Научная статья на тему 'Прибор для определения количества пылевых частиц в воздухе (центробежный пылесчетчик)'

Прибор для определения количества пылевых частиц в воздухе (центробежный пылесчетчик) Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
81
17
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
Область наук
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Прибор для определения количества пылевых частиц в воздухе (центробежный пылесчетчик)»

в 1949 г. 'привело к увеличению количества задержанного аэрозоля по сравнению с 1948 г. еще на 27%.

На Даниловском алебастровом заводе оборудованы пылеулавливающие установки и упорядочен технологический процесс, в результате чего выделение пыли в окружающую атмосферу почти прекратилось.

Проведение мероприятий по газо-пыле-золоулавливанию не могло-не сказаться на уменьшении загрязнения атмосферного воздуха Москвы. Так, по предварительным исследованиям атмосферного воздуха, проведенным Институтом имени Эрисмана, установлено, что средняя месячная концентрация пыли в атмосферном воздухе Москвы снизилась в 1949 г. по сравнению с 1948 г. на 30%.

Огромное внимание, которое наша партия, правительство и лично товарищ Сталин уделяют вопросам благоустройства столицы, огромные средства, отпускаемые на переоборудование предприятий для борьбы с загрязнением атмосферного воздуха, большие усилия научных и .практических работников в проведении этой работы являются залогом того, что сложная проблема очистки атмосферного воздуха в ближайшие годы будет успешно разрешена. Это будет ценным вкладом в дело охраны здоровья населения Москвы.

т* * Иг

Проф. А. Ф. Стояновский

Прибор для определения количества пылевых частиц в воздухе (центробежный пылесчетчик)

Из кафедры гигиены Днепропетровского медицинского института

Для определения количества пылевых частиц в воздухе рабочих помещений наибольшее распространение в гигиенической практике получили приборы Оуэнса № 1 и № 2. Недостатки этих приборов общеизвестны. Поэтому мы сделали попытку сконструировать счетчик пылевых частиц, основанный на совершенно ином принципе. В настоящей статье приводится краткое описание первой экспериментальной модели такого прибора, основанного на действии центробежной силы, образующейся в быстро вращающемся цилиндре и заставляющей пыль оседать на 'внутренней его поверхности.

Прибор (рис. 1) состоит из полого раскрывающегося цилиндра, изготовленного из очень легкого материала (тонкая жесть, алюминий), и вращающего механизма электрического или заводного. В качестве вращающего механизма мы использовали электромоторчик «воздушного полотенца» московского завода «Лепсе», на ось которого строго цен-трированно насаживался и закреплялся полый цилиндр.

Длина цилиндра 9 см, диаметр 11 см. Цилиндр состоит из двух равных половинок (створки), которые скреплены между собой петлями. При закрывании и нажатии цилиндр автоматически запирается с помощью замка (по типу портсигара). Края створок цилиндра при закрывании его входят один в другой на глубину 2 мм. Это позволяет достигнуть определенной герметичности при закрывании цилиндра. С этой же целью фиксированные края створок вогнуты внутрь на 2 мм так, что при закрытии они плотно прижимаются друг к другу.

К электромоторчику прикреплена ручка, позволяющая держать прибор в руке, придав цилиндру строго горизонтальное положение. В условиях производства для удобства пользования прибор укрепляется на специальном штативе (рис. 2).

Передняя и задняя стенки цилиндра с внутренней стороны имени зеркально гладкую поверхность. С внутренней стороны в центре каждой половины (створки) цилиндра строго симметрично расположены приспо

«золения для фиксации покровных стеклышек (рис. 3). Они состоят из гнезда, куда помещается покровное стекло (обычного размера), и подвижной заслонки, с помощью которой можно закрыть или открыть стекла. Покровные стекла вкладываются при горизонтальном положении гнезда. Заслонка несколько длиннее гнезда и закрывает стекло плотно,

Рис. 1 Р„с. 2

1 — цилиндр; 2 — электромоторчик: 3 — щель; 4— отверстие; 5— пестик; б—замок

прилипая своим краем к противоположному краю гнезда и в то же время не касаясь поверхности покровного стекла. От заслонки через щель, сделанную в стенке цилиндра, выходит наружу пестик, с помощью которого заслонку можно передвигать при закрытом цилиндре. Когда гнездо совсем закрыто, пестик упирается в край щели («закрыто»); когда оно ^ - открыто до «метки», заслонка открывает стеклышко, но так, что край стеклышка (2 мм) остается прикрытым краем заслонки, что предотвращает его выпадение; когда стеклышко полностью открыто, пестик упирается в противоположный конец щели («открыто») .

В нижней трети гнезда стекла сделано отверстие, через которое может пройти небольшого диаметра проволока. Для извлечения стекла из гнезда (при горизонтальном его положении) проволоку вводят снаружи через отверстие и, приподнимая край стекла, захватывают его пальцами.

