Устройство для определения дисперсного состава пыли Советский патент 1992 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к области иссл- ледования физических свойств веществ и может быть использовано для определения дисперсного состава пыли в газовоздушных потоках, например, в технике обеспыливания промышленных выбросов в атмосферу.

Известны устройства для определения дисперсного состава пыли в газовоздушных потоках. Эти устройства содержат пробоот- борный зонд для отбора пробы запыленного газа из газохода на фракции. В качестве сепараторов применяют лабораторные циклоны, прямоточные центрифуги и ступени каскадных импакторов.

Общим недостатком устройств является недостаточная степень сепарации, приводящая к увеличению погрешностей определения дисперсного состава и ограничению области применения.

Наиблолее близким к описываемому является устройство для определения дисперсного состава пыли, содержащее герметичный корпус с укрепленным на нем пробоотборным зондом. Внутрь корпуса помещен ротор с размещенным в нем ступенчатым сепарационным блоком, состоящим из съемных осесимметричных стаканов, боковые стенки которых совместно с пробоот- борной трубкой образуют канал для прохода пробы газа. Дно последнего стакана выполнено в виде съемного фильтра.Для привода ротора имеется электродвига- тель.Это устройство имеет две ступени сепарации пыли.

Недостатком является ограниченность диапазона определения сравнительно крупными пылями, эффективность осаждения которых в первой ступени сепарации превышает 50%.

Целью изобретения является расширение диапазона определения дисперсного состава пыли в сторону мелких частиц, эффективность осаждения которых на ступенях сепарации меньше 50%.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для определения дисперсного состава пыли, содержащем герметичный корпус с укрепленным на нем с пробоотборным зондом и помещенный внутрь корпуса ротор с размещенным в нем ступенчатым

со

С

VJ

3

00

со со

сепарационным блоком, состоящим из съемных осесимметричных стаканов, боковые стенки которых совместно с пробоот- борной трубкой образуют канал, а дно последнего стакана выполнено в виде съемного фильтра, и электродвигатель для привода ротора, сепарационный блок дополнительно снабжен третьим последовательно установленным по ходу потока стаканом, на входе которого установлена направляющая вставка. причем диаметр третьего стакана равен или превышает диаметр второго, а первый стакан укреплен консольно на штоке, соединяющем между собой все стаканы в единую обойму.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для определения дисперсною состава пыли.

Устройство содержит герметичный корпус 1 с крышкой 2. пробоотборный зонд 3, ротор 4, первый стакан 5, второй стакан 6, третий стакан 7, съемный фильтр 8, направляющую вставку 9, электродвигатель 10, штуцер 11, шток 12.

.При. включении электродвигателя 10 и аспиратора (на фиг. не показан), присоединенного посредством шлангов к штуцеру 11, запыленный воздух по пробоотборному зонду 3 поступает в первый стакан 5, яавля- ющийся первой ступенью сепарации. Вследствие трения о стенки вращающихся деталей воздушный поток приобретает вращательное движение, вследствие чего круп- ные частицы пыли под действием центробежной силы оседают на стенках первого стакана, неосевшие частицы переносятся воздушным потоком и оседают во второй ступени - стакане 6. Далее воздушный поток с мелкими частицами пыли отклоняется направляющей вставкой 9 к стенкам стакана 7, образующего с направляющей вставкой 9 третью ступень, где происходит выпадение на стенки мелких частиц, а проскочившие через все ступени сепарации са- мые мелкие частицы задерживаются фильтром 8,

Методика определения дисперсного состава пыли в газовоздушных потоках осуществляется следующим образом.

В течение определенного периода времени через приведенное в действие устройство пропускают с постоянным расходом пробу запыленного воздуха, отбираемую в заданной точке газовоздушного потока через пробоотборный зонд 3. По окончании отбора пробы крышку 2 корпуса снимают, извлекают из ротора 4 сепарационный блок, разбирают его и взвешивают стаканы 5,6,7 в направляющей вставкой 9 и фильтр 8, По разности масс, определенных до и попе

анализа, вычисляют массу пыли, осевшей на каждой ступени и фильтре. Далее вычисляют эффективность осаждения пыли в первой ступени, суммарно в первой и второй ступенях, суммарно во всех ступенях сепарации.

