Лабораторная работа №1

Исследование запыленности воздушной среды на рабочем месте и выбор средств защиты органов дыхания.

 

Цель работы: определение степени запыленности воздуха на рабочих местах, сопоставление полученных данных с предельно-допустимыми концентрациями, подбор противопыльных респираторов.

 

 

Общие положения

 

Многие технологические процессы в строительстве и промышленности сопровождаются выделением пыли. Постоянная работа в запыленных помещениях с течением времени приводит к профессиональным заболеваниям – пневмокониозам. Попадая в организм человека через органы дыхания, пыль может вызвать тяжелые заболевания: пневмокониозы (силикоз, силикатоз) пылевой бронхит, бронхиальную астму, пневмонию и др. Воздействуя на слизистую оболочку глаз, носа, пыль вызывает их воспаление. Попадая на кожу, пыль может привести к закупорке потовых желез, фурункулезу, экземе и другим заболеваниям.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) пыли в воздухе для рабочих мест установлены ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

Концентрацию пыли в воздухе и её состав определяют различными методами, в том числе весовым. Он основан на пропускании определенного объёма загрязненного воздуха через фильтр, определении привеса фильтра и последующего вычисления концентрации пыли. В качестве фильтрующего материала чаще всего используют аэрозольные фильтры АФА с дисками из перхлорвиниловой фильтрующей ткани ФПП, обладающей исключительно высокой степенью фильтрации (близкой к 100%).

Среди мероприятий по защите воздуха рабочей зоны от пыли наиболее эффективны герметизация источников пыли, устройство вентиляции, установка изолированных кабин для операторов, устройство дистанционного управления и др. В производственных условиях, где такими способами не удается снизить запыленность воздуха по ПДК, применяют средства индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД). Среди них – респираторы ШВ-1, «Лепесток», Астра - 2, У - 2К, РП – КМ, Ф – 62 ШМ, «Кама», «Снежок» и др.

 

Лабораторная установка

 

Исследование запыленности воздуха на рабочем месте производится весовым методом, который предусматривает определение концентрации пыли в единице объёма воздуха (мг/м³).

Схема установки для определения запыленности этим методом основана на получении привеса фильтра при пропускании через него определенного объёма исследуемого воздуха.

Лабораторная установка (рис.1) состоит из пылевой камеры 1 и аспиратора 6 (рис.4). В пылевой камере находится навеска цемента 4. Камера служит для имитации помещения с запыленным воздухом. Цемент, находящийся в камере, под воздействием воздушного потока от ручного насоса 5 образует взвесь. К отверстию в боковой стенке камеры крепится пластмассовый патрон 2 – аллонж, в который при отвинчивании крышки помещается фильтр АФА (аэрозольный фильтр аналитический).

Фильтры выпускаются двух типов АФА-В-18 и АФА-В-10. Изготавливаются они из специальной ткани ФПП-15 (фильтрационное полотно акад. Петрянова). Название АФА-В-18 (10) означает аналитический фильтр аэрозольный для весового анализа (В) с рабочей площадью 18 или 10см². Конструкция фильтра показана на рис.2, из которого видно, что фильтрующий материал 3 находится между защитными бумажными кольцами 1 и 2. Фильтр вкладывается в специальный патрон, который называется аллонж. Его конструкция показана на рис. 3. Он состоит из корпуса 1 и прижимного кольца 3. Между ними вкладывается фильтр 2.

К аллонжу (рис.1) присоединен шланг 3, с помощью которого пылевая камера соединяется с аспиратором 6 (рис.4) модели 822. Он состоит из воздуходувки 10 с Эл. Двигателем 9 и четырех ротаметров 5, представляющих собой стеклянные трубки с поплавками 25. Проходя через ротаметр, воздух поднимает шарик – поплавок 25, тем выше, чем больше скорость и расход воздуха. Для регулирования скорости протягивания воздуха каждый ротаметр снабжен запорным вентилем 6. Отсчет показаний ротаметра производят по верхнему краю шарика – поплавка. Шланг от пылевой камеры 3 присоединяется к любому выходному штуцеру 8. (рис.4).

Для определения степени запыленности воздуха в весовых единицах (мг/м³) находится, как отношение массы пыли на фильтре к объему воздуха, из которого осаждена эта пыль на фильтр, т.е.

