Универсальное устройство поверки газоаналитических приборов на местах их установки в рабочей зоне объектов по ухо

Универсальное устройство поверки газоаналитических приборов на местах их установки в рабочей зоне объектов по УХО относится к измерительной технике, а именно - к способам и устройствам обеспечения работоспособности газоанализаторов. Кроме того, оно относится к области анализа воздушной среды путем определения ее химических и физических свойств.

Задачей полезной модели является создание универсального устройства, позволяющего осуществить поверку различного типа газоаналитических приборов непосредственно на местах их установки в рабочей зоне на объектах по УХО с использованием реальных образцов OВ.

Техническим результатом, который может быть получен при использовании полезной модели, является улучшение эксплуатационных характеристик за счет увеличения времени стабильность концентрации парогазовых смесей (ПГС) OВ, расширения диапазона применение по типам поверяемых газоаналитических приборов и увеличение ресурса работы на одной заправке генератора ПГС OВ.

Поставленная задача достигается тем, что универсальное устройство поверки газоаналитических приборов на местах их установки в рабочей зоне объектов по УХО содержит корпус с узлами крепления, уплотнения и с крышкой, входной и выходной трубопроводы с штуцерами и дозатор. При этом дозатор представляет собой генератор парогазовых смесей, установленный в корпусе устройства, состоящего из разъемного корпуса с герметичной крышкой, в которой вмонтированы две трубки, входная трубка соединена с входным трубопроводом и заканчивается капиллярной насадкой заданного сечения, доходящей до дна корпуса генератора, а выходная трубка соединена с герметичной крышкой и через выходной трубопровод - с поверяемым прибором.

Данное устройство является компактным, переносным и безопасным в эксплуатации. Герметичность внутреннего пространства устройства достигается за счет применения в конструкции устройства уплотнительной прокладки, выполненной из химически стойкой резины, а также входного 5 и выходного 6 штуцеров специальной конструкции, снабженных заглушками. Оно может быть использовано для проверки работоспособности газоаналитических приборов, предназначенных для контроля аварийных химически опасных веществ. 2 илл.

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно - к способам и устройствам обеспечения работоспособности газоанализаторов. Кроме того, она относится к области анализа воздушной среды путем определения ее химических и физических свойств.

Известно устройство для обеспечения работоспособности газоанализатора (патент РФ 2221240 от 01.10.2004 «Способ обеспечения работоспособности газоанализатора», МПК G01N 27/00). В нем на электрохимическом датчике закрепляют термоэлектрический модуль Пельтье и на пути воздушного потока газа - датчики температуры. При этом измеряют температуру электрохимического датчика и газа и по разности температур посредством устройства обработки информации, контроллера и усилителя вырабатывают управляющее воздействие на термоэлемент Пельтье, пропорциональное направлению и силе тока через термоэлемент Пельтье, который в зависимости от направления тока нагревает или охлаждает электрохимический датчик.

Недостатком данного устройства и устройств данного типа является то, что работоспособность газоанализаторов проверяется только в процессе работы.

Однако при работе с отравляющими веществами (OВ) необходимо первоначально убедиться в работоспособности измеряемого устройства, например, с помощью использования имитатора. Как правило, в качестве рабочего тела для имитаторов используют нетоксичные соединения.

Однако для достоверного подтверждения работоспособности газоаналитических средств непосредственно на местах их размещения на объектах по уничтожению химического оружия необходимо использовать парогазовые смеси, содержащие реальные образцы OВ.

Решение данной задачи может быть достигнуто при разработке и создании компактного переносного устройства, способного создавать парогазовые смеси OВ

заданного состава. При этом концентрации отравляющих веществ в парогазовых смесях должны соответствовать пороговым уровням концентрации проверяемых газоаналитических приборов.

В связи с этим необходимо разработать устройство для подтверждения работоспособности приборов контроля OВ непосредственно перед проведением измерений на местах установки в рабочей зоне объектов по уничтожению химического оружия. Дозаторы, использующие способ равномерного испарения жидкости в поток газа-носителя, по своему назначению и характеру решаемых задач являются наиболее предпочтительными.

В качестве такого устройства может быть предложен дозатор, который обеспечивает оперативный и качественный контроль изменения свойств парогазовых смесей в процессе дозирования OВ (патент РФ 2280246 «Капиллярный дозатор парогазовых смесей», МПК G01N 1/22 от 20.07.2006).

