1. Элементы установки для весового исследования пыли
1.1. Простейшая установка:
а) фильтр-датчик (аллонж), стеклянная трубка d=15-20мм (заполненная 0.5 г гигроскопической ваты или 2 г стеклянной ваты;
б) реометр (ротаметр) для измерения скорости прокачки запыленного воздуха;
в) воздушный насос (пылесос) для прокачки запыленного воздуха.
1.2. Специальная переносная ротационная установка ПРУ-4, в которой воздуходуховка совмещена с электродвигателем и реометром. Установка ПРУ-4 состоит из следующих основных частей:
1. Электромотор
2. Воздуходувка
3. Распределительная труба
4. Сухие реометры для определения скорости прохождения воздуха.
Приборы для счетного метода исследования запыленности воздушной среды называются кониметрами и содиметрами.
К ним относятся:
а) струнный счетчик, в который исследуемый воздух втягивает насос в увлажненную трубку и далее через щелевидное отверстие в охлажденную камеру. При резком расширении воздуха в охлажденной камере температура его понижается и влага конденсируется на пылинках, которые при дальнейшем движении ударяются о покровное стекло и оседают на нем в виде пылевой дорожки. Покровное стекло извлекается из прибора и укладывается на предметное стекло микроскопа;
б) пылемер 6Н-2 действует аналогично струйному счетчику, но имеет несколько отличную от него форму;
в) седиментатор представляет собой камеру определенного объема с покровным стеклом на дне. После взятия пробы воздуха в камере пыль осаждается по действием собственного веса или принудительно.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
В данной работе мы определим концентрации пыли в объеме воздуха весовым методом, форму, дисперсность, число пылинок данного размера в см" воздуха счетным методом.
Весовой метод является наиболее простым и надежным способом определения • концентрации пыли. По этому методу отбор проб производится путем просасывания воздуха через специальные аэрозольные фильтры АФА-В-18 и АФА-В-10. С помощью ротационной установки ПРУ-4 можно отбирать одновременно 4 пробы, из них две пробы отбираются со скоростью прохождения воздуха от 2 до 20-25 л/мин и 2 пробы со скоростью от 0.1 до 1.0 л/мин.
Основные части установки:
1. установка ПРУ-4 для аспирации /просасывания воздуха/
2. аналитические весы
3. патрон с фильтром
4. камера, в которой создается запыленный воздух (пылесосом)
5. пылесос
Методика определения запыленности воздуха с использованием фильтров АФА-В-18 наиболее прогрессивная и достоверная по сравнению с ранее существующими методами пылевого контроля. Фильтры АФА обладают рядом преимуществ:
а) высокая эффективность пылеулавливания
б) возможность их взвешивания без высушивания
в) небольшой собственный вес.
Они применяются в виде комплекта, состоящего из собственного фильтра и бумажных защитных колец. Края фильтров отпрессованы для удобства обращения. Внешний диаметр фильтра 7.0 см., площадь рабочей поверхности 18 см. Фильтры улавливают содержащиеся в воздухе пылевые частицы. Зная количество примеси, задерживающийся на фильтре, скорость и время прохождения воздуха через данный фильтр, можно определить количество пыли в единице объема воздуха по формуле:
С= Р*103 / V* t мг/м3, (1)
Где: P=Р2 - Р1 - количество пыли в мг, осевшей на фильтре
Pi и Р.- вес фильтра до и после опыта /в мг/
V - расход воздуха через фильтр /л/мин/
t - время прохождения воздуха / мин./
Счетный метод. Для определения дисперсионного состава пыли, формы пылинок. подсчета числа пылинок данного размера в воздухе используется кониметр. Измеряемая проба воздуха, с содержанием в ней частиц пыли, с большей скоростью всасываются воздушным насосом через впускное отверстие. При этом пыль осаждается на установленном под форсункой поле объект-шайба смазано тонким слоем вяжущего вещества. Пыльное пятно исследуется под микроскопом.
Кониметр состоит из трех частей: воздушного насоса, ручного микроскопа, вращающейся объект-шайба с десятью нумерованными полями. Части кониметра закреплены на общем основании. Прибор ставится на штатив с зеркалом. Воздушный насос с поршнем имеет цилиндр объемом 5 см3. В патрон всасывания кладется пылевой фильтр из ткани покрытой медью с диаметром отверстия 50 мкм.
Окуляр микроскопа устанавливается на сетевой микрометр, чтобы путем вращения кольца с рефлением сделать изображение пылевого пятна ярче.
Сетевой микрометр кроме того служит для оценки размеров пылевых частиц, на расстоянии 5 мкм от сторон центрального квадрата нанесены параллельные линии. Величина пылинок, заключенных между ними составляет не более 5 мкм.
Настройка нумерования полей объек-шайбы на прием пыли и ее рассмотрение под микроскопом производится с помощью подвижного фланца основания: поле напротив черной отметки под микроскопом.
Кониметр применяется на асбестовых заводах, в шахтах, на химических заводах и др. Кроме того, он служит для контроля КПД на пылечистительных установках.
Особые преимущества данного кониметра: - быстрое и простое его использование - равномерное кругообразное распределение пылевого пятна на шайбе - всасывание точно измеренного воздуха - точная установка пылевого пятна за счет нумерации объектива.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Весовой анализ запыленности воздушной среды
1. Ознакомится с устройством установки ПРУ-4 и подготовить ее к работе
2. а) включить электроспиратор в сеть напряжения 220 В
б) открыть правый вентиль, регулирующий скорость прохождения воздуха (вращая его против часовой стрелки)
в) перемещением тумблера снизу вверх включить.электроаспиратор
г) путем вращения рукоятки крайнего правого вентиля установить скорость просасывания воздуха 25 л/мин.
д) выключить электроспиратор (перемещением тумблера вниз)
3. Подготовить фильтр-датчик к работе:
а) из кассеты извлечь комплект фильтра, вскрыть пакет, развернуть защитные кольца. Пинцетом взять фильтр и положить на весы б) взвесить фильтр на аналитических весах.
ПРИМЕЧАНИЕ: В связи с тем, что взвешивание фильтров на аналитических весах требует специальной подготовки, то эту операцию производит преподаватель или лаборант. Поэтому просьба к студентам - не производитьсамим взвешивание фильтров.
4. Отвернуть гайку и снять прижимное кольцо в воздухозаборной воронке, поместить взвешенный фильтр в углубление воздухозаборной воронки, поставить прижимное кольцо v- завернуть гайку
5. Установить воздухозаборную воронку с фильтром в отверстие пылевой камеры, а конец резиновой трубки присоединить к крайнему правому штуцеру установки ПРУ-4
6. Включить бытовой электропылесос на 5-10 секунд, создав тем самым запыленную воздушную среду в пылевой камере
7. Одновременно с выключением бытовою эл/пылесоса включить установку ПРУ-4, протягивая через фильтр запыленный воздух в течении 4 минут, заметив время включения установки. По истечению четырех минут установку ПРУ-4 выключить
8. Отсоединить воздухозаборную воронку от пылевой камеры, отвернуть гайку, снять прижимное кольцо и фильтр. Фильтр взвесить на аналитических весах.
9. Данные опыта занести в таблицу 1, рассчитать концентрацию пыли, содержащейся в воздухе по формуле 1
Таблица 1
| Вес фильтра в млг | Расход воздуха Скорость в л/мин V | Продолжительность отбора пробы t | Концентрация пыли | ||
| До опыта Р1 | После Опыта Р2 | По результатам опыта мг/м3 | Предельно допустимая мг/м3 | ||
ПРИМЕЧАНИЕ: Величины предельных допустимых концентрации даны в приложении 1.
СЧЕТНЫЙ АНАЛИЗ
1. Ознакомиться с устройством кониметра.
2. Рассмотреть пыльное пятно в микроскоп, для чего:
а) вращением фланца основания добиться расположения под номером указанным преподавателем, под микроскопом;
б) включить настольную лампу;
в) вращением кольца с рефлением микроскопа и поворотом зеркала добиться ясной видимости сетки микроскопа, параллельных центральному квадрату линий, частичек пыли.
3. Определить размер пылинок, зная, что расстояние между сторонами центрального квадрата и параллельными линиями на сетке микрометра составляет 5 мкм.
