УСТАНОВКА ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ АЭРОЗОЛЯ ПРИМЕСЕЙ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУХЕ КРУПНОГАБАРИТНОЙ ВЕНТИЛИРУЕМОЙ КАМЕРЫ
INSTALLATION FOR EXPERIMENTAL ESTIMATION OF DISTRIBUTION OF AEROSOL CONCENTRATIONS OF HARMFUL SUBSTANCES IN AIR OF LARGE-SIZED VENTILATED CHAMBER

3
Заявляемое изобретение относится к устройствам, обеспечивающим возможность взятия проб воздуха с помощью технических средств контроля из объема крупногабаритной вентилируемой камеры. Установка предназначена для оценки распределения концентраций аэрозоля вредных примесей в воздухе камеры с внутренним объемом 1620 м при заданных режимах ее вентилирования с помощью четырех фильтровентиляционных 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, отличающийся 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, что делает невозможным моделировать процесс распространения примесей вредных веществ внутри крупногабаритных 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
Решение поставленной задачи достигается созданием установки для экспериментальной оценки распределения концентраций аэрозоля примесей вредных веществ в воздухе крупногабаритной вентилируемой камеры, состоящее из стационарного каркасного объекта с внутренним объемом 1620 м, выполненного в форме параллелепипеда с двухскатной крышей, с тремя окнами на боковой стене и двумя воротами на торцевых стенах, отличающейся тем, что содержит устройства для отбора проб воздуха, закрепленные хомутами на устройствах для высотного размещения средств технического контроля, и четыре фильтровентиляционных устройства, закрепленные болтами с гайками на стенах камеры, позволяющие осуществлять заданные режимы вентиляции.
3
Схема изобретения представлена на фигуре 1. Модель состоит из: 1 - корпуса камеры, представляющего собой каркасное сооружение арочного типа; 2 - стоек для размещения средств технического контроля; 3 - аспирационных средств технического контроля, включающих пробоотборные трубки, соединенные вакуумным шлангом с аспираторами; 4 - двух ворот из стали шириной 3 м и высотой 4 м, размещенных на торцевых стенах камеры; 5 - фильтровентиляционных устройств ФВУ-5000, производительностью 5000 м/ч; 6 - датчиков метеорологических параметров АМК-03П; 7 - трех окон шириной 1,5 м и высотой 2,0 м, размещенных на передней стене камеры; 8 - средств видео фиксации. На фигуре 2 показан внешний вид изобретения.
Работает устройство следующим образом: в произвольной точке аэрозольной камеры производится функционирование источника примеси вредного вещества. Ворота камеры 3 и окна 7 в зависимости от задачи эксперимента могут быть закрыты или открыты, при этом являясь источником естественной вентиляции объекта. Фильтровентиляционные устройства 5 (два приточных на правой торцевой стене на высоте 0,5 и 4,5 м от пола, а также два вытяжных на левой торцевой стене на высоте 0,5 и 4,5 м также) позволяют создать принудительные потоки воздушных струй по схемам:
- верхний приток - верхняя вытяжка;
- верхний приток - нижняя вытяжка;
- нижний приток - верхняя вытяжка;
- нижний приток - нижняя вытяжка;
- смешанный режим (при включении всех четырех фильтровентиляционных устройства).
Метеорологические параметры внутри камеры в режиме реального времени фиксируются с помощью датчиков 6 метеорологического комплекса АМК-03П. Визуальное наблюдение за процессом распространения примеси вредного вещества и определение геометрических размеров начального облака аэрозоля производиться с помощью средств видео фиксации 8.
Через заданное время производится отбор проб воздуха с помощью аспирационных средств технического контроля 3. После проведения эксперимента средства технического контроля извлекают, а затем впоследствии подвергают количественному анализу по специальной методике.
Каждая из стоек для размещения средств технического контроля 2 представляет собой устройство для высотного размещения средств технического контроля в неподвижных сооружениях, на которое получен патент на полезную модель №145205. Она позволяет осуществлять размещение пробоотборных трубок и датчиков метеорологических параметров на уровне пола с дальнейшим их подъемом на необходимую высоту от 0 до 7 м. Внешний вид стоек представлен на фигуре 3.
К основным достоинствам данной установки можно отнести:
3
- возможность оценки распределения концентраций аэрозоля вредных примесей в воздухе крупногабаритной аэрозольной камеры с внутренним объемом 1620 м;
- 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.