УЛАВЛИВАТЕЛЬ МИКРООРГАНИЗМОВ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к гигиене и санитарии, предназначено для определения количественного и качественного состава микроорганизмов воздуха помещений, в которых, по условиям технологии, требуется определенная степень чистоты. Преимущественно может использоваться на предприятиях биологической промышленности, предприятиях по переработке сельскохозяйственной продукции, медицинских учреждениях и животноводческих помещениях с целью своевременного обнаружения микроорганизмов, представляющих опасность для человека и животных.
Уровень техники
Известен прибор для улавливания микроорганизмов из воздуха, в котором установлена вакуумная камера в виде цилиндра, переходящего в конус. Внутренний конус цилиндра соответствует входящему в него полому усеченному конусу, диаметр основания которого равен внутреннему диаметру, а диаметр отверстий усечения меньше диаметра цилиндра. Камеры сообщаются при помощи отверстий. Цилиндр вакуумной камеры жестко соединен с крышкой, а по внутренней поверхности цилиндра расположены противоположно друг другу в различных секущих плоскостях отражатели в виде равновеликих выпуклостей. Такое выполнение прибора повышает интенсивное перемешивание воздуха с жидкостью и его пропускную способность (см. а.с. №341835, М. кл. С12К 1/00, 1972 г.).
Известный прибор, не обеспечивает необходимую точность проводимых исследований, так как не исключается возможность удаления из вакуумной камеры микроорганизмов, не задерживающихся в жидкости. Кроме того, возможно попадание микроорганизмов непосредственно в жидкостный поглотитель через входные отверстия аспирационной камеры после взятия пробы воздуха, что не дает достоверных данных о
целесообразности проведения профилактических мероприятий.
Известен также прибор для улавливания микроорганизмов, включающий емкость для улавливающей жидкости, жиклер и крышку с отверстием (Киктенко B.C. и др. Бактериальные аэрозоли и методы их исследования в санитарной микробиологии. М, 1968, стр.140-153). Данный прибор сложен в эксплуатации.
Известен прибор для улавливания микроорганизмов, содержащий конусообразную емкость с крышкой, установленный в верхней части емкости фильтр и выполненное под острым углом к вертикальной оси емкости в ее средней части отверстие малого диаметра для поступления воздуха, снабженный съемной насадкой с крышкой и вспомогательным фильтром, установленным в ней при помощи уплотнительного кольца и крышки (см. пат. №2250257, М. кл. С12М 1/00, С12N 1/00, 2005 г.).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является прибор для улавливания микроорганизмов, который состоит из емкости, имеющей коническую форму, в нижнюю часть которой заливается улавливающая жидкость, а в верхней части под сеткой устанавливается фильтр и с помощью эластичного вкладыша прижимается крышкой с отверстием. В средней части циклона на уровне поверхности улавливающей жидкости имеется жиклер, расположенный под углом к жидкости. Такое выполнение прибора обеспечивает отделение и задержку микроорганизмов в улавливающей жидкости, на стенках циклона и на фильтре (см. а.с. №941422, М. кл. С12N 1/00, 1982).
Известный прибор не обладает высоким уровнем выделения микроорганизмов из воздуха.
Раскрытие полезной модели
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к повышению количества выделенных микроорганизмов из воздуха и степени его очистки.
Технический результат достигается с помощью улавливателя микроорганизмов, состоящего из конусообразной емкости с крышкой, при этом в верхней части емкости установлен фильтр, а в средней части конусообразной-емкости выполнено отверстие малого диаметра под острым углом к вертикальной оси конусообразной емкости, при этом он снабжен съемным штуцером, внутри которого имеется осевой завихритель воздуха. Завихритель находится на входе в емкость и придает веерообразное направление воздуха, поступающего в емкость. Аэрозольные частицы, за счет центробежных сил, возникающих в осевом завихрителе, отбрасываются на стенки конусообразной емкости и в улавливающую жидкость. Это обеспечивает повышение качества улавливания аэрозольных частиц и микроорганизмов из воздуха. Краткое описание чертежей
На фиг. изображен продольный разрез улавливателя микроорганизмов.
Осуществление изобретения
Улавливатель микроорганизмов состоит из конусообразной емкости 1, в нижнюю часть которой заливают улавливающую жидкость 2, а в верхней части под сеткой 3 устанавливают фильтр 4, и с помощью эластичного уплотнительного кольца 5, который прижимается крышкой 6. Верхняя часть крышки 6 выполнена в форме штуцера. В средней части конусообразной емкости 1 выполнено отверстие малого диаметра 7 под острым углом, например 45, к вертикальной оси конусообразной емкости 1. К конусообразной емкости 1 в средней ее части напротив отверстия 7 при помощи резьбового соединения присоединяется съемный штуцер 8, оснащенный осевым завихрителем 9 воздуха.
