ПОСТ ПРОБООТБОРНЫЙ

Пост пробоотборнь
Полезная модель относится к устройствам отбора проб воздуха и может применяться в системах контроля за содержанием радиоактивных веществ в приземном слое атмосферы.
Известны аналоги данной полезной модели - комплектная лаборатория Пост- 1 и система воздушного мониторинга OS3100/1700 2,3.
Лаборатория Пост-1 состоит из корпуса, в котором смонтированы системы отбора проб воздуха на пыль, сажу и газовые примеси. Система отбора проб воздуха на пыль состоит из фильтродержателя с фильтром, камеры подогрева, ротаметра РС-7, регулятора расхода и воздушного насоса (пылесоса). Система отбора проб на газовые примеси и сажу состоит из трубопровода с нагревателем и терморегулятором, распределительной гребенки для подключения сорбентов (поглотителей) и электроаспираторов модели 822.
Недостатками лаборатории являются невозможность отбора проб воздуха для определения содержания трития, применение жидких сорбентов и отсутствие счетчиков количества воздуха, прокачанного через системы, что делает невозможным достижение технического результата, обеспечиваемого заявляемой полезной моделью.
Наиболее близкой по технической сушности к заявляемой полезной модели является система воздушного мониторинга OS3100/1700. Эта система состоит из корпуса, в котором смонтированы: модуль отбора аэрозолей и измерения их суммарной альфа-активности и модуль отбора проб воздуха для последующего определения содержания трития.
Модуль отбора и измерения суммарной альфа-активности аэрозолей включает в себя фильтродержатель с фильтром, измерительную камеру, электромеханический регулятор расхода воздуха, электромеханический счетчик прокачанного воздуха, воздушный насос, жидкокристаллический дисплей и набор выходных разъемов для подключения внешних устройств.
Модуль отбора проб воздуха на тритий состоит из регулятора расхода, двух комплектов поглощающих емкостей, между которыми расположен подогреваемый катализатор, ловушки для улавливания капель поглотителей, электромеханического расходомера, воздушного насоса, жидкокристаллического дисплея и набора выходных разъемов для подключения внешних устройств.
Недостатками данной системы являются:
1.Наличие системы для измерения суммарной альфа-активности, что существенно усложняет систему, требуя применения счетного газа и, вследствие этого, - использования в системе специального устройства, автоматически соединяющего модуль с атмосферой при незапланированном отключепии питания.
2.Применение в качестве поглотителей трития вредных химических веществ в жидком состоянии, что, во-первых, накладывает дополнительные требования по безопасности при обслуживании системы, а во-вторых, требует применения специального устройства для улавливания капель поглотителя с целью предотвращения загрязнения и поломки прокачного оборудования.
. -, ,„.. ,,„,. ,H|| ЦП ||
МКИ GO IN 1/02,1/22
Перечисленные недостатки значительно усложняют изготовление и обслуживание данной системы, увеличивают ее стоимость, а также накладывают дополнительные требования по безопасности при обслуживании системы.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является отбор проб воздуха из приземного слоя атмосферы для последующего определения в лабораторных условиях средней за время экспозиции пробоотборников концентрации радиоактивных веществ.
Техническим результатом применения данной полезной модели является:
1.Снижение затрат на изготовление поста.
2.Простота изготовления и эксплуатации.
3.Повыщение безопасности работ при обслуживании.
4.Повыщение надежности.
Технический результат достигается тем, что в известном посту пробоотборном, содержащем корпус, сообщенный с окружающим воздухом, в котором размещены система отбора аэрозолей, включающая аэрозольный фильтр и счетчик расхода воздуха, система отбора паров тритиевой воды, включающая блок поглощения паров, счетчик расхода воздуха, элемент, задающий расход воздуха, при этом обе системы подсоединены к одному воздущному насосу, и блок отбора трития в форме газа, блок поглощения паров воды представляет собой колонку, заполненную твердым сорбентом паров воды, а в качестве элемента, задающего расход воздуха выбран ротаметр, блок отбора трития в форме газа представляет собой емкость, заполненную твердым окислителем, обеспечивающим низкотемпературное окисление водорода и твердым сорбентом паров воды, сообщенную с окружающим воздухом с помощью отверстий, выполненных на двух противоположных торцах емкости, корпус поста разделен перегородкой на две зоны, в одной из которых размещены системы отбора проб, в другой - воздущный насос и электрооборудование, обеспечивающее работу систем отбора, сообщение корпуса поста с окружающим воздухом осуществлено с помощью окон, на которых установлены наклонные жалюзи.
В качестве сорбента паров воды может быть выбран синтетический цеолит. Система отбора паров воды может быть снабжена поглотителем пыли. Отверстия в емкости для отбора трития в форме газа могут быть выполнены разных диаметров и иметь заглущки, которые могзо- быть установлены на любом из отверстий в зависимости от выбранного времени экспозиции пробоотборника.
Технический результат достигается за счет:
-упрощения функциональной схемы. В заявляемой модели (в отличие от известной 2) отсутствует функция измерения суммарной альфа-активности. Кроме снижения затрат на изготовление и эксплуатацию, вследствие отказа от использования данной функции исключается применение счетного газа. В результате этого отпадает необходимость в дополнительных устройствах, предотвращающих избыточный рост давления в измерительной камере.
-применения твердых нетоксичных сорбентов для поглощения трития в форме паров воды и в форме газа. Вследствие этого исключается возможность контакта обслуживающего персонала с вредными химическими веществами, а также исключается необходимость в защите прокачного оборудования от капель поглотителя, уносимых воздущным потоком, проходящем через систему.
т-т
-замены нагреваемого катализатора на катализатор, обеспечивающий окисление водорода при температуре окружающей среды, что исключает риск ожога для обслуживающего персонала.