Данный дозатор состоит из смесительной камеры с подводящим и отводящим штуцерами, камеры испарителя с дозируемым веществом и капилляра. Испарительная камера с дозируемым веществом выполнена в виде цилиндрической стеклянной виаллы со сменными насадками и капиллярами различного проходного сечения для создания парогазовых смесей с различной летучестью в широком диапазоне концентраций и образует со смесительной камерой разъемное соединение. Преимуществом предлагаемого капиллярного дозатора парогазовых смесей является возможность оперативного и качественного контроля как изменения свойств вещества в процессе дозирования, так и количества дозируемого вещества в единицу времени для веществ широкого спектра летучести.

Однако для создания паровоздушной смеси с заданной концентрацией с другими дозируемыми веществами необходимо или подсоединить другую виаллу с этим веществом или залить в имеющуюся виаллу новое дозируемое вещество, одновременно заменив насадку с требуемым для этого вещества капилляром.

Получение парогазовых смесей OВ путем испарения OВ из его жидкой фазы в поток газа-носителя является нежелательным. Это обусловлено тем, что использование в разрабатываемом устройстве OВ в чистом виде накладывает особые меры по соблюдению правил техники безопасности при эксплуатации устройства, а также существенно усложняет процедуру подтверждения работоспособности приборов

контроля OВ непосредственно на местах установки в рабочей зоне. Кроме того, при испарении OВ из его жидкой фазы в газ-носитель получаемая парогазовая смесь будет иметь высокую концентрацию OВ, что влечет за собой использование дополнительных систем разбавления. Попадание OВ в окружающую среду даже малой концентрации вредно для окружающих. Для придания дозатору эжекционных свойств необходимо подавать газ-носитель под большим давлением, что связано с созданием большого объема парогазовых смесей на основе OВ в процессе проверки газоанализаторов.

Поэтому в основу конструкции устройства для подтверждения работоспособности приборов контроля 0В непосредственно на местах их установки в рабочей зоне должен быть положен способ равномерного испарения жидкости в поток газа-носителя. При использовании данного метода всегда устанавливается динамическое равновесие между поверхностью OВ и газом, заканчивающееся созданием парогазовых смесей заданной концентрации.

Известна дозирующая ячейка Кэмба, основанная на испарении жидкостей с поверхности, реализующая динамический метод получения парогазовых смесей путем карбюрации (Д.К.Колеров «Метрологические основы газоаналитических измерений». - М., Изд-во Комитета стандартов, мер и измерительных приборов, 1967, рис.77, с.227).

Этот метод был разработан Кэмбом, Лабардином, Мейром и Ваухером и заключается в испарении некоторого количества жидкости в поток газа-носителя. Основная часть прибора - испаритель. Сам прибор состоит из трубки высотой 600 мм, в нижней части которой находится выпариваемая жидкость. Внутрь трубки помещен цилиндр из плотной и особо пористой бумаги. Газ-носитель поступает по центральной трубке, нижний конец которой находится в 1 см над поверхностью жидкости. Газ-носитель из трубки проходит вдоль стенок пористой бумаги, насыщается парами смачивающей ее жидкости и выходит из трубки. Таким образом, работа данного дозирующего устройства основана на испарении жидкости с поверхности в поток движущегося вдоль этой поверхности газа.

Однако для данного устройства характерны следующие недостатки: неудобство замены фильтровальной бумаги и заливки OВ, что требует соблюдения повышенных мер безопасности и некачественное смешение, т.к. смачиваемость бумаги

переменна по высоте. Кроме того, для всех перечисленных устройств характерным является возможность заражения окружающей среды.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту к предлагаемому техническому решению является «Устройство тестирования газоаналитических приборов контроля отравляющих веществ в воздушной среде» (патент РФ на изобретение 2333480, МПК G01N 27/00, опубликовано 10.09.2008).

Устройство для проверки работоспособности приборов контроля отравляющих веществ содержит корпус с узлами крепления, уплотнения и термостатирования и крышку, входной и выходной трубопроводы со штуцерами и дозатор. Дозатор представляет собой поглотитель Петри, входная центральная трубка которого заканчивается торцевой шаровой поверхностью со сквозными отверстиями и соединяется с входным трубопроводом, а боковая трубка через фильтр - с выходным трубопроводом. Данное устройство является компактным, переносным и безопасным в эксплуатации, в том числе и для проверки исправности и работоспособности газоаналитических приборов на объектах по уничтожению химического оружия.

Принцип действия устройства заключается в следующем. При подключении устройства к воздухозаборной магистрали газосигнализатора отбор пробы воздуха осуществляется через дозатор устройства. При этом воздушный поток, поступающий в газосигнализатор, первоначально проходит через входной штуцер устройства и поступает в дозатор. Во внутреннем объеме дозатора происходит барбатирование рабочего раствора OВ и, как следствие, образование парогазовой смеси. Выполнение шаровой поверхности со сквозными отверстиями на торцевой части центральной трубки способствует повышению насыщения воздуха парами OВ, т.е. способствует интенсивности перемешивания.