4. Подсчитать число пылинок разных размеров в видимом поле микроскопа: до 5 мкм: более 15 мкм. Результаты внести в таблицу 2.
Подсчитать % пылинок вышеуказанных размеров от общего количества пылинок для известного вещества.
5. Рассмотреть форму пылинок и указать в выводах.
6. Подсчитать число пылинок в 1 см воздуха, если известно, что отобрано 5 см запыленного воздуха.
Таблица 2
| Наименование пыли | Исследование поля объекта шайбы | Объем воздуха | До 5 мкм число % | До 5-10 мкм число % | 10-15% | Более 5% | Общее колличество пылинок | Формы пылинок |
| 5см3 1см3 |
Выводы:
ОТЧЁТНОСТЬ В РАБОТЕ:
1. Начертить схему установки для определения запыленности воздуха и напел переносной ротационной установки.
2. После определения запыленности по весовому методу нанести данные в таблицу 1 экспериментальных и расчетных данных, сделать заключение о санитарно-гигиеническом режиме в данных производственных условиях.
3. Начертить схематический разрез кониметра.
4. После анализа пыли по счетному методу внести данные в таблицу 2 и сделать заключение о дисперсном составе данной пыли, форме ее частиц.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Как изменяются физико-химические свойства вещества измельченного до высокодисперсного состояния?
2. Что такое производственная пыль и каковы ее размеры?
3. Классификация пыли по характеру действия на организм?
4. Методы исследования воздуха на запыленность и применяемые приборы?
5. Сущность весового метода и его преимущества? Сущность счетного метода и его преимущества?
7. Преимущества данного кониметра перед другими типами кониметров?
8. Схема установки для весового анализа пыли, устройство ПРУ-4?
9. Меры.безопасности при выполнении работы?
10. Что такое предельно-допустимая концентрация пыли в воздухе производственных помещений?
литература
1. Безопасное взаимодействие человека с техническими системами: Учебное пособие / В.Л. Лапин, В.М. Попов, Ф.Н. Рыжков, В.И. Томаков; Курск. гос. техн. ун-т. Курск, 1995. 238 с.;
2. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств (Охрана труда): Учебное пособие для вузов / П.П. Кукин, В.Л. Лапин, Н.Л. Пономарев и др. – 2-е изд., испр. и доп. М.: Высш. шк., 2002. – 319 с.: ил.;
3. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов/С.В. Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков и др.; Под общ. ред. С.В. Белова. 2-е изд., испр. и доп. – М.: Высш. шк., 1999. – 448 с.: ил.;
4. Безопасность жизнедеятельности: Учебник / Под ред. проф. Э.А. Арустамова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательский Дом «Дашков и К°», 2001. – 678 с.;
5. Безопасность производственных процессов: Справочник / С.В. Белов, В.Н. Бринза, Б.С. Векшин и др.; Под общ. ред. С.В. Белова. – М.: Машиностроение, 1985. – 448 с., ил.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Предельно-допустимая концентрация пыли в воздухе производственных помещений
| Характеристика пыли | Допустимая концентрация в мг/м3 | |
| Все раздражающие пыли не содержащие SiO2 | 10.0 | |
| Цементная, минеральная и их смеси, не со держащие SiO2 | 6.0 | |
| Борита, апатита, фосфорита, цемента, искусственных абразивов, содержащие до 10° % SiO2 | 5.0 | |
| Тальковая, одивиновая, угольная, растительного животного происхождения содержащие до 10°/о Si02 | 4.0 | |
| Стеклянного и минерального волокна, табачная | 3.0 | |
| Асбестовая, угольная и др., содержащие от 10 до 70% Si02 | 2.0 | |
| Кварц и др., содержащие более 70% свободной и ее кристаллической модификации | 1.0 | |
| Свинец сернистый, пятиокись ванадия, пыль | 0.5 | |
| Марганец мышьяковый и мышьяковистый, ангидриды | 0.3 | |
| Гексахлорциклогексан, дым для пятиокиси ванадия, селенистый ангидрид | 0.1 | |
| Свинец и его неорганические соединения | 0.01 |
