Установка для оценки распределения концентраций аэрозоля примесей вредных веществ в воздухе вентилируемой камеры с внутренними перегородками
INSTALLATION FOR ASSESSING DISTRIBUTION OF AEROSOL CONCENTRATIONS OF HARMFUL SUBSTANCES IN AIR OF VENTILATED CHAMBER WITH INTERNAL PARTITIONS

3
Заявляемое изобретение относится к устройствам, обеспечивающим возможность взятия проб воздуха с помощью технических средств контроля из объема вентилируемой камеры. Установка предназначена для оценки распределения концентраций аэрозоля вредных примесей в воздухе камеры с внутренним объемом 760 м при заданных режимах ее вентилирования с помощью четырех фильтро-вентиляционных устройств.
Известна аэрозольная камера для покраски и система управления процессом покраски в этой камере (заявка на патент на полезную модель №2005138484/12). Система управления процессом покраски в аэрозольной термокамере, содержащая первую вентиляционную группу для введения воздуха в камеру, вторую вентиляционную группу для удаления воздуха из камеры, устройство для нагревания входящего в камеру воздуха и устройство для определения давления внутри камеры, характеризующаяся тем, что она снабжена центральным блоком управления типа PLC, соединенным с первой и второй вентиляционными группами, устройством для нагревания воздуха и устройством для определения давления.
Известна малогабаритная мобильная аэрозольная камера для контроля работоспособности спектроскопических лидаров (патент на полезную модель №123938), предназначенная для проведения полевых (натурных) испытаний аппаратуры, дистанционно измеряющей концентрации различных атмосферных загрязнений, а также для обеспечения работ с водными аэрозолями, различными растворами, смесями и химическими соединениями, исключая возможность их попадания в атмосферу. Камера имеет корпус в виде трубы с окнами и содержит замкнутую систему циркуляции и продувки аэрозоля, корпус трубы в виде трубы с окнами для прохождения излучения, а также генератор аэрозолей и патрубки, установленные в корпусе.
Известна аэрозольная камера для определения концентрации и размера частиц аэрозоля, создаваемого распылителями пестицидов (патент на полезную модель №50675), содержащая корпус с окнами для прохождения излучения и устройство для перемешивания аэрозоля, отличающаяся тем, что, с целью сохранения в ходе опыта первоначального фазодисперсного состава аэрозоля, создаваемого распылителем, расширения диапазона регулируемых оптических толщ исследуемого аэрозоля и исключения потерь энергии электромагнитного излучения на оптических фильтрах, в корпусе размещены приемная и выпускная камеры, на внешних стенках которых имеются отверстия для входа и выхода аэрозоля, внутренние стенки приемной и выпускной камер выполнены в виде турбулизирующих решеток и соединены с внешними стенками посредством подвижных цилиндров с фланцами, а оптические фильтры в оправах размещены вне корпуса аэрозольной камеры симметрично ее продольной оси и зафиксированы с регулируемым зазором на фланцах подвижных цилиндров приемной и выпускной камер с помощью упругих элементов и регулировочных винтов.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является установка для количественной оценки распределения концентраций аэрозоля примесей вредных веществ в воздухе (патент на полезную модель №190444), включающая герметичную камеру с источником аэрозоля, выполненную в форме параллелепипеда со смотровым окном, и устройства для отбора проб воздуха, отличающаяся тем, что к первой камере с помощью гибкой гофрированной трубы подсоединена вторая герметичная камера с пробоотборными трубками для отбора проб воздуха с помощью аспираторов, соединенная полым воздуховодом круглого сечения с источником принудительной циркуляции воздушного потока внутри, что позволяет оценивать распределение аэрозоля вредных веществ между объектами, оборудованными вентиляцией, а также и при ее отсутствии.
3
Основными недостатками представленных полезных моделей является то, что они состоят из аэрозольной камеры с внутренним объемом, не превышающим 100 м и не имеют внутренних перегородок, что делает невозможным моделировать процесс распространения примесей вредных веществ внутри многокомнатных стационарных объектов. Также в существующих аналогах отсутствуют устройства для создания принудительной циркуляции воздушных потоков, позволяющих моделировать различные схемы вентиляции объектов.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в создании аэрозольной камеры, позволяющей исключить вышеуказанные недостатки аналогов.
3
3
3
Решение поставленной задачи достигается созданием установки для оценки распределения концентраций аэрозоля примесей вредных веществ в воздухе вентилируемой камеры, состоящей из стационарного каркасного объекта с внутренним объемом 760 м, выполненного в форме параллелепипеда с двухскатной крышей, с десятью окнами на боковых стенах и двумя дверьми на торцевых стенах, отличающаяся тем, что содержит внутренние перегородки, разделяющие его на отдельные комнаты с внутренним объемом от 20 м до 150 м и коридор, устройства для отбора проб воздуха, представляющие собой аспираторы модели 822 с присоединенными вакуумным шлангом пробоотборными трубками, и четыре фильтро-вентиляционных устройства, закрепленные болтами с гайками на стенах камеры, позволяющие осуществлять заданные режимы вентиляции.
