194066. lajstromszámú szabadalom • Kamrás rendszrű dózismérő résfúvókás kaszkadimpaktor
1 194.066 2 A találmány tárgya kamrás rendszerű dózismérő résfúvókás impaktor, levegőben, gázokban vagy gőzökben lévő szilárd részecskék többfokozatú frakcionálására, bevezető és kivezető csatornákkal, résfúvókákkal, impaktor elemekkel és ezek által közrefogott frakcionáló kamrákkal. Az ilyen mintavevő készülékek két nagy csoportra oszthatók. Ismeretesek centrifugális elven működő készülékek, mikrociklonok, amelyekben a gáz, illetve gőz körpályán halad és a szilárdrészecskék a centrifugális erő hatására válnak ki, valamint impakciós elven működő készülékek, amelyekben a részecskéket ütköztetéssel választják le a vívőgázból. A sorbakapcsolt mikrociklonok nagy méreteik miatt belsőtéri mintavételezésre gyakorlatilag alkalmatlanok. További hátránya az ilyen mintavevőknek, hogy az lpi-nál kisebb méretű részecskéket alig, illetve gyenge hatásfokkal választják le. Az eddig ismert impakciós elven működő készülékek közül a körfúvókás rendszerűek hátránya a viszonylag csekély portároló képesség és a változó nagyságú falveszteség. Nagy porterhelés esetén csak rövid mintavételezést tesznek lehetővé. További hátrányuk, hogy a működésükhöz szükséges optimális fúvókageometria és méretek kialakítása a jelenlegi gyártástechnológiával úgyszólván megoldhatatlan. Impakciós elven működő mintavevőket ismertet többek között a 3,795,135, a 3, 127,763, valamint a 2,947,164 sz. USA szabadalmi leírás, valamint a 174.988 sz. magyar szabadalom. Mindezen konstrukciók közös fő hátránya, hogy az áramló gázban lévő szilárd részecskéknek a készülékek belső csatomafalain és fúvókáiban történő feltapadása nem akadályozható meg, ugyanakkor az ezen részekre feltapadt részecskék mérése nem lehetséges, így viszonylag nagy mérési hibák adódhatnak. Az egyes frakcionáló kamrákban lévő felfogó lemezekhez tartozó kamraterek ugyanis szerkezetileg nem különíthetők el egymástól, így külön történő mérlegelésük sem lehetséges. Ezen közös hátrány mellett az USA szabadalmi leírásokban bemutatott konstrukciók további negatívuma, hogy a felfogólemezeik nem alkalmasak 24 órás vagy annál hosszabb idejű mintavételre. A magyar szabadalomban ismertetett megoldás felhasználhatóságát az korlátozza, hogy 0,1 /*nál kisebb szemcsetartományban nem üzemeltethