Устройство для отбора проб пыли из воздуха Советский патент 1991 года по МПК G01N1/22 G01N1/02 

Изобретение относится к устройствам для взятия проб в газообразном состоянии, предназначенным для контроля запыленности воздуха в зоне дыхания горнорабочего в течение рабочей смены. Оно может быть использовано в металлургической, химической и других отраслях промышленности, где требуется взятие проб запыленного воздуха для оценки степени загрязненности воздушного бассейна.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик за счет повышения объемного КПД статического напора и расширения ф:ункциональных возможностей.

На фиг 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - микрокомпрессор, продольный разрез.

Устройство для набора проб пыли из воздуха (фиг.1) содержит пробонаборный патрон 1, подключенный к электроаспиратору 2, выполненному в виде сильфонного микрокомпрессора, систему запуска и управления 3, систему цифровой регистрации количества просасываемого воздуха, состоящую из генератора импульсов 4, счетчика импульсов 5 и таймера 6. блок питания 7, контактную группу 8, взаимодействующую с выступом 9 пробонаборного патронз 1.Составные элементы устройства смонтирован- ны в корпусе (не показан).

О

ел о

CJ

ю о

Пробонаборный патрон 1 содержит корпус 10 циклона с закрепленными на нем пылесборным стаканом 11 и стаканом 12, в котором с помощью гайки 13 и крышки 14 закреплен фильтродержатель 15 со сменным фильтром 16.

Электрораспиратор 2 (фиг.2) содержит корпус 17, на котором закреплены клапанные узлы 18 (всасывающий) и 19 (нагнетающий), эластичный сильфон 20 и крышки 21 с эластичной газонепроницаемой перегородкой 22 из полиэтиленовой пленки. Крышка 21 удерживает в корпусе 17 электромагнит 23, якорь 24 которого установлен на плоских пружинах 25 и 26, которые центруют его в магнитопроводе и составляют механизм возврата якоря 24 в исходное положение при возвратно-поступательном перемещении его вместе с крышкой сильфон а 27 при подаче на катушку 28 импульсов напряжения. На крышке 27 закреплен другой конец сильфона 20. Над пружиной 25 размещена, эластичная газонепроницаемая перегородка 29 из полиэтиленовой пленки, которая в рабочем цикле при всасывании прилегает к поверхности пружины 25.

Каждый клапанный узел содержит гибкий лепесток, прилегающий к седлу.

В нейтральном положении между торцом якоря 24 и перегородкой 22 существует зазор а. При наличии на катушке 28 напряжения якорь 24 перемещается в магнитопроводе на величину в, равную величине зазора между его торцом и стопом магнито- провода. При этом деформируется пружины 25, 26 и растягивается сильфон 20,

В результате возвратно-поступательного перемещения якоря происходит периодическое изменение объема внутренней полости сильфона 20. Перекачиваемый воздух поступает в полость сильфона 20 через всасывающий клапанный узел 18 и вытесняется из нее в атмосферу через нагнетательный клапанный узел 19.

При каждом рабо чего ходе электроаспиратор вытесняет объем воздуха, определяемый как

Vp.x S -t.

где S - площадь поперечного сечения сильфона;

t - рабочий ход якор (величина сжатия сильфона).

Объемный КПД электроаспиратора определяется как

„ „ Ур.х Vp.x + VM

где VM - объем мертвого (вредного) пространства рабочего полости сильфона.

Так как герметично закрепленная на якоре 24 и магнитопроводе электромагнита

23 перегородка 29 разделяет полость сильфона и полость электромагнита, объем мертвого (вредного) пространства в предлагаемом, электроаспираторе меньше, чем в

устройстве-прототипе, где эти полости сообщаются. В связи с этим-объемный КПД предлагаемого электроаспиратора больше. Повышение объемного КПД увеличивает статический напор, развиваемый устройст0 вом.

Устройство для отбора проб пыли из воздуха может работать как в кратковременном режиме, так и в непрерывном режиме. Кратковременный режим применяется

5 при определении уровней запыленности воздуха. В этом режиме пробонаборный патрон 1 вставляют в корпус устройства таким образом, чтобы он своим контактным выступом 9 замкнул контактную группу КР

0 (см. фиг.1). В системе запуска и управления 3 находится геркон (на фиг.1 не показан), выведенный на наружную поверхность корпуса устройства и служащий для его включения. При поднесении к геркону небольшого

5 постоянного магнита происходит запуск устройства, т.е с блока питания 7 поступает напряжение на генератор импульсов 4. счетчик импульсов 5 и таймер 6. Генератор импульсов 4 формирует заданную

0 последовательность импульсов, питающих обмотку электроаспиратора 2. Под действием разрежения, создаваемого электроаспиратором 2, запыленный воздух через входное отверстие пробонаборного патрон