3
Схема установки представлена на фигуре 1. Она состоит из: 1 - корпуса камеры, представляющего собой каркасное сооружение арочного типа; 2 - межкомнатных и наружных дверей; 3 - четырех фильтровентиляционных устройства ФВУ ВЦ-100, с производительностью каждого 100 м/ч; 4 - четырех воздушных каналов из нержавеющей стали диаметром 150 мм, проходящих от каждого фильтровентиляционного устройства вдоль боковых стен камеры; 5 - стоек для размещения средств технического контроля; 6 - стеллажей для размещения аспираторов; 7 - датчиков метеорологических параметров АМК-03П; 8 - окон с металлическими ставнями. На фигуре 2 показан внешний вид установки.
Внутри камера с помощью внутренних перегородок разделена на следующие помещения:
3
1 - техническое помещение длиной 3,50 м, шириной 1,95 м и высотой 3,00 м с внутренним объемом 20,475 м, предназначенное для размещения фильтровентиляционных устройств;
3
2 - испытательная камера длиной 3,5 м, шириной 2,8 м и высотой 3,0 м, с внутренним объемом 29,4 м, предназначенное для моделирования распространения примеси в помещении типа «жилая комната квартиры»;
3
3 - испытательная камера длиной 3,5 м, шириной 4,95 м и высотой 3,0 м, с внутренним объемом 51,975 м, предназначенное для моделирования распространения примеси в помещении типа «жилая комната квартиры»;
3
4 - испытательная камера длиной 4,0 м, шириной 9,9 м и высотой 3,8 м, с внутренним объемом 150,48 м, предназначенное для моделирования распространения примеси в помещении типа «помещение для совещаний»;
3
5 - испытательная камера длиной 4,0 м, шириной 6,9 м и высотой 3,9 м, с внутренним объемом 107,64 м, предназначенное для моделирования распространения примеси в помещении типа «служебный кабинет»;
3
6 - испытательная камера длиной 4,0 м, шириной 3,0 м и высотой 3,8 м, с внутренним объемом 45,6 м, предназначенное для моделирования распространения примеси в помещении типа «служебный кабинет»;
3
7 - испытательная камера длиной 4,0 м, шириной 3,45 м и высотой 3,0 м, с внутренним объемом 41,4 м, предназначенное для моделирования распространения примеси в помещении типа «жилая комната квартиры»;
3
8 - испытательная камера длиной 4,0 м, шириной 4,3 м и высотой 3,0 м, с внутренним объемом 51,6 м, предназначенное для моделирования распространения примеси в помещении типа «жилая комната квартиры»;
3
9 - техническое помещение длиной 4,0 м, шириной 2,0 м и высотой 3,0 м, с внутренним объемом 24,0 м, предназначенное для размещения фильтровентиляционных устройств;
10 - коридор длиной 20,0 м, шириной от 2,0 м до 2,5 м и высотой 4,0 м.
Описываемые помещения представлены на фигурах 3-6.
Работает устройство следующим образом: в произвольной точке выбранной аэрозольной камеры производится функционирование источника примеси вредного вещества. Двери камеры 2 в зависимости от задачи эксперимента могут быть закрыты или открыты, при этом являясь источником естественной вентиляции объекта. Фильтро-вентиляционные устройства 3 (два приточных в комнатах 1 и 9 на высоте 0,5 м от пола, а также два вытяжных в комнатах 1 и 9 на высоте 2,5 м) позволяют создать принудительные потоки воздушных струй.
Метеорологические параметры внутри камеры в режиме реального времени фиксируются с помощью датчиков 7 метеорологического комплекса АМК-03П.
Через заданное время производится отбор проб воздуха с помощью аспирационных средств технического контроля, представляющих собой проотборные трубки, размещенные на металлических стойках 5 на высотах 0,5 м, 1,5 м и 2,5 м от пола. После проведения эксперимента средства технического контроля извлекают, а затем впоследствии подвергают количественному анализу по специальной методике.
К основным достоинствам данной установки можно отнести:
- возможность оценки распределения концентраций аэрозоля вредных примесей в воздухе аэрозольной камеры с внутренними перегородками, позволяющими моделировать помещения жилой и административной застройки;
- возможность оценки влияния вентиляции на распределение концентраций аэрозоля примесей вредных веществ в воздухе помещения;
- сокращение временных и материальных затрат на проведение эксперимента.
Предлагаемая установка изготовлена на базе выпускаемых отечественной промышленностью узлов и элементов с применением современной освоенной технологии и может быть использована при проведении исследований по оценке норм содержания вредных примесей в воздухе помещений.
Предлагаемая установка была апробирована при проведении экспериментальных исследований в рамках выполнения научно-исследовательских работ ФГБУ «33 ЦНИИИ» Минобороны России.