Полученная таким образом парогазовая смесь направляется в выходной штуцер устройства и далее посредством фторопластовой трубки подается к пробоотборным магистралям газоаналитического прибора.

Однако для данного устройства характерны следующие недостатки:

- не обеспечивается стабильность концентрации 0В парогазовых смесей в течение продолжительного времени;

- ограниченное применение, вызванное созданием минимальной концентрации

парогазовых смесей OВ на уровне порога чувствительности поверяемого газоаналитического прибора;

- ограниченное применение по типам поверяемых газоаналитических приборов из-за ограничения скорости прокачивания парогазовых смесей OВ;

- ограниченное применение по типам поверяемых газоаналитических приборов, вызванное ограничением максимальной возможной скоростью пропускания воздушного потока через генератор парогазовых смесей OВ;

- ограниченный ресурс работы на одной заправке генератора парогазовых смесей OВ;

- низкая надежность конструкции по причине использования стеклянных стенок дозатора.

Задачей полезной модели является создание универсального устройства, позволяющего осуществить поверку различного типа газоаналитических приборов непосредственно на местах их установки в рабочей зоне на объектах по УХО с использованием реальных образцов OВ.

Техническим результатом, который может быть получен при использовании полезной модели, является улучшение эксплуатационных характеристик за счет увеличения времени стабильность концентрации парогазовых смесей (ПГС) OВ, расширения диапазона применение по типам поверяемых газоаналитических приборов и увеличение ресурса работы на одной заправке генератора ПГС OВ.

Поставленная задача достигается тем, что универсальное устройство поверки газоаналитических приборов на местах их установки в рабочей зоне объектов по УХО содержит корпус с узлами крепления, уплотнения и с крышкой, входной и выходной трубопроводы с штуцерами и дозатор. При этом дозатор представляет собой генератор парогазовых смесей, установленный в корпусе устройства, состоящего из разъемного корпуса с герметичной крышкой, в которой вмонтированы две трубки, входная трубка соединена с входным трубопроводом и заканчивается капиллярной насадкой заданного сечения, доходящей до дна корпуса генератора, а выходная трубка соединена с герметичной крышкой и через выходной трубопровод - с поверяемым прибором.

Устройство универсального устройства поверки газоаналитических приборов на местах их установки в рабочей зоне объектов по УХО представлено на фиг.1, а на фиг.2 показано устройство в сборе,

где: 1 - корпус устройства;

2 - генератор ПГС;

3 - боковая цилиндрическая стенка;

4 - разъемная герметичная крышка;

5 - входной штуцер;

6 - выходной штуцер;

7 - основание;

8 - корпус генератора ПГС;

9 - крышка генератора ПГС;

10 - прокладка;

11 - входная трубка;

12 - выходная трубка;

13 - капиллярная насадка.

Универсальное устройство поверки газоаналитических приборов на местах их установки в рабочей зоне объектов по УХО состоит из корпуса прибора 1 и дозатора, выполненного в виде генератора 2 парогазовых смесей.

Корпус 1 устройства предназначен для размещения и защиты генератора 2 ПГС от внешних механических воздействий. Корпус прибора 1 в свою очередь состоит из боковой цилиндрической стенки 3, разъемной герметичной крышки 4, входного 5 и выходного 6 штуцеров и основания 7. Основание 7 корпуса предназначено для обеспечения надежной устойчивости устройства, а также для крепления его некоторых составных элементов. Разъемная герметичная крышка 4 предназначена для облегчения доступа к внутренним элементам устройства при выполнении операций по его снаряжению и расснаряжению.

Генератор 2 парогазовой смеси предназначен для получения парогазовой смеси OВ. Он в свою очередь состоит из корпуса 8, крышки 9, прокладки 10, входной 11 и выходной 12 трубок, капиллярной насадки 13.

Принцип работы устройства заключается в получении парогазовой смеси OВ за счет пропускания воздушного потока через генератор 2 ПГС, заполненный определенным количеством рабочего раствора OВ.

Подготовка устройства к работе.

