КОМПРЕССОР С АВТОНОМНЫМ ЭЛЕКТРОПИТАНИЕМ ДЛЯ ОТБОРА ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ПРОБ ВОЗДУХА В ОКРУЖАЮЩЕМ ПРОСТРАНСТВЕ

Полезная модель относится к средствам охраны и гигиены труда.
Известен аспиратор для отбора проб воздуха, выпускаемый отечественной промышленностью (Ленинградским НПО «Красногвардеец»). Побудителем тяги воздуха является ротационная воздуходувка со вставленными в пазы ротора лопастями, прижимающимися при вращении ротора к внутренним стенкам корпуса побудителя тяги. Однако указанный аспиратор имеет большую массу (8,5 кг), препятствующую его использованию в качестве индивидуально носимого средства, ротационную воздуходувку, обеспечивающую требуемое разрежение в воздуховодах только при постоянной смазке лопастей ротора жидким маслом. Воздух, выбрасываемый аспиратором при работе, может содержать примеси масла и имеет температуру более высокую, чем окружающий воздух, что может (особенно при отборе воздуха в закрытых пространствах) влиять на точность определения исследуемого вещества, содержащегося в анализируемом (отбираемом) воздухе. Известны аспираторы для отбора проб воздуха рабочей зоны промышленных предприятий, выпускаемые Санкт-Петербургской фирмой "Аэромед" и другими отечественными предприятиями, например, пробоотборник автоматический стационарный ПАС-1М, пылепробоотборники ПП-2, ИКАР ФБ-01, ИКП-4М, измеритель концентрации взвешенных частиц ИКВЧ, приборы для отбора проб воздуха ПА-40М. Однако эти аспираторы имеют большую массу (от 1,5 до 7 кг), что затрудняет их использование в качестве индивидуально носимого средства для отбора пробы в зоне дыхания человека в течение рабочей смены.
Наиболее близким к заявленной полезной модели по совокупности признаков (прототипом), является известное устройство - персональный аспиратор общего назначения, выпускаемый фирмой "Casella" (Англия). Аспиратор "Casella" предназначен для сбора загрязняющих веществ из воздуха в зоне дыхания человека во время рабочего дня. Конструкция аспиратора "Casella" состоит из размещенных в пластмассовом корпусе диафрагменного насоса с электродвигателем и 4-элементной электробатареи типа "Varta". Масса аспиратора "Casella" равна 0,6 кг, что не является значительным препятствием к ношению аспиратора, но все же, как показали анкетные исследования, вызывает у работников определенный дискомфорт в течение рабочей смены, проявляющийся в ощущении дополнительной тяжести при ходьбе и длительном труде в позе стоя, вызывает помехи движению рук при размещении в нагрудном кармане. Габаритные размеры аспиратора "Casella"-125×90×60 мм. Аспиратор фирмы "Casella" является дорогостоящим прибором, что препятствует его широкому применению в России и странах СНГ.
Целью полезной модели является применение известного компрессора с автономным электропитанием, предназначенного для аэрации воды в аквариумах, например, типа D-200, или COSMO, SONIC 303 (производство Китай), по новому назначению - в качестве аспиратора для отбора индивидуальных проб воздуха в окружающем пространстве.
Указанная цель достигается тем, что компрессор с автономным электропитанием, предназначенный для аэрации воды в аквариумах (фиг.), подключается посредством воздухозаборного штуцера 8 к известным средствам пробоотбора воздуха - к трубке 13 с фильтродержателем 14, имеющим фильтр 15 и прижимную гайку 16. Компрессор с автономным электропитанием, предназначенный для аэрации воды в аквариумах, при включении электродвигателя 1 нажатием на кнопку 10, пропускает заданный объем воздух через фильтр. Фильтродержатель с фильтром для забора воздуха размещается в зоне дыхания работника, например, на воротнике спецодежды при помощи канцелярской скрепки 17. В последующем фильтр, использованный для отбора проб воздуха, анализируется на содержание в нем вредных веществ и рассчитывается их концентрация.
Таким образом, применение известного компрессора с автономным электропитанием, предназначенного для аэрации воды в аквариумах, по новому назначению - в качестве аспиратора для отбора индивидуальных проб воздуха в окружающем пространстве - соответствует критерию полезной модели "Новизна".
Заявляемая полезная модель (фиг.) состоит из пластмассового корпуса 12, имеющего насосный и батарейный отсеки. В насосном отсеке на пластмассовом шасси, закрепленном в корпусе амортизатором, установлены основные конструктивные элементы, обеспечивающие запуск и отвод воздуха (электродвигатель 1 с эксцентрическим валом 2, клапаны для запуска 7 и выброса воздуха 6, клапанная коробка 5, резиновый колпак 4 и его толкатель 3). В батарейном отсеке находятся два аккумулятора 11 напряжением по 1,2 В с параллельным подключением к электродвигателю. На верхней стороне корпуса компрессора расположены: кнопка включения-выключения электропитания 10, штуцер для забора воздуха 8 и штуцер для отвода забранного воздуха 9. Задняя панель компрессора является съемной, снабжена винтом для крепления к корпусу компрессора и имеет скобу для крепления к поясному ремню или к нагрудному карману одежды. Компрессор с автономным электропитанием, предназначенный для аэрации воды в аквариумах, например, типа D-200, или COSMO, SONIC 303, заявляемый по новому назначению, по массе не превышает 0,28 кг, и имеет габариты не более 120×78×44 мм, допускает свободное его размещение в нагрудном кармане спецодежды. Компрессор с автономным электропитанием, предназначенный для аэрации воды в аквариумах, является дешевым прибором.