По полученным значениям эффективностей и тарировочным параметрам вычисляеют параметры уравнения кривой

дисперсного состава пыли по формуле

IgD0

В + VB - 4 А С 2А

(D

Ig оь (Ig Doi - lg Pi)2 /tt2- Ig2 oj( (2) Когда эффективность осаждения пыли 5 превышает 50%, то

А t21+t2 1+2 ,

B 2(ti+2 2 gPi-ti2 gPi+2); С ti Ig Pi+2 - ti« Ig Pi - ti ti+2 i (Ig 0pn2-ig opi

0 Do - средний аэродинамический диаметр частиц (медиана логарифмического нормального распределения), мкм;

Ig 7o - стандартное отклонение логарифмически нормального распределения 5 размеров частиц пыли;

Р - параметр, характеризующий фракционную эффективность сепаратора или его Ступени (соответствует аэродинамическому диаметру частиц, эффективность осаждения 0 которых составляет 50%), мкм;

lg Op - стандартное отклонение логарифмически нормального распределения фракционных эффективностей сепаратора или его ступени характеризующее степень 5 нечеткости разделения пыли на фракции (ширину диапазона диаметров частиц, в пределах которого происходит разделение пыли);

t - квантиль логарифмически нормального распределения( определяют по табли 0 цатл Гаусса в зависимости от эффективности

осаждения пыли в сепараторе). .J

Индексы 1 и 1+2 означают, что данный параметр относится к первой ступени и к сумме первой и второй ступеней. Аналогич5 ные вычисления выполняют для параметров С индексами 1 и 1+3, 1+2 и 1+3. Результаты вычислений должны совпадать, что является проверкой правильности тарировочных характеристик и проведения анализа.

0 Когда эффективность осаждения пыли на Ступенях сепарации меньше 50%, комплексные параметры А,В,С в формуле (1) необходимо заменить следующими выражениями;

5

А m + n + k;

В -2(mlgPi+nlgPm+k IgP1+2+3);

С m lg2Pi+n IcгРи-2 + k lgPn-2+з;

1 , Pl+2+з

m 3lg-p7TT

п

1

ig

Pl+2 Pi

Параметры Р и Ig dp определяют путем предварительного тарирования ступеней сепарации.

По параметрам D0 и д оь строят в вероятно-логарифмической координатной сетке график дисперсного состава исследуемой пыли, представляющий собой прямую линию, которая проходит через точку пересечения ординаты Do с абсциссой 50% и имеющую угловой коэффициент tg ее 1 /Ig OD.

Формула изобретения

Устройство для определения дисперсного состава пыли, содержащее герметич ный корпус с укрепленным на нем

-

м й

в й уюеиIg

счм

10

15

- 20

пробоотборным зондом и помещенный внутрь корпуса ротор с размещенным в нем ступенчатым сепарационным блоком, со- стоящим из съемных осесимметричных стаканов, боковые стенки которых совместно с пробоотборной трубкой образуют канал, а дно последнего стакана выполнено в виде съемного фильтра, и электродвигатель для привода ротора, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона определения в сторону мелких частиц, сепарацм- онный блок дополнительно снабжен третьим последовательно установленным по ходу потока стаканом, на входе которого установлена направляющая вставка, причем диаметр третьего стакана равен или превышает диаметр второго, а первый стакан укреплен консольно на штоке, соединяющем между собой все стаканы в единую обойму.

Использование изобретения: устройство относится к исследованию физических свойств веществ и может быть использовано для определения дисперсного состава пыли в воздушных потоках. Сущность изобретения: устройство содержит герметичный корпус с укрепленным на нем пробоотборным зондом. Внутрь корпуса помещен ротор, в котором размещен ступенчатый сепарационный блок из сьемных осесимметричных стаканов. Первый стакан укреплен консольно на штоке, соединяющем между собой все стаканы в единую обойму. 1 ил.