 

С= , мг/м³ (1)

где m₁, m₂ – масса фильтра до и после отбора пробы воздуха, мг

V_в – объем воздуха, прошедшего через фильтр, приведенный к нормальным условиям, м³

Приведение объема к нормальным условиям связано с возможностью сравнения результатов опытов, выполненных в различных метеорологических условиях. Для этого первоначально определяется объем воздуха V_г, прошедшего через фильтр при фактической температуре окружающей среды Т₀ (С⁰) и давлением В (кПа).

 

V_г=q·t·10^-3, м³ (2)

 

Где q – объемная скорость прохождения воздуха через фильтр, л/мин;

t- время пропускания воздуха, мин.

Время пропускания исследуемого воздуха на степень запыленности зависит от концентрации пыли и изменяется от 2-3 мин. при высокой запыленности до 15-20 мин при концентрации, близкой к ПДК.

Полученная величина V_г приводится к нормальным условиям, т.е. к такому объему, который он занимал бы при температуре 0⁰ и давлении 101 кПа (760 мм рт. ст)

 

V_в=V_г· , м³ (3)

 

где Т, В – соответственно температура и барометрическое давление воздуха в месте определения степени запыленности.

 

Рис. 2

1,2 – защитные кольца; 3 – фильтрующий элемент

 

Рис. 3

1 – корпус аллонжа; 2 – фильтр, вкладываемый в аллонж; 3 – прижимная гайка

Рис. 4 Передняя панель аспиратора

1 – входная колодка; 2 – гнездо предохранителя; 3 – тумблер включения и выключения аппарата; 4 – разгрузочный клапан; 5 – ротаметр; 6 – ручка вентиля ротаметра; 7 – винт (для крепления панели к кожуху); 8 – штуцер; 9 - поплавок

Рис. 5 Шасси аспиратора

1 – электродвигатель; 2 – воздуховод; 3 – масленка с маслопроводом; 4 – резиновый шланг

Устройство и принцип работы аспиратора модели 822

 

Аспиратор для отбора проб воздуха, предназначенный для отбора проб воздуха, эксплуатируется в условиях умеренного климата при температуре от 10 до 25 С⁰, относительной влажности до 80% при температуре 25 С⁰ и атмосферном давлении от 84,0 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт.ст.)

Аспиратор просасывает не менее 40 л/мин воздуха через фильтры с сопротивлением 3±0,15 кПа (300±15 мм вод.ст.) при работе одновременно на двух ротаметрах.

Цена деления ротаметров, л/мин:

С расходом воздуха от 0,2 до 1 л/мин - 0,1

С расходом воздуха от 1 до 20 л/мин – 1.

Разрежение, создаваемое воздуходувкой, - не менее 4кПа (400 мм вод. ст.). На передней панели аспиратора расположены следующие узлы (рис.4): входная колодка 1 для присоединения к аспиратору сетевого шнура, тумблер 3 включения и выключения аспиратора, гнездо предохранителя 2, разгрузочный клапан 4 для предотвращения перегрузки электродвигателя при отборе проб воздуха с малыми скоростями, штуцера 8 для присоединения резиновых трубок с фильтрами, ротаметры 5 (конусные стеклянные трубки с поплавками для определения скорости прохождения воздуха отбираемой пробы), ручки вентилей ротаметров 6 для регулировки скорости отбора проб, винты 7 для крепления панели к кожуху.

На шасси укреплены следующие узы аспиратора (рис. 5): Электродвигатель 1, воздуходувка 2 ротационного типа, создающая отрицательное давление; резиновые шланги 4 для соединения ротаметров с воздуходувкой; масленка с маслопроводом 3 для непрерывной смазки ротора воздуходувки.

 

Принцип работы ротационной установки

В корпусе 12 (рис.6) вращается ротор 10 со вставленными в пазы ротора лопастями 11. Ось вращения ротора смещена относительно оси корпуса. Лопасти при вращении ротора прижимаются центробежной силой к внутренним стенкам корпуса.

Пространство «а₁» через всасывающие патрубки соединяется с атмосферой и заполняется воздухом. Лопасть из положения I переходит в положение II. Объем воздуха в пространстве «а₂» перемещается по мере вращения ротора и выбрасывается наружу из пространства «а₃» в момент соединения с атмосферой.