Улавливатель микроорганизмов работает следующим образом: для проведения исследований конусообразную емкость 1 заполняют улавливающей жидкостью 2 до уровня отверстия 7. Фильтр 4 устанавливают в верхней части емкости 1 с помощью сетки 3, эластичного уплотнительного кольца 5, который прижимается к корпусу емкости 1 крышкой 6.
Электроаспиратор подсоединяют к крышке 6 с помощью гибкого резинового шланга (не показан). Включение эдектроаспиратора (не показан) в режиме 5 л/мин, создается разряжение воздуха в емкости 1, что обеспечивает поступление в конусообразную емкость 1 исследуемого воздуха через отверстие 7. Благодаря тому, что отверстие 7 имеет малый диаметр, скорость воздушного потока в соответствии с уравнением Бернулли о неразрывности среды значительно увеличивается по сравнению со скоростью движения воздуха на остальных участках траектории движения воздуха. Увеличенная скорость воздушного потока и направление этого потока, задаваемое осевым завихрителем 9, отверстия 7, создают условия, при которых с поверхности улавливающей жидкости происходит отделение аэрозольных частиц, к которым прилипают пылевые части и микроорганизмы, находящиеся во всасываемом воздухе. Микроорганизмы, не отделившиеся от воздуха, осаждаются на стенках конусообразной емкости 1 и на нижней поверхности рабочего фильтра 4.
После пропускания через улавливатель определенного количества воздуха, что соответствует заданному времени работы электроаспиратора, улавливатель переворачивают, вследствие чего внутренняя поверхность конусообразной емкости 1 омывается улавливающей жидкостью 2.
Эффективность улавливания микроорганизмов в жидкость достигается за счет центробежных сил, возникающих в осевом завихрителе, гравитационного эффекта в емкости и снижения скорости воздушного потока. Процесс брызгообразования, обусловленный вихреобразной подачей воздуха в емкость улавливателя способствует улавливанию аэрозольных частиц.
При турбулентном поступлении воздуха в емкость, аэрозольные частицы совершают неупорядоченное, хаотичное движение, а скорость воздушного потока и давление флуктуируют, что способствует интенсивному перемешиванию и задержке аэрозольных частиц в улавливающей жидкости. Аэрозольные конгломераты, в которых находятся
микроорганизмы подвергаются дезинтеграции на отдельные бактериальные или вирусные частицы. В предлагаемом устройстве используется различные механизмы улавливания (центробежные, осаждение, гравитация быстродвижущихся частиц, фильтрация). Состав задерживаемых микроорганизмов определяется характеристикой используемых фильтров.
Устройство обеспечивает улавливание всех фракций бактериального и вирусного аэрозоля (крупно - и мелкодисперсную, а также бактериальную пыль).
Наличие осевого завихрителя коренным образом меняет характер движения аэрозольных частиц в результате перехода ламинарного режима в турбулентное. Для турбулентного течения характерны хаотические пульсации скорости, в продольном и поперечном направлениях, энергичное перемешивание воздуха, резкий спад скорости потока и его пульсации вблизи стенок.
В дополнении к броуновскому движению и оседанию в гравитационном поле частицы приобретают еще один вид движения - весьма энергичное и беспорядочное перемешивание называемое вихревой (турбулентной) диффузией.
Количество аэрозольных частиц пропорционально объему взятого воздуха и скорости его обмена, а скорость обмена связана со скоростью завихрений, а последняя, или степень турбулизации воздушного потока соответствует размерам и маштабам вихрей.
Улавливатель микроорганизмов функционирует более эффективно потому, что воздушный поток, через который осуществляется забор воздуха, наделен определенными свойствами (за счет осевого завихрителя) которые и обеспечивают более качественное улавливание аэрозольных частиц.
Предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- устройство обеспечивает улавливание всех фракций бактериального и вирусного аэрозоля (крупно - и мелкодисперсную, а также бактериальную
пыль)
- данный прибор позволяет проводить исследования без использования стерильного бокса во внелабораторных условиях;
- устройство обладает повышенной эффективностью улавливания микроорганизмов, так как позволяет осуществлять двойную фильтрацию воздуха: на входе через жидкость и на выходе через фильтр;
- предлагаемый улавливатель легко стерилизуется всеми общепринятыми способами;
- данный прибор дешев и прост в изготовлении и эксплуатации.