-разделения на зоны рабочего пространства поста. Рабочее пространство поста разделено перегородкой на два отсека - пробоотборный и приборный. В последнем расположено электрооборудование и воздущный насос. При такой компоновке исключается возможность контакта обслуживающего персонала с электрооборудованием при смене пробоотборников.
-применения преимущественно механических устройств для задания, поддержания и учета расхода воздуха через пробоотборные устройства, т.е. ротаметра и газовых счетчиков, что повыщает надежность системы в пелом.
На рис. 1 изображена функциональная схема заявляемой полезной модели.
Пост пробоотборный состоит из корпуса 1 с окнами 14 и 15, закрытыми наклонными жалюзи, разделенного перегородкой на два отсека - пробоотборный 2 и приборный 3, в которых размещены:
-система отбора аэрозолей, включающая фильтродержатель 4 с аэрозольным фильтром 5 и счетчик расхода воздуха 6;
-система отбора паров тритиевой воды, включающая блок поглощения паров 8, поглотитель пыли 9, счетчик расхода воздуха 10, ротаметр 11с регулирующим вентилем 12;
-воздущный насос 7, к которому подсоединены обе системы;
-блок отбора трития в форме газа 13.
Пост работает следующим образом. При включении воздущного насоса 7 воздух через окна 14 в корпусе поста 1 поступает в пробоотборный отсек 2, проходит через фильтр 5 и колонку 8, заполненную твердым сорбентом паров воды, поглотитель пыли 9, счетчик расхода воздуха 10, ротаметр 11, регулирующий вентиль 12, счетчик расхода воздуха 6 и выбрасывается насосом 7 через окно 15 в приборном отсеке 3 за пределы корпуса поста 1. Работа блока отбора трития в форме газа 13 основана на поглощении водорода и паров воды, поступающих в блок вследствие диффузии воздуха через отверстия разных диаметров на противоположных торцах блока. При этом в зависимости от выбранного времени экспозиции пробоотборника существует возможность изменять скорость диффузии воздуха. При обоих открытых отверстиях скорость диффузии будет максимальной, при открытом меньшем из отверстий - минимальной. Закрывая либо одно, либо другое отверстие заглущкой, можно изменять величину скорости диффузии. Таким образом при работе поста аэрозоли, содержащиеся в воздухе осаждаются на фильтр 5, а пары воды поглощаются сорбентом в колонке 8. В блоке отбора трития в форме газа 13 происходит окисление газообразного водорода и трития и поглощение образовавщейся воды. По истечении заданного времени экспозиции отключают воздущный насос, заменяют пробоотборные устройства, а экспонировавщиеся доставляют в лабораторию для определения средней за время экспозиции пробоотборников концентрации радиоактивных веществ в приземном слое атмосферы.
По схеме заявляемой полезной модели изготовлен экспериментальный вариант пробоотборного поста. Для изготовления каркаса и стенок корпуса поста использовали деревянные бруски и фанеру. В качестве материала для аэрозольного фильтра применяли ткань Петрянова марки ФПП-15-1,7, для поглощенрм паров воды использовали синтетический цеолит марки NaA, для поглощения пыли - ватный
mo-io- i
фильтр. Расход воздуха устанавливали и регулировали с помощью механического ротаметра с местными показаниями марки РМ-А-0,063 ГУЗ (ГОСТ 13045-81), снабженного регулировочным вентилем. Объем воздуха, прокачанного через систему отбора проб аэрозолей, измеряли с помощью механического газового счетчика типа G4 марки NP-G4 (ТУ 4213-001-00467146-98). Объем воздуха, прокачанного через систему отбора паров воды, измеряли при помощи мембранного газового счетчика марки Premagas G2,5 МКМ, имеющего сертификат Госстандарта РФ об одобрении типа в качестве средства измерения (СИ) и внесенного в Государственный реестр СИ. В качестве воздущного насоса использовали вентиляционный агрегат марки АП-600М (ТУ 16-632.631-84) бытового пылесоса, присоединенный через фланец к асинхронному электродвигателю марки АИР Ш 56В2УЗ/ IM2181 (ГОСТ 16264.1-85). В качестве катализатора низкотемпературного окисления водорода и сорбента паров воды в блоке 13 применяли палладиевый катализатор на активном оксиде алюминия марки АПН (ТУ 6-02-7-228-89 изв. 1,2,).
Проведена пробная эксплуатация поста в течение 6 месяцев. За период эксплуатации не зарегистрировано ни одного отказа применяемых устройств и определены в лабораторных условиях средние за время экспозиции пробоотборников концентрации радиоактивных веществ в приземном слое атмосферного воздуха. При этом в период эксплуатации отмечены следующие характеристики окружающей среды: темнература воздуха - от минус 26°С до плюс 32°С; относительная влажность - от 40 до 90 процентов. Таким образом, заявляемая техническая задача ращена и подтверждена возможность получения заявляемых технических результатов.
Источники информации:
1.Руководство по контролю загрязнения атмосферы. РД 52.04.186-89.- М., Госкомгидромет СССР, 1991.
2.EG&G ORTEC Air Monitoring Systems. - Oak Ridge, TN 37831-0895, 1996. / Системы для мониторинга воздуха фирмы EG&G ORTEC. Проспект на англ. яз. Материалы выставки Радиационная безопасность -99, Санкт-Петербург, 11 ноября 1999./.
3.EG&G ORTEC OS1200/OS1700 Collectors. - Oak Ridge, TN 37831-0895, 1996. /Пробоотборники OS1200/OS1700 фирмы EG&G ORTEC. Проспект на англ. яз. Материалы выставки Радиационная безопасность -99, Санкт-Петербург, 11 ноября 1999/.