Покровные стекла предварительно покрываются тонким слоем липкой среды. Мы применяем касторовое масло, капля которого с помощью отшлифованного стекла равномерно, тонким слоем распределялась на поверхности покровного стекла. Внутренняя изогнутая поверхность цилиндра по всей площади также покрывается очень тонким слоем касто-

з / г

Рис. з

/ — гнездо; 2 — заслонка; 3 — отверстие; 4 — стержень; 5 — электромоторчик

рового масла.

■иистек г л

СССР

Покровные стекла закладываются в гнезда и полностью закрываются заслонками до метки «закрыто».

Забор пробы производится следующим образом. В запыленном месте цилиндр полностью открывают на некоторое время, пока концентрация пыли в нем не уравняется с наружной (несколько минут). После этого захватывающим движением от себя изолируют соответствующий объем воздуха, цилиндр закрывают, немедленно же открывают до метки оба покровные стекла и включают электромотор. Цилиндр быстро вращается, и пыль оседает на внутренней его поверхности; соответствующее 'количество пыли фиксируется на поверхности покровных стекол. Осаждение пыли, >в зависимости от ее дисперсности, происходит в течение 3—5 минут. При больших концентрациях пыли в воздухе пробу забирают однократно, после чего покровные стекла извлекают и накладывают на предметные; при невысоких концентрациях забор пробы повторяется. Для этого стекла вновь закрывают (до метки «закрыто»), повторно забирают пробу воздуха и повторяют все описанные выше манипуляции. При низкой запыленности воздуха забор проб производится несколько раз, при осаждении пыли на одни и те же покровные стекла.

При однократном заборе пробы определяется запыленность воздуха в данный момент, при многократном — устанавливается некоторая средняя величина запыленности на тот отрезок времени, в течение которого проводилось исследование.

Испытания прибора, проведенные при участии т. Збарокой и т. За-горули, показали, что при скорости вращения цилиндра примерно 2 ООО оборотов в минуту микроскопические частицы пыли в течение 3—5 минут оседают почти на 100%.

Опыты проводились следующим образом. Прибор соответствующим образом подготовлялся, забиралась из камеры проба пыли и включался электромотор на 3—5 минут. Пыль при вращении фиксировалась на внутренней липкой поверхности цилиндра. После этого цилиндр осторожно приоткрывался и из него забиралась проба прибором Оуэнса № 1 (делалось одно холостое и три рабочих качания). Пыль в цилиндре обычно не обнаруживалась, несмотря на ее колоссальные концентрации в камере.

„ При испытании полноты осаждения пыли была умышленно взята пыль довольно высокой дисперсности. Пыль готовилась из марганцовой руды путем длительного растирания. В камере создавалась очень высокая концентрация ее (порядка 50 ООО—70 ООО и более частиц в 1 см3 воздуха).

При заборе пробы из камеры с помощью прибора одновременно для сравнения забиралась проба методом экранирования.

Приведенные ниже кривые (рис. 4) показывают дисперсность пыли в камере (экранирование) и пыли, осевшей на покровные стекла в испытуемом приборе. Как видно, дисперсность пыли в камере и в приборе почти совпадала. Это свидетельствует о том, что все взятые в опытах фракции пыли при указанной выше скорости и длительности вращения цилиндра оседают достаточно полно.

Подсчет пылевых частиц ведется под микроскопом на всей площади окулярной сетки. На обоих стеклах подсчитываете по 10—15 полей, взятых симметрично в разных местах препарата. Из полученных цифр для каждого препарата выводится средняя арифметическая (п).

Оседание пыли на внутренней изогнутой поверхности цилиндра происходит сравнительно равномерно, так как условия оседания для всех частиц, заключенных внутри цилиндра, более или менее одинаковы. Некоторое исключение составляют, повидимому, слои воздуха, прилегающие непосредственно к передней и задней стенке цилиндра, но так как

покровные стекла располагаются в центральной части прибора, нужно полагать, что влияние этого фактора на оседание пыли в центральной части цилиндра незначительно.

Из таблицы (графа 4 и 5) видно, что количество пылевых частиц, оседающих на каждом покровном стекле в пробе, приблизительно одинаково. Разница достигает максимум 8—9% (графа 6), в большинстве же случаев равна 1—3%.

Допуская равномерное оседание пыли на внутренней поверхности цилиндра, нетрудно вывести формулу для расчета количества пылевых частиц в 1 см3 исследуемого воздуха.

Рльнл I

Опа/т 2

Размер /гй/левых частиц в микронах . ¿нран----Лылесчетчин

Рис. 4

Объем цилиндра равен 854,865 см3, площадь изогнутой его поверхности— 310,86 см2. Следовательно, на 1 см2 поверхности оседает пыль

а

в о

о £ Л „ я

О 3 ^

ю = о

14 - л

со га

х ч 2 >»2 £ 5 с

й § а

^ а. 5 о о ч О и О о. о ^ с и

= (О

= 1

5 5

§ а

«3 ^

я о с

2 Я 1

ч а

га ю н

Ч и <.

3 оэ га

Л □ га

О

о « в Я К к

л з г

4 й 5 >,

5 га ов £

Л я 2

Ч О X 3

Среднее количество пылевых частиц (из се . 3 • о) о га Ч о а С и о Г\ -г

10—15 подсчитанных полей), осевших на V? О^

площади окулярной 03 о я о а я ^

сетки га =т ио? " 2 ^

5 я " « -

первое второе ЕС СО Кол] вых ИССЛ духе

стекло стекло О.

119,0 116,9 —1.7 2 644— 2 593

533,7 577,1 +8Л 17 733—19 200

148,3 146,8 —1,0 4 933- 4 893

66,3 66,2 -0,1 4 404— 4 4(Ю

87,0 85,6 —1.6 2 866— 2 800

51,6 51,3 —0,5 3 440— 3 412

59,0 55,7 -2,0 3 933- 3 713

42,7 41,3 -3,2 2 846— 2 753

68,2 74,4 +9,0 4546— 4966

602,1 607.6 +0,9 40 140—40 473

242,8 241,9 —0.4 16126—16 186

28,1 27,6 —1.8 1 873- 1 840

120,6 119,1 —1,2 8 040— 7 940

145,5 147,1 +1.1 9 700- 9 806

1

2

3

4

5

6

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

7

8 9

10 И 12

13

14

3 3 3 5 3 5 5 '5 3 5 5 5 5 5

из объема 2,75 см3 воздуха. Расчет количества пылевых частиц в 1 см3 воздуха, таким образом, производится по формуле:

где N — количество пылевых частиц в 1 см3 воздуха, п—среднее количество пылевых частиц, осевших на площади окулярной сетки (определяется подсчетом), Л — сторона окулярной сетки при данном увеличении, выраженная в сантиметрах (определяется заранее по объект-микрометру) , 2,75 — объем воздуха, из которого выпадает пыль на площадь в 1 см2, а — количество заборов проб воздуха, из которых пыль осаждалась на одни и те же покровные стекла.

Расчет ведется для каждого стеклышка отдельно. Следовательно, в каждом опыте мы получаем две цифры. Приводим данные ряда опытов.

Проба пыли забиралась из пылевой камеры. Подсчет частиц производился при малом увеличении. Как видно, концентрация пыли в камере колебалась от 1 840 до ^ 0 473 частиц в 1 см3 воздуха.

На основе приведенных в настоящей статье предварительных данных нельзя, конечно, произвести полную и окончательную оценку центробежного пылесчетчика. Более тщательная проверка прибора должна быть проведена на различных видах пыли (состав, удельный вес, дисперсность и пр.) в динамической пылевой камере с более или менее постоянными концентрациями пыли, а также в различных условиях производственной среды. Однако проведенные опыты дают основание полагать, что принцип центробежной силы может быть использован при конструировании приборов для определения количества пылевых частиц в воздухе.

-й- -¿г -Аг

Заслуженный деятель науки проф. Н. А. Вигдорчик

Пневмокониоз и силикоз 1

За последние 2—3 десятилетия в профессиональной патологии установился совершенно определенный взгляд на значение кварцевой пыли (точнее, пыли двуокиси кремния) в этиологии легочных заболеваний. Как известно, этой пыли придается решающее значение в происхождении массивного — диффузного и узелкового — фиброза легочной ткани. Однако до сих пор остается нерешенным вопрос, могут ли и некоторые другие некварцевые виды пыли вызывать в легких такой же фиброз. Обычно этот вопрос формулируется так: существуют ли, кроме силикоза, и другие какие-либо разновидности пневмокониоза? И хотя описания некварцевых пневмокониозов встречаются в настоящее время довольно редко, но единства мнений по этому вопросу пока не достигнуто.

Между тем в настоящее время, когда так много внимания уделяется профилактике силикоза, было бы, как нам кажется, крайне полезно иметь четкую теоретическую концепцию по вопросу о пылевых легочных фиброзах. Это сказалось бы благотворно на наших научно-исследовательских работах в данной области, на практической деятельности по борьбе с пылевыми болезнями легких, и, вероятно, избавило бы нас от многих диагностических ошибок.

Исходя из этих соображений, мы берем на себя смелость выступить перед читателями журнала с настоящей статьей, в которой мы попытаемся кратко изложить свою точку зрения на затронутый вопрос. Мы будем рады, если редакция журнала организует на основе этой статьи

■ Статья печатается в порядке обсуждения. — Ред.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.