УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА ПЫЛИ

Устройство для определения дисперсного состава пыли относится к измерительной технике и может быть использовано для определения загрязненности воздуха при санитарно-гигиеническом контроле воздуха производственных помещений, очистных систем промышленных производств и т.п.
Известен аэрозольный седиментометр, содержащий распыляющее устройство, помещенное в буфер, из которого облако распыленной пневматическим пистолетом пыли после открытия заслонки, попадает в седиментационный цилиндр, который оканчивается внизу щелевой диафрагмой. Осаждающиеся через щель частицы попадают в приемное устройство, в котором на вращающийся диск помещают сменные черные зеркала, на которые под действием силы тяжести оседают данные частицы в неподвижном воздухе [Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. - 3-е изд. перераб. - Л.: Химия, 1987. 264 с.- стр.108 - прототип].
Недостатком известного устройства является сложное конструктивное исполнение, а именно, выполнение приемного устройства с вращающимся диском и сменными зеркалами, наличие вспомогательных приспособлений (пневматического пистолета, реле, электромагнита и т.п.).
Недостатком устройства является также то, что приемное устройство, снабженное сменными зеркалами, не позволяет обеспечить надежную фиксацию осаждающихся частиц, а, следовательно, и сохранить пофракционный состав исследуемого порошка пыли в массовом отношении.
Кроме того, устройство не позволяет с достаточной степенью точности отделять грубые и тонкие фракции друг от друга. Достоверно может быть определено процентное содержание частиц крупнее 2 мкм. Увеличение содержания доли грубых фракций в тонких дает искаженные результаты исследований и не позволяет с достаточной степенью точности осуществлять контроль загрязненности воздуха производственных и других помещений.
Техническая задача - повышение точности определения дисперсного состава исследуемого порошка пыли за счет конструктивного исполнения устройства, направленного на повышение эффективности улавливания оседающих частиц пофракционно при одновременном упрощении устройства.
Техническая задача решается тем, что в устройстве для определения дисперсного состава пыли, содержащем распыляющее устройство, устройство для гашения воздушной волны, буфер, исследуемый порошок, седиментационный цилиндр, заслонку и приемное устройство; в котором седиментационный цилиндр установленный по вертикальной оси закреплен в отверстии, выполненном на горизонтальной поверхности деревянной пустотелой подставки с металлическим основанием, на седиментационном цилиндре сверху соосно смонтирован буфер, выполненный в виде конусообразной металлической воронки, снабженный воздушным поршнем, установленным на буфере сверху и предназначенный для гашения воздушной волны, и спусковым поршнем, установленным на буфере перпендикулярно вертикальной оси, с подпружинным штоком, на внутреннем конце который снабжен предметным столиком для размещения на нем исследуемого порошка пыли, а между седиментационным цилиндром и буфером установлена выдвижная заслонка, перекрывающая вход в седиментационный цилиндр, при этом приемное устройство выполнено в виде ленточного транспортера с закрепленной на нем клейкой лентой, обеспечивающей фиксацию исследуемого порошка пыли, оседающей в седиментационном цилиндре, и размещенном внутри пустотелой деревянной подставки, а передвижения ленты транспортера осуществляется от электрического двигателя.
Сущность полезной модели заключается в том, что в заявленном устройстве для определения дисперсного состава пыли использование в качестве приемного устройства ленточного транспортера с закрепленной на нем клейкой лентой обеспечивает надежную фиксацию оседающих в седиментационном цилиндре частиц исследуемого порошка пыли с концентрацией их по отдельным фракциям. Это обеспечивается тем, что перемещение ленты транспортера осуществляется с интервалом во времени, необходимым для прохождения различных по размеру, а, следовательно, и в массовом отношении частиц расстояния, равного высоте седиментационного цилиндра, при этом лента транспортера перемещается на величину диаметра седиментационного цилиндра. Кроме того, использование клейкой ленты исключает возможные потери исследуемого порошка в массовом отношении, что обеспечивает при дальнейших исследованиях повышение достоверности результатов определения аэродинамических и физических характеристик исследуемых образцов пыли (скорости оседания, размера, массы частиц и т.п.).