При работе компрессора с автономным электропитанием, предназначенного для аэрации воды в аквариумах, вращающийся эксцентрический вал электродвигателя вибрирует толкатель, закрепленный в центре резинового колпака. Колебания толкателя передаются резиновому колпаку, герметично соединенному с клапанной коробкой, имеющей штуцер со встроенным внутрь клапаном для забора воздуха и штуцер с клапаном для отвода забранного воздуха.
Таблица 1Результаты применения известных компрессоров (типы D-200, COSMO, SONIC 303) в качестве аспираторов для отбора индивидуальных проб воздуха на Уральском алюминиевом заводе (УАЗе) с применением газового счетчика барабанного типа ГСБ-400
Место отбора проб воздуха
Концентрация пыли в точке отбора, мг/м<sup>3</sup>
Условия прокачивания воздуха (через фильтр АФА-ВП-10 или без фильтра)
Производительность работы компрессора (объем прокачиваемого воздуха за 1 мин, л)
в начале отбора
в конце 8-часового непрерывного отбора
Электролизный цех УАЗа
45,3
через фильтр
1,601±0,004
1,600±0,004
58,6
через фильтр
1,601±0,004
1,599±0,004
61,5
через фильтр
1,601±0,004
1,598±0,004
Непроизводственное помещение
0,5
через фильтр
1,601±0,004
1,601±0,004
без фильтра
1,601±0,004
1,601±0,004
3
Проведены испытания известного компрессора с автономным электропитанием, предназначенного для аэрации воды в аквариумах, по новому назначению - в качестве аспиратора для отбора индивидуальных проб воздуха в производственных условиях. Испытания на Уральском алюминиевом заводе показали, что компрессоры с автономным электропитанием, использованные для отбора проб воздуха в зоне дыхания работника, обеспечивают прокачивание исследуемого воздуха через фильтры АФА с сопротивлением 200±10 мм вод. ст. с объемной скоростью 1,6 дм/мин, имеют герметичные воздуховоды и обеспечивают 8-часовой непрерывный отбор проб. За весь период непрерывной работы (до замены аккумуляторных батарей) объемная скорость забора запыленного воздуха изменяется в пределах 0,2% (табл.1), что соответствует требованиям ГОСТ Р 51945-2002 к допускаемой основной относительной погрешности аспираторов, которая должна быть не выше 5%.
Сравнительные с прототипом испытания по применению заявляемой полезной модели для отбора индивидуальных проб воздуха в окружающем пространстве, проведенные на нескольких участках ОАО «Ураласбест», характеризующихся различными концентрациями асбестовой пыли в воздухе рабочей зоны, показали, что заявляемая полезная модель позволяет получать репрезентативные и сопоставимые с прототипом результаты (табл.2).
Таблица 2Результаты сравнительных испытаний известных компрессоров (типы D-200, COSMO, SONIC 303) и аспиратора фирмы «Casella» по отбору проб воздуха в зоне дыхания работника на ОАО «Ураласбест»
Тип аспиратора
Количество отобранных проб
Объем прокаченного воздуха в пробе, дм<sup>3 </sup>(М±m)
Привес фильтра, мг (М±m)
Концентрация, мг/м<sup>3</sup> (М±m)
Casella (прототип)
16
29,5±0,14
0,436±0,055
14,8±1,89
Заявляемое устройство (компрессор типа D-200)
16
26,2±0,07
0,367±0,037
14,0±1,42
Заявляемое устройство (компрессор типа COSMO)
16
26,5±0,07
0,368±0,037
13,9±1,41
Заявляемое устройство (компрессор типа SONIC 303)
16
26,3±0,07
0,369±0,037
14,0±1,42
Проведенные анкетные исследования показали, что у работников, применяющих заявляемую полезную модель, отсутствуют жалобы на развитие утомления и на другие помехи в работе, связанные с ее ношением.
Таким образом, характеристики заявляемой полезной модели (возможность ношения на поясном ремне, на или в нагрудном кармане одежды, возможность подключения к известным средствам пробоотбора воздуха, а также меньшие, чем у имеющихся аналогов, вес, габариты и цена, отсутствие помех для движения звеньев локомоторной системы человека) могут обеспечить широкое применение ее для отбора индивидуальных проб воздуха в окружающем пространстве в целях изучения его загрязнения.