5 1 попадает в циклон, где отсеивается крупная фракция пыли и накапливается в пылес- борном стакане 11, а мелкодисперсная фракция задерживается на фильтре 16. Суммарная масса пыли, накопленная в пылепQ робонаборном патроне 1, отнесенная к количеству прошедшего через устройство воздуха определяет уровень запыленности. Количество просасываемого воздуха определяется на индикаторном тгбло блока счет5 чика импульсов и таймера 6,

Кварцевый генератор и счетчик импульсов 5 формирует последовательность минутных импульсов, отображаемых на индикаторном табло. При появлении импульса

Q на счетчике, соответствующего по времени выбранному режим кратковременной работы устройства, через систему запуска и управления 3 происходит отключение устройства от блока питания 7, Система уп5 равления 3 содержит 3 кнопки (не показаны), связанные с блоком питания и цифровым табло: первую, при нажатии которой цифровое индикаторное табло отображает информацию о времени работы устройства, вторую, при нажатии которой на

цифровом индикаторном табло отображается информация о количестве прошедшего через устройство воздуха, третью сброса, т.е. сброса показаний цифрового табло в нулевые показания.

Работа устройства в непрерывном режиме характерна для определения средне- сменной пылевой нагрузки на организм человека, как масса мелкодисперсной фракции пыли, накопленной на фильтре тонкой очистки в течение рабочей смены. Именно мелкодисперсная фракция пыли (менее 10 мкм) вызывает заболевания органов дыхания человека. Суммарная масса мелкодисперсных и грубодисперсной фракции пыли, накопленной в пробонабсрном патроне, характеризует средний уровень запыленности воздуха в течение времени работы устройства.

В непрерывном (длительном) режиме пробонаборный пэтрон 1 вставляется в корпус устройства таким образом, чтобы он своим контактным выступом 9 замкнул контактную группу ДЛ (см. фиг.1). Далее последовательность и порядок работы устройства в непрерывном режиме не отличается от его работы в кратковременном режиме.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство для отбора пыли из воздуха обладает следующими преимуществами:

функциональные возможности его шире, так как оно может работать в режимах кратковременного и длительного набора проб пыли, автоматически отключаясь по истечении заданного времени. Это облегчает и упрощает процесс отбора проб пыли при контроле запыленности атмосферы рабочей зоны;

объемный КПД электроаспиратора равен 0,32 и приблизительно в два раза больше объемного КПД пылепробонаборника ПИ что снижает удельный расход электроэнергии на 1 м3 прокаченного воздуха;

обеспечивая больший по величине (на 10 - 15 мм вод.ст.) статический напор, электроаспиратор обеспечивает постоянство объемной скорости воздуха через пробонаборный блок независимо от массы пыли, осевшей на фильтре, т.е. независимо от ве- личины гидродинамического сопротивления фильтра. Это повышает достоверность определения запыленности воздуха в зоне дыхания горнорабочего.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для отбора проб пыли из воздуха, содержащее корпус, пробонаборный патрон со сменным фильтром, подклю- ченный к электроаспиратору в виде

сильфонного микрокомпрессора с крышками, в корпусе которого размещены электромагнит, якорь которого установлен на плоских пружинах, всасывающий и нагнетательный клапанные узлы, систему запуска и

управления, систему цифровой регистрации количества просасываемого воздуха, состоящую из генератора импульсов и таймера с контактными группами режимов работы, о т- личающееся тем, что. с целью улучшения эксплуатационных характеристик за счет повышения коэффициента полезного действия и статического напора и расширения функциональных возможностей, пробонаборный патрон снабжен выступом на его

корпусе с возможностью взаимодействия с контактными группами режимов работы таймера, электромагнит снабжен эластичными газонепроницаемыми перегородками, одна из которых установлена между

полостью микрокопрессора и полостью электромагнита и герметично закреплена на якоре и в корпусе электромагнита с возможностью прилегания при всасывании к поверхности одной из плоских пружин якоРя- а другая перегородка герметично закреплена на наружном бурте нижней крышки микрокомпрессора с возможностью контакта с нижним торцом якоря в крайнем положении его хода при нагнета«ии.

ЈШ

bircL J

Н

г/

Составитель А.Сондор Редактор М.Самерханова Техред М.Моргентал

С5рос А

фиг. 2

Корректор А.Осауленко

Изобретение относится к устройствам для взятия проб в газообразном состоянии, предназначено для контроля запыленности воздуха в зоне дыхания горнорабочего в течение рабочей смены. Цель изобретения улучшение эксплуатационных характеристик устройства и расширение его функцио- нальных возможностей Устройство содержит корпус, пробонаборный патрон 1 со сменным фильтром 16, электроаспиратор 2 в виде сильфонного микрокомпрессора, систему запуска и управления 3, систему цифровой регистрации количества просасываемого воздуха, состоящую из генератора импульсов 4, счетчика импульсов 5 и таймера 6. Рабочая полость микрокомпрессора отделена от полости электромагнита герметичной перегородкой Пробонаборный патрон 1 снабжен выступом 9, взаимодействующим с кошактными группами 9 режимов кратковременной и непрерывной работы программных цепей таймера б 2 ил. ё