УСТРОЙСТВО ДЛЯ АСПИРАЦИИ ВДЫХАЕМОЙ ЧЕЛОВЕКОМ ФРАКЦИИ АЭРОЗОЛЯ

Заявляемая полезная модель относится к устройствам для взятия проб воздуха для последующего измерения содержания в нем вредных газов и ядохимикатов, и может быть использована при проведении исследований по оценке норм содержания вредных примесей в воздухе. Устройство для аспирации вдыхаемой человеком фракции аэрозоля предназначено для количественной оценки вредных примесей в воздухе, вдыхаемых человеком через нос.
2
Известен прибор А.И. Бурштейна («Методы исследования запыленности и задымленности воздуха» А.И. Бурштейн, Киев 1954 г.), позволяющий проводить определение весовых количеств дисперсной фазы аэрозолей, вдыхаемых человеком, и содержащий стеклянную трубку для фильтра длиной 7 см с входным отверстием в поперечном сечении 2 см, обращенным книзу, плотно соединенную по шлифу на расстоянии 2,5-3,0 см с более широкой стеклянной трубкой заканчивающейся барабаном, от которого отходят две трубочки диаметром в 8 мм, к которым посредством коротких резиновых трубочек подсоединены дугообразно изогнутые трубочки, имеющие в диаметре 8 мм, отходящие от носовых олив с широким, в виде чашечки, открытым отверстием и с расширением у основания, на которые надеваются короткие резиновые трубочки, герметично закрывающие ноздри человека при введении в них олив. У места шлифа поверх второй трубки надевается тонкое упругое разобщенное металлическое кольцо, выстланное изнутри сукном или кожей, размеры которого посредством винта могут меняться. От кольца под острым углом отходит узкий металлический упругий стерженек, заканчивающийся петлей и состоящий из двух частей, скользящих одна по другой для регулировки размера, соединенный с лентой, надевающаяся на лоб человека.
Недостатками данного прибора являются:
- процесс отбора проб воздуха производится через прибор, вставленный непосредственно в нос человека;
- невозможность применения плотных фильтров для улавливания тонкодисперсного аэрозоля, в связи с неизбежным нарушением режима дыхания человека;
- возможность нанесения вреда здоровью человека;
- большое расстояние от заборного отверстия до головы человека;
- нестабильность дыхания человека при проведении отбора проб;
- наличие хрупких частей (стеклянный трубок) накладывает на устройство ряд ограничений по перевозке, хранению и эксплуатации.
Задачами создания предлагаемой полезной модели являются:
- аспирация вдыхаемой фракции аэрозоля без непосредственного участия человека;
- аспирация аэрозоля в режиме дыхания человека, выполняющего работу средней физической нагрузки;
- моделирование аэродинамического обтекания аэрозолем головы человека.
Поставленные задачи решаются тем, что устройство для аспирации вдыхаемой человеком фракции аэрозоля, содержащее фильтр-сборник, согласно предлагаемого решения герметично установленный за носовыми отверстиями муляжа головы человека и соединенного вакуумным шлангом с газовым счетчиком, измеряющим расход просасываемого воздуха и клапаном регулировочным, регулирующим объем просасываемого воздуха, соединенными вакуумным шлангом через запорный механизм, перекрывающий движение воздуха с частотой управляющих сигналов от генератора импульсов, с вакуумной камерой и вакуумным насосом высокого разряжения, обеспечивающих стабильную аспирацию проб с параметрами, соответствующими дыханию человека, выполняющего работу физической нагрузки средней степени тяжести.
Сравнительная характеристика предлагаемой полезной модели с прибором А.И. Бурштейна представлена в таблице 1.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема устройства для аспирации вдыхаемой человеком фракции аэрозоля, в состав которого входят: вакуумная камера 1, вакуумный насос высокого разряжения 2, генератор импульсов сверхнизкой частоты 3, запорный механизм 4, клапан регулировочный 5 и газовый счетчик 6, в качестве которых применяется электронный расходомер MASS-VIEW типа MV306, фильтр-сборник 7, муляж головы человека 8.
На фиг. 2 представлен генератор импульсов сверхнизкой частоты 3, запорный механизм 4, газовый счетчик 6.
На фиг. 3 представлен электронный расходомер MASS-VIEW типа MV306, выполняющий функции клапана регулировочного 5 и газового счетчика 6.
На фиг 4 представлен муляж головы человека 8 с встроенным в него фильтром-сборником 7, где 9 - носовые отверстия.
Устройство для аспирации вдыхаемой человеком фракции аэрозоля, см. фиг. 1, содержит вакуумную камеру 1 емкостью 250 л и вакуумный насос высокого разряжения 2 типа 2НВР - 5 ДМ, для создания достаточного разряжения при непрерывном прососе воздуха с заданной скоростью через фильтр-сборник 7, генератор импульсов сверхнизкой частоты 3 и запорный механизм 4 для обеспечения импульсного отбора проб через фильтр-сборник 7 с частотой, соответствующей частоте вдохов человека, выполняющего работу физической нагрузки средней степени тяжести, клапан регулировочный 5 и газовый счетчик 6, для проведения измерений объема воздуха, просасываемого через фильтр-сборник 7.
Работает устройство следующим образом: вакуум, создаваемый вакуумным насосом 2, побуждает просос воздуха последовательно через фильтр-сборник 7, расположенный в муляже головы человека 8, газовый счетчик 6, клапан регулировочный 5, запорный механизм 4 и вакуумную камеру 1. Пульсации воздушного потока, возникающие при работе вакуумного насоса 2, сглаживаются вакуумной камерой 1. При этом генератор импульсов 3, работая с частотой управляющих импульсов соответствующих частоте вдохов человека выполняющего работу физической нагрузки средней степени тяжести, передает их на запорный механизм 4, перекрывающий, с соответствующей частотой, движение воздуха через фильтр-сборник 7. Расход воздуха, просасываемого через фильтр-сборник 7, регулируется клапаном регулировочным 5 и измеряется газовым счетчиком 6, в качестве которых применяется электронный расходомер MASS-VIEW типа MV306, обеспечивающий диапазон измерений расхода воздуха в интервале от 2 до 200 л/мин.
Предлагаемая полезная модель может быть изготовлена на базе выпускаемых отечественной промышленностью узлов и элементов с применением современной освоенной технологии и может быть использована для проведения исследований по оценке аспирации вредных примесей в воздухе, вдыхаемых человеком.