УСТАНОВКА ДЛЯ ПОВЕРКИ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ПЫЛИ И СКОРОСТИ ВОЗДУШНОГО ПОТОКА

Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использована для поверки и градуировки измерителей массовой концентрации пыли и скорости воздушного потока. Полезная модель может применяться в различных отраслях промышленности для контроля метрологических характеристик средств измерений массовой концентрации пыли и скорости воздушного потока.
Известен стенд для исследования пылевых и взрывозащитных свойств исполнительных органов горных машин (патент №1244345, заявка №3841989, класс МПК E21F 5/00, заявлено 11.01.85 г., опубликовано 15.07.86 г. в бюл. №26). Известный стенд для исследования пылевых и взрывозащитных свойств исполнительных органов горных машин включает камеру с исследуемым исполнительным органом и с образцом разрушаемого горного массива, системы подачи пыли и метановоздушной смеси. Внутри стенда содержится стенка, имитирующая грудь забоя и имеющая выемку для образца горного массива, канал с системой подачи метановоздушной смеси. С помощью эжекторного вентилятора в стенд подается пыль.
Недостатком стенда является то, что стенд имеет узко направленное назначение.
В последние годы в нашей стране и за рубежом ведутся интенсивные поиски новых, более эффективных способов и средств обеспечения взрывозащиты горных выработок, отвечающих современным требованиям и техническим возможностям. Одним из важных моментов при этом является вопрос контроля метрологических характеристик средств измерений массовой концентрации пыли и скорости воздушного потока.
За прототип принята установка УПП-1 (Научные сообщения выпуск №327/2004, национального научного центра горного производства - института горного дела им. А.А. Скочинского, с. 44). Известная установка содержит дозатор пыли, смотровые окна, аэродинамическую трубу, устройство для регулирования количества воздуха, вентиляторную установку, микроманометры, шлюз.
Существенным недостатком известной установки является то, что не производится автоматическое удаление пыли из зоны проведения исследований, а следовательно допускается погрешность при расчете концентрации пыли в воздушном потоке.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является максимальное приближение условий проведения исследований к условиям реальной эксплуатации приборов в шахте и повышение точности измерений.
Установка для поверки измерителей массовой концентрации пыли и скорости воздушного потока включающая металлический корпус, выполненный в виде трубы в аэродинамическом исполнении состоящий из отдельных элементов герметично соединенных между собой и оснащенный устройством для спрямления потока воздуха со съемным элементом, имеющим форму конуса, дозатор пыли, вытяжной
вентилятор, пробоотборник, и в корпусе имеется шлюз для размещения исследуемых измерительных приборов.
Отличием является то, что корпус соединен патрубком с пылеулавливающей установкой.
Сущность полезной модели проиллюстрирована на чертеже, где на фиг. показана схема предлагаемой установки.
На чертеже металлический корпус обозначен 1, дозатор пыли показан 2, вытяжной вентилятор показан 3, пылеулавливающая установка - 4 (соединение с металлическим корпусом посредством патрубка, соединение не показано), расположенная вне центрального потока воздуха. Устройство для спрямления воздуха 5 может работать как в обычном режиме (без дополнительного сужения потока воздуха), так и со съемным элементом 7 в виде конуса. Для отбора проб пыли используется пробоотборник, который с помощью патрубка (не показан) соединяется с корпусом и производится отбор проб угольной пыли (инертной пыли). В шлюз 6 помещается подставка с размещенными на ней измерительными приборами (не показана). Приборы размещаются в направлении движущегося воздушного потока.
Установка для поверки измерителей массовой концентрации пыли и скорости воздушного потока предназначена для испытаний, поверки и градуировки измерителей массовой концентрации пыли и скорости воздушного потока. Поэтому важное значение имеет создание условий максимально приближенных к реальным условиям эксплуатации прибора. Для создания воздушной атмосферы, содержащей определенную концентрацию угольной пыли (инертной пыли), используется корпус 1 в виде трубы в аэродинамическом исполнении.Аэродинамическая труба - это техническое устройство, предназначенное для моделирования воздействия среды на движущиеся либо стационарно закрепленные в ней приборы. Для нагнетания воздуха используется вентилятор 3. Использование вентилятора 3 позволяет равномерно распределять угольную пыль (инертную пыль) в воздушном потоке, что приближает искусственно созданную атмосферу внутри установки к естественной шахтной атмосфере. Регулируя скорость вращения вентилятора 3, регулируется скорость движения воздуха, моделируется создание разных условий внутришахтной атмосферы. Производится несколько замеров при разных концентрациях пыли и скоростях воздуха. Скорость воздуха регулируется в диапазоне 0-25 м/с.
