидкости позволяет увеличить время нормально работы пробоотборника при фиксированном количестве жидкости и размерах корпуса. Время нормальной работы пробоотборника определяется временем сраба тывания жидкости до минимального уровня, при котором еще обеспечивается ее всасывание в циклон и образо вание жидкостной пленки. Минимальный уровень, с которого/ обеспечивается всасьгоание жидкости, определяется прямым экспериментом, Устанавливается различный уровень жидкости в циклонном элементе, с раз личным расположением отверстия в дн ще и определяется минимальньш уровень, при котором начинается циркуляция (переливание жидкости через верхний край циклона). Время нормальной работы пробоотборника следует увеличивать, так как полное количество отобранной пробы определяется М С Q Т, где С - концентрация частиц; Q - расход воздуха через пробоотборник;Т - время нормальной работы пробоотборника. Необходимое количество отобранной пробы для проведения дальнейшего ана лиза определяется методом анализа и для получения достовернь1х результато не может быть меньше определенной величины. (Точность анализа повышается с увеличением количества пробы) При работе с низкими концентрациями частиц при заданном расходе воздуха через пробоотборник необходимо увеличить время отбора пробы. В конструкции пробоотборника с целью повышения эффективности улавливания .частиц СО1ПЛО внесено внутр циклона, что приводит к нарушению симметрии воздушного потока на вход ном участке. Воздушная струя, выходя щая из сопла, поворачивает вдоль внутренней стенки циклона на 360 и набегает на наружную стенку сопла. Образуется зона повышенного давления, сдвигающая ось вихря от оси циклона. Из-за несовпадения оси вихря с геометрической осью циклона расположение отверстия для подсоса жидкости не в точке наименьшего давления при- водит к уменьшению .подсоса жидкости при заданном диаметре отверстия. Расход жидкости, всасываемой через отверстие, определяют по формуле Q К -др S, расход жидкости; коэффициент, зависяш;ий от физико-химических свойств жидкости и геометрических параметров отверстия; fyp - разность давления на свободной поверхности жидкости, практически равного статическому давлению в пробоотборнике и давления, усредненного по сечению всасывающего отверстия; S - площадь отверстия. На фиг.2 данные приведены для циклона с объемным расходом 50 л/мин. Диаметр циклона 14 мм, диаметр отверстия 7 мм, расстояние от оси циклона до центра отверстия четверть диаметра циклона. Характер зависимости слабо меняется для различных сорбирующих жидкостей, например, физраствора, водных растворов глицерина и т.д. Пример , . В пробоотборнике с объемным расходом 50 л/мин и центральным расположением отверстия диаметром d 7 мм в днище циклона при начальном объеме жидкости 40 мл количество жидкости, лежащей ниже минимального уровня, с которого начинается циркуляция, и поэтому остающийся неиспользованной, составляет 10 мл. Количество жидкости., лежащей вьше этого уровня, равно 40-10 г 30 мл и полнота с использованием жидкости 0,75, При смещении отверстия от оси на г -к- и угол Ы 45° остаток жидкости составляет 6 мл и полнота использования жидкости 0,85, ормула изобретения Пробоотборник, включающий корпус с сорбирующей жидкостью и размещеный внутри него циклон с входным соп-

Изобретение относится к устройствам для отбора проб аэрозолей, может быть использовано в микробиолог гической, химической промышленностях, медицине и сельском хозяйстве и позволяет повысить представительство проб за счет увеличения полноты использования жидкости в пробоотборнике. Пробоотборник содержит корпус с сорбирующей жидкостью 2, размещенный внутри него циклон (Ц) 3 с входным соплом (С) 4 и отверстием для подсоса жидкости. С 4 укреплено в стенке корпуса и является крепежным элементом Ц 3. Над Ц 3 установлен брызгоотбойник 6, а корпус снабжен выходным патрубком. Отверстие для подсоса жидкости расположено по О) линии, повернутой по ходу воздушного потока на угол до 180°. 4 ил.