ПЕРЕНОСНОЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА С ПОМОЩЬЮ ЖИДКИХ ПОГЛОТИТЕЛЕЙ В УСЛОВИЯХ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
PORTABLE COMPLEX FOR SAMPLING ATMOSPHERIC AIR USING LIQUID ABSORBERS IN CONDITIONS OF SUBZERO AMBIENT TEMPERATURES

Настоящее изобретение относится к оборудованию, предназначенному для отбора проб атмосферного воздуха. Среди широкого ассортимента пробоотборников наиболее удобными являются многоканальные аспираторы со встроенным аккумулятором (переносного типа), что позволяет проводить отбор проб на различные типы поглотителей (фильтры, жидкие поглотители, сорбционные трубки) без необходимости их подключения к сети.
Одним из пробоотборников с подобными техническими характеристиками является электрический, в частности аспиратор ПУ-4Э. Устройство обеспечивает аспирацию воздуха одновременно по 4 параллельным каналам с заданным объемом расхода, что позволяет использовать различные способы отбора: абсорбция методом барботирования на жидкие поглотители, адсорбция на твердые носители и фильтры.
Однако при отборе проб на жидкий поглотитель методом барботирования через воду при температурах окружающей среды ниже -5°С происходит замерзание поглотителя (вода), что делает невозможным отбор пробы и, как следствие, получение достоверных данных.
Также в руководстве по эксплуатации аспиратора ПУ-4Э указан допустимый диапазон температур окружающей среды, который не должен превышать значений -10°С. В связи с этим, отбор проб воздуха с использованием аспиратора (например, ПУ-4Э) на жидкий поглотитель вне помещений в течение зимнего времени года в условиях низких отрицательных температур окружающей среды становится невозможным.
Низкие отрицательные температуры окружающей среды (t>-10°C) оказывают негативное влияние на работоспособность аспиратора (например, ПУ-4Э) и препятствуют отбору пробы воздуха в течение времени, необходимого для выполнения научно-исследовательских и иных работ.
Достигаемым техническим результатом изобретения является усовершенствование конструкции и расширение функциональных возможностей устройства пробоотбора (таких, как аспираторы переносного типа) для повышения эффективности пробоотбора, обеспечивающее возможность отбирать пробу воздуха барботированием на жидкий поглотитель (вода, водный раствор) при критических, как для жидких поглотителей, так и для некоторых моделей аспираторов переносного типа (Аспиратор ПУ-4Э и аналоги) значениях температуры окружающей среды (t>-10°C).
Указанный технический результат достигается тем, что переносной комплекс для отбора проб атмосферного воздуха с помощью жидких поглотителей в условиях отрицательных температур окружающей среды (t>-1°С), включающий переносной источник питания, аспиратор (переносной), жидкие поглотители, размещенные в стаканах, и, по меньшей мере, одну переносную сумку с утеплителем и одну переносную сумку-держатель с подогревом и теплоизоляцией, аспиратор установлен в переносной сумке с утеплителем, размещенные в стаканах жидкие поглотители установлены в сумке-держателе с подогревом и теплоизоляцией, аспиратор и размещенные в стаканах жидкие поглотители соединены между собой посредством силиконовых трубок, стаканы для жидких поглотителей содержат электронагреватели, которые контактируют с теплопередающими пакетами с незамерзающей жидкостью, предназначенными для удобного размещения и равномерного нагрева жидкого поглотителя, как при отборе пробы, так и при ее временном хранении, переносная сумка с утеплителем для аспиратора имеет жесткие направляющие и теплоизоляцию, сумка-держатель для жидких поглотителей имеет теплоизоляцию и двухканальный контроллер температуры с фиксируемым +5°С и регулируемым режимами прогрева жидких поглотителей от +2 до +20°С, связанный посредством кабеля с переносным источником питания и имеющий электронное табло, выносные датчики температуры и нагревательные элементы, контактирующие с жидким поглотителем за счет гибких теплопередающих пакетов с незамерзающей жидкостью.
По существу изобретения аспиратор и жидкие поглотители соединены между собой посредством силиконовых трубок, стаканы для жидких поглотителей содержат электронагреватели, которые контактируют с теплопередающими пакетами с незамерзающей жидкостью, предназначенными для удобного размещения и равномерного нагрева жидкого поглотителя, как при отборе пробы, так и при ее временном хранении, переносная сумка с утеплителем для аспиратора имеет жесткие направляющие и теплоизоляцию, сумка-держатель для жидких поглотителей имеет теплоизоляцию и двухканальный контроллер температуры с фиксируемым +5°С и регулируемым режимами прогрева жидких поглотителей от +2 до +20°С, связанный посредством кабеля с переносным источником питания и имеющий электронное табло, выносные датчики температуры и нагревательные элементы, контактирующие с жидким поглотителем за счет гибких теплопередающих пакетов с незамерзающей жидкостью.