Угольная пыль (инертная пыль), равномерно подаваемая дозатором 2, подхватывается воздушным потоком. Проводится несколько сеансов испытаний. Через дозатор 2 подается угольная пыль (инертная пыль) разных дозировок, для создания разных концентраций. Моделируются возможные условия и возможная концентрация угольной пыли (инертной пыли) при ведении разных видов горных работ внутри шахты. Внутри корпуса 1 образуется пылевоздушная смесь заданной концентрации. Следовательно, указанный признак является существенным и находится в причинно-следственной связи с заявленным техническим результатом. Условия для проведения испытаний приближены к обычным: температура воздуха - от 5 до 45°C, относительная влажность задавалась от 20 до 95%, давление около атмосферное от 84 до 106,7 кПА. Для поверки и контроля параметров воздушной смеси используются термометр лабораторный (ТЛ-4, ГОСТ 28498), барометр-анероид (М98 ТУ 25-11-1316-76), психометр аспирационный (МБ-4М, ГОСТ 6353-52), весы лабораторные ВЛА-200 с набором гирь ГОСТ 7328-82.Приборы, предназначенные для испытаний, помещаются через шлюз 6 на подставку внутри корпуса (не показана) в направлении воздушного потока. Одновременно через пробоотборник (не показан) производится отбор проб. Отбор проб производится при установившемся движении воздуха, в двух точках (до исследуемого прибора и после). Пробы взвешиваются и расчетным путем определяется количество пыли в мг в воздушном потоке. Показания исследуемых приборов сравниваются с расчетными показаниями, полученными при исследовании проб угольной пыли (инертной пыли). Определяется погрешность.
Воздушный поток на определенной скорости проходит круг внутри корпуса, верхняя часть которого (устройство для спрямления потока 5) сужена, нижняя часть имеет конусовидное расширение. Сужение канала позволяет увеличить давление воздушного потока и, следовательно, скорость движения. Дополнительно для увеличения скорости воздушного потока предусмотрен съемный элемент 7, имеющий форму конуса. Для удаления угольной пыли (инертной пыли) стенд содержит пылеулавливающую установку 4, которая соединена при помощи патрубка с металлическим корпусом 1 над вентилятором (соединение не показано). Увеличение скорости движения воздушного потока в направлении пылеулавливающей установки 4 позволяет наиболее эффективно удалять пыль из зоны проведения исследований. Указанный признак позволяет регулировать чистоту проведения исследований и снижать погрешность при дозировании угольной пыли (инертной пыли) в воздушный поток внутри стенда, прогнозировать создание атмосферы внутри стенда с заданными параметрами и как следствие позволяет повысить точность измерений. Следовательно, признак находится в причинно-следственной связи с заявленным техническим результатом.При работе установки для поверки измерителей массовой концентрации пыли и скорости воздушного потока экспериментальным путем определено, что пределы допускаемой относительной погрешности установки при измерении массовой концентрации пыли в % ±12, пределы допускаемой основной относительной погрешности установки при измерении скорости воздушного потока, % ±2×(1/v+5). При проведении исследований диапазон диаметров пылевых частиц используется от 0,01 до 150 мкм.
При проведении исследований и аналитических расчетов используются нормативные требования ГОСТ Р 50760-95 «Анализаторы газов и аэрозолей для контроля атмосферного воздуха. Общие требования», ГОСТ Р 50820-95 «Оборудование газоочистное и пылеулавливающее. Методы определения запыленности газопылевых потоков», ГОСТ 17.2.4.06-90 «Охрана природы. Атмосфера. Методы определения скорости и расхода газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения».
Предлагаемая полезная модель востребована и актуальна для применения по назначению. Опытный образец полезной модели изготовлен и опробован на предприятии. Доказано, что предлагаемая установка для поверки измерителей массовой концентрации пыли и скорости воздушного потока может быть изготовлена в условиях промышленного производства и использована для поверки и градуировки измерителей массовой концентрации пыли и скорости воздушного потока.