А использование воздушного и спускового поршней, вместо достаточно сложного вспомогательного оборудования для распыления исследуемой пробы порошка по прототипу, значительно упрощает конструкцию всего устройства, а, следовательно, и условия его эксплуатации.
Таким образом, заявленное устройство, в сравнении с устройством по прототипу, обеспечивает повышение точности определения пофракционного состава оседающих частиц пыли при одновременном упрощении устройства, что и является новым техническим результатом заявляемой полезной модели.
Полезная модель поясняется графическим материалом:
- на фиг.1 схематично представлено устройство для определения дисперсного состава пыли.
Устройство содержит деревянную пустотелую подставку 1 с металлическим основанием, с выполненным на горизонтальной плоскости отверстием, в котором по вертикальной оси жестко закреплен стеклянный седиментационный цилиндр 2, на котором сверху соосно смонтирован буфер 3, выполненный в виде конусообразной металлической воронки, предназначенный для распыления в нем исследуемого порошка пыли. Между седиментационным цилиндром 2 и буфером 3 установлена выдвижная металлическая заслонка 4, которая перекрывает седиментационный цилиндр 2 от буфера 3. Буфер 3 снабжен воздушным поршнем 5, установленным на буфере сверху и предназначенным для гашения воздушной волны, создаваемой в буфере. Кроме этого буфер 3 снабжен спусковым поршнем 6 с подпружинным штоком, смонтированным на буфере 3 перпендикулярно вертикальной оси устройства. На внутреннем конце штока спускового поршня 6 смонтирован предметный столик 7, предназначенный для размещения на нем исследуемой порции порошка пыли. Внутри полой деревянной подставки 1 размещен ленточный транспортер 8 с закрепленной на нем клейкой лентой 9, обеспечивающей надежную фиксацию оседающего в седиментационном цилиндре 2 исследуемой порции порошка пыли. Перемещение ленты 9 транпортера 8 осуществляется от электического двигателя (на чертеже не показано) на величину диаметра седиментационного цилиндра с интервалом во времени, необходимым для прохождения наименьших по массе частиц исследуемого порошка расстояния, равного высоте седиментационного цилиндра 2.
Клейкая лента 9 используется двух видов: в виде прозрачной клейкой ленты, например, скотч и металлической, например, алюминиевой. Выбор используемой клейкой ленты обусловлен маркой микроскопа для исследования полученных при работе устройства пофракционных составов порошка пыли.
Пример конкретного исполнения
Для экспериментальной проверки заявленного устройства был изготовлен опытный образец, в котором использовали седиментационный цилиндр 2 из стекла, высотой H=1200 мм и диаметром d=160 мм. Пробу исследуемого порошка пыли весом 50 мг размещали на предметном столике 7 спускового поршня 6 и помещали внутрь буфера 3 при закрытой заслонке 4. Затем вручную резким нажатием на подпружинный шток поршня 6 производили распыление порошка в буфере 3. Одновременно со спуском поршня 6 через воздушный поршень 5 в окружающую среду вытеснялся объем воздуха, равный объему воздуха спускового поршня 6. Через небольшой промежуток времени, равный 0,5 сек., необходимый для затухания воздушной волны, вызванной при срабатывании спускового поршня 6, вручную открывали заслонку 4 и частицы пыли попадали в седиментационный цилиндр 2, где под действием силы тяжести в неподвижном воздухе падали с различной скоростью, в зависимости от массы, и оседали внизу седиментационного цилиндра 2 на клейкую ленту 9 транспортера 8. Перемещение ленты транспортера осуществляли с интервалом во времени, необходимым и достаточным для прохождения падающими частицами расстояния, равного высоте цилиндра, при этом лента транспортера перемещалась на величину диаметра седиментационного цилиндра.
Экспериментальным путем определили, что для частиц массой 0,5 мкм время падения в седиментационном цилиндре высотой Н=1200 мм составило 2 секунды, в этом режиме осуществляли передвижение ленты транспортера.
Использование в заявленном устройстве в качестве приемного устройства транспортера с закрепленной на нем клейкой лентой значительно повышает качество проводимых исследований при определении пофракционного состава пыли, исключая при этом потери исследуемого порошка в массовом отношении, а применение воздушного и спускового поршней не только упрощает само устройство, но так же и условия его эксплуатации.