Переносная сумка-держатель с подогревом для жидких поглотителей выполнена из теплоизоляционного материала (пенополиуретан, пенопласт и т.д.), в которой размещены стаканы для жидких поглотителей, содержащие электронагреватели (12 В), контактирующие с промежуточными гибкими теплопередающими пакетами с незамерзающей жидкостью, способными обеспечить удобное размещение и равномерный нагрев жидкого поглотителя, как при отборе пробы, так и при ее временном хранении и транспортировке. Нагрев поглотителей контролируется за счет 2-х канального регулятора температуры, имеющего как фиксированный режим прогрева жидких поглотителей (+5°С), так и регулируемый режим в диапазоне температур от +2 -до +20°С, при этом контроллер имеет электронное табло, отображающее текущее значение температуры прогрева жидких поглотителей, а также выносные датчики температуры и нагревательные элементы, размещенные в стаканах в непосредственном контакте с поглотителями. Функция нагрева сумки-держателя с жидкими поглотителями осуществляется за счет переносного источника питания постоянного тока (12 В, 12 А/ч), способного обеспечить прогрев каждого поглотителя в течение более 8-часов. Изобретение также содержит переносную сумку для аспиратора, отличающуюся теплоизоляцией (пенополиуретан и пенопласт и т.д.) и жесткими направляющими для удобного и безопасного размещения и транспортировки соответствующего оборудования.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена общая схема комплекса.
Комплекс включает аспиратор 1, жидкие поглотители 2 и 3, переносную сумку с утеплителем 4, переносную сумку-держатель 5 с подогревом, теплоизоляцией и питанием, силиконовые трубки 6 и 7 для соединения жидких поглотителей 2 и 3 с аспиратором 1 и задания расхода воздуха через поглотители 2 и 3, промежуточные гибкие теплопередающие пакеты с незамерзающей жидкостью 10, контактирующие с жидкими поглотителями 2 и 3, переносной источник питания 8, соединенный линией питания 9 с сумкой-держателем 5.
Аспиратор 1 установлен внутри переносной сумки с утеплителем 4. Жидкие поглотители 2 и 3 размещены внутри переносной сумки-держателя 5, соединенной кабелем питания 9 с переносным источником питания 8.
Переносная сумка с утеплителем 4 и переносная сумка-держатель 5 выполнены с теплоизоляцией из таких материалов, как пенополиуретан и пенопласт и т.д. Переносная сумка с утеплителем 4, предназначенная для размещения аспиратора 1, имеет внутри жесткие направляющие для удобного и безопасного размещения и транспортировки соответствующего оборудования. В качестве переносного источника питания 8 используют источник питания 12 В постоянного тока.
Принцип работы предлагаемого комплекса работы заключается в следующем:
Аспиратор 1 размещают в сумке с утеплителем 4.
Пользователем задаются основные технические параметры, необходимые для отбора пробы воздуха в соответствии с целями и задачами конкретного исследования: продолжительность отбора (от 1 до 90 мин), а также значения расхода воздуха через жидкие поглотители одновременно по 4-м параллельным каналам (на выбор): 0,2-2 л/мин и/или 2-20 л/мин.
Аспиратор 1, подготовленный к пробоотбору, проводит аспирацию воздуха и транспортируется в сумке с утеплителем 4. Следующий этап заключается в подготовке жидких поглотителей и их установке в сумке-держателе 5 для жидких поглотителей.
С этой целью в каждый из стаканов с жидким поглотителем 2 и 3, которые расположены во внутренней части сумки-держателя 5 для жидких поглотителей, изначально помещают промежуточные гибкие теплопередающие пакеты с незамерзающей жидкостью 10 и, затем, жидкие поглотители, заполненные водой, помещаются в подготовленные стаканы.
Соединение жидких поглотителей 2 и 3 с аспиратором 1 обеспечивается за счет силиконовых трубок 6 и 7, один конец которых подсоединяется к разъему соответствующего канала, расположенному на передней панели аспиратора 1, а другой соединяется с жидким поглотителем 2 и 3. Для отбора проб воздуха в условиях низких отрицательных температур окружающей среды (t>-1°C) работает режим прогрева жидких поглотителей, для запуска которого кабель питания 9 сумки-держателя 5 подсоединяется к переносному источнику питания 8 (12 В), после чего на контроллере температуры, размещенном на одной из стенок сумки-держателя 5, пользователем задается необходимый режим прогрева жидких поглотителей - фиксированный (+5°С), либо регулируемый (от +2 до +20°С), при этом текущее значение температуры отображается на электронном табло контролера.
Аспирация воздуха начинается после запуска функции «начать отбор» на электронном табло аспиратора. После завершения отбора пробы, силиконовые трубки 6 и 7 разъединяют, и жидкие поглотители 2 и 3 с отобранным воздухом могут храниться и транспортироваться в закрытой сумке-держателе с выбранным режимом прогрева, при этом используемый режим прогрева жидких поглотителей может работать при отрицательных температурах окружающей среды течение продолжительного периода времени (более 8 ч.).
Таким образом, предлагаемое техническое решение полностью обеспечивает достижение заданного технического результата, а именно, усовершенствование конструкции и расширение функциональных возможностей устройства пробоотбора для повышения эффективности пробоотбора, обеспечивающее возможность отбирать пробу воздуха барботированием на жидкий поглотитель (вода, водный раствор) при критических значениях температуры окружающей среды (t>-10°C).