ДЕРЖАТЕЛЬ ДЛЯ АНАЛИТИЧЕСКИХ ФИЛЬТРОВ

Полезная модель относится к устройствам для контроля воздуха и отбора проб загрязняющих примесей посредством аналитических фильтров, через которые прокачивается воздух контролируемых помещений. Держатель может применяться на промышленных предприятиях, в городах, производственных помещениях, станциях мониторинга окружающей среды для отбора проб, а также в приборах для непрерывного измерения массовой концентрации сажевых аэрозолей (аэталометрах) (см. Козлов B.C., Шмаргунов В.П., Полькин В.В. Спектрофотометры для исследования характеристик поглощения света аэрозольными частицами. Приборы и техника эксперимента, 2008, No. 5, с. 155-157; Gundel L.A., Dod R.L., Rosen Н. and Novakov Т. The relationship between optical attenuation and black carbon concentration for ambient and source particles. The science of the total environment 1984, 36, p. 197-202).
Известен держатель аналитического фильтра, содержащий конусообразный корпус, в широкой части которого при помощи гайки зажимается и герметизируется фильтр. Нижняя часть воронки снабжена ниппелем под гибкий шланг, с помощью которого устройство подключают к побудителю расхода газа (см. Каталог «Аналитические аэрозольные фильтры АФА», М., Атомиздат, 1968 г., с. 18) Недостатком такого решения является сложность обслуживания, т.к. при замене фильтра необходимо применение специального инструмента для откручивания/закручивания гайки крепления фильтра и демонтаж выпускного патрубка.
Фильтры из кварцевого или стеклянного волокна, обычно использующиеся для контроля воздуха и отбора проб аэрозолей, характеризуются низкой механической прочностью, затрудняющей их замену. Для повышения механической прочности фильтров при использования их в приборах непрерывного контроля сажевых аэрозолей (аэталометрах) разрабатывают специальные армированные фильтрующие ленты (https://www.psi.ch/catcos/ProjectDetailCatcosOperationsEN/Aethalometer_book_2005.07.02.p df) или фильтры, конструктивно заключенные в оправу из полимерных материалов (http://www.tsi.com/uploadedFiles/News/AE51%20Spec%20Sheet.pdf).
Основным недостатком существующих фильтров, используемых в аэталометрах, является их специфичность, т.е. для данного типа приборов необходимо использовать только тот тип фильтров, который для него предназначен. Для прибора АЕ 33 производства фирмы Magee Scientific необходимо использовать фильтр в виде ленты, поставляемый вместе с прибором (https://www.psi.ch/catcos/ProjectDetailCatcosOperationsEN/Aethalometer_book_2005.07.02.pdf). Для портативного прибора АЕ51 (фирма TSI) (http://www.tsi.com/uploadedFiles/News/AE51%20Spec%20Sheet.pdf) необходимо использовать одноразовые фильтры, конструктивно заключенные в специальную оправу. Данные фильтры легко вставлять в прибор и извлекать из него после их использования. Однако они предназначены только для данного типа прибора и производятся в ограниченных количествах только производителями приборов данного типа (например, фирмы Magee Scientific или TSI). Данные типы аналитических фильтров изготовлены на основе кварцевых или стеклянных волокон, однако, их специфичность делает их неудобными в использовании. Кроме того, их стоимость относительно высока. Использовать такие фильтры можно только один раз, после использования они должны быть утилизированы.
Известен фильтродержатель по книге Будыка А.К., Борисов Н.Б., «Волокнистые фильтры для контроля загрязнения воздушной среды», Москва, Атомпресс, 2008 г., с. 142, состоящий из двух частей, представляющих собой два конусообразных корпуса с фланцами, развернутыми друг к другу, между которыми размещен фильтр и герметизирующая прокладка, поджимаемая накидной гайкой. Конусные части корпусов оканчиваются ниппелем, на который надевают пробоотборные шланги. Недостатками известного технического решения является увеличенный расход времени на замену фильтра из-за необходимости откручивания/закручивания накидной гайки, необходимость применения специального (рожкового) ключа для откручивания гайки, необходимость удаления гайки со стыка корпусов для освобождения фильтра. Недостатком также является необходимость смещения одного из корпусов вместе со шлангом, что при толстых шлангах (под высокое давление) затрудняет работу с устройством, а также снижение надежности устройства из-за опасности повреждения шлангов.
С другой стороны, фильтры из кварцевых или стеклянных волокон выпускаются различными фирмами в виде дисков различного диаметра. Они широко используются для аналитических целей, однако в приборах данного типа их применение невозможно из-за конструктивных особенностей приборов. Стоимость их гораздо ниже стоимости специализированных фильтров, заключенных конструктивно в специальную оправу. Однако низкая механическая прочность таких фильтров делает их неудобными в использовании в приборах и затрудняет быструю оперативную смену фильтров после их использования.
Данная трудность решается с помощью использования специальных держателей, состоящих из двух одинаковых частей, каждая из которых состоит из слоя магнитной пленки с отверстием по размеру фильтра и наклеенным на него тонким слоем армирующего материала (пластмассы, картона, бумаги и других) с отверстиями, меньшими диаметра фильтра. Таким образом, на каждой части держателя имеется углубление по размеру фильтра. На фиг. 1а показана одна из двух частей держателя, состоящая из слоя армирующего материала (1) и слоя магнитной пленки (2).
Фильтр (3) из кварцевого или стеклянного волокна, вырезанный по размеру углубления, помещается в углубление на одной из частей держателя и накрывается другой частью, при этом магнитные пленки, притягиваясь друг к другу, прочно фиксируют фильтр (3) в держателе, не деформируя его. На фиг. 1б показан фильтр, заключенный в предлагаемую оправу. После этого фильтр в оправе может быть легко и быстро вставлен в измерительный прибор.
Таким образом, держатель для фильтров из кварцевого, стеклянного или полимерного волокна, состоящий из двух частей, отличающийся тем, что каждая из них представляет собой пластину с углублениями по размеру фильтра, причем каждая пластина состоит из слоя полимерной магнитной пленки с отверстием, диаметр которого равен диаметру фильтра, и слоя армирующего материала, наклеенного на магнитную пленку с отверстием, меньшим размера фильтра, расположенным по центру отверстия в магнитной пленке, а фиксация фильтра в держателе осуществляется за счет притяжения магнитных пленок друг к другу даст возможность обеспечить быструю замену фильтра в измерительном приборе и снизить стоимость проводимых измерений.
Данный тип держателя можно использовать многократно, заменяя фильтр по мере его использования. Предварительно приготовленные фильтры в держателях данного типа позволят производить длительные измерения и обеспечат быструю и удобную замену фильтра в приборе по мере использования без опасности повреждения фильтра при его замене. Особую ценность они представляют для проведения оперативных измерений и отбора проб в тяжелых климатических условиях, на полярных станциях, в экспедициях, в периоды особой опасности (лесных пожаров) и в экстремальных условиях, когда надежность, удобство замены, многократное использование определяют качество и быстроту проведения измерений.