Снять верхнюю крышку корпуса устройства 1. Извлечь генератор 2 ПГС в

сборе с входным 5 и выходным 6 штуцерами из корпуса устройства 1. Отсоединить трубку 11 с входным штуцером 5 и трубку 12 с выходным штуцером 6 от генератора 2 ПГС. Вращением крышки 9 генератора 2 парогазовой смеси в направлении против часовой стрелки отсоединить ее от корпуса 8 генератора 2 ПГС. Снять с корпуса 8 генератора парогазовой смеси 2 герметизирующее кольцо 10. Декантировать во внутреннее пространство корпуса 8 генератора 2 ПГС 65 мл водного раствора требуемого типа OВ заданной концентрацией. На входной патрубок крышки 9 генератора 2 ПГС установить требуемый капиллярный насадок 13. Установить герметизирующее кольцо 10 в посадочный паз корпуса генератора парогазовой смеси 8. Посредством трубок 11 и 12 установить на входной и выходной патрубки крышки 9 генератора 2 ПГС входной 5 и выходной 6 штуцеры. Установить крышку 9 в корпус генератора парогазовой смеси 8 и вращением крышки 9 в направлении по часовой стрелке герметизировать резьбовое соединение. Установить генератор 2 ПГС в сборе в корпус устройства 3. Внутреннее пространство корпуса устройства 1 заполнить активированным углем марки БАУ. На корпус устройства 3 установить верхнюю крышку 4.

Для работы устройства необходимо установить устройство в непосредственной близости от поверяемого газоаналитического прибора. Извлечь заглушки из входного 5 и выходного 6 штуцеров устройства. В выходной штуцер 6 устройства установить фторопластовую трубку диаметром 6 мм необходимой длины, после чего свободный конец фторопластовой трубки подключить к пробоотборному штуцеру поверяемого газоаналитического прибора. По истечении установленного времени поверяемый газоаналитический прибор произведет полный цикл отбора пробы парогазовой смеси из устройства и выдаст сигнал об обнаружении OВ, который был использован при снаряжении устройства. После выдачи поверяемым газоаналитическим прибором сигнала об обнаружении OВ отсоединить фторопластовую трубку от пробоотборного штуцера поверяемого газоаналитического прибора и извлечь ее из выходного штуцера 6 устройства. Установить заглушки на входной 5 и выходной 6 штуцеры устройства и переместить устройство к следующему поверяемому газоаналитическому прибору.

Работает генератор 2 парогазовой смеси следующим образом.

При подключении устройства к воздухозаборной магистрали поверяемого

газоаналитического прибора отбор пробы воздуха газоаналитическим прибором осуществляется через генератор 2 парогазовой смеси устройства. При этом воздушный поток, образующийся в результате работы побудителя расхода воздуха поверяемого газоаналитического прибора, первоначально проходит через входной штуцер 5 устройства, капиллярный насадок 13, водный раствор OВ, в результате чего происходит насыщение воздуха парами OВ (получение ПГС). Полученная таким образом парогазовая смесь OВ, далее проходит через выходной штуцер 6 устройства и посредством фторопластовой трубки подается к пробоотборному штуцеру поверяемого газоаналитического прибора.

Универсальность устройства обусловлена тем, что для каждого типа газоаналитических приборов контроля OВ в воздушной среде подобраны определенные значения диаметра капиллярного насадка 13 и соответствующая концентрация OВ в водном растворе. Увеличение концентрации OВ в парогазовой смеси осуществляется путем интенсификации процесса барбатирования воздушного потока через слой водного раствора OВ посредством уменьшения площади поперечного сечения капиллярного насадка 13, а также за счет увеличения концентрации OВ в водном растворе. Уменьшение концентрации OВ в парогазовой смеси осуществляется путем снижения интенсивности процесса барбатирования воздушного потока через слой водного раствора OВ, посредством увеличения площади поперечного сечения капиллярного насадка 13, а также за счет снижения концентрации OВ в водном растворе.

Устройство прошло экспериментальные испытания и в настоящее время установлено на объектах по хранению и уничтожению химического оружия. В ходе испытаний подтверждена работоспособность приборов контроля OВ непосредственно на местах их установки в рабочей зоне объектов по уничтожению химического оружия и показано соответствие требованиям, предъявляемым к ним.

Данное устройство является компактным, переносным и безопасным в эксплуатации. Герметичность внутреннего пространства устройства достигается за счет применения в конструкции устройства уплотнительной прокладки, выполненной из химически стойкой резины, а также входного 5 и выходного 6 штуцеров специальной конструкции, снабженных заглушками. Оно может быть использовано для проверки работоспособности газоаналитических приборов, предназначенных для контроля аварийных химически опасных веществ.

Универсальное устройство поверки газоаналитических приборов на местах их установки в рабочей зоне объектов по уничтожению химического оружия, содержащее корпус с узлами крепления, уплотнения с крышкой, входной и выходной трубопроводы с штуцерами и дозатор, отличающееся тем, что дозатор представляет собой генератор парогазовых смесей, установленный в корпусе устройства, состоящего из разъемного корпуса с герметичной крышкой, в которой вмонтированы две трубки, входная трубка соединена с входным трубопроводом и заканчивается капиллярной насадкой заданного сечения, доходящей до дна корпуса генератора, а выходная трубка соединена с герметичной крышкой и через выходной трубопровод - с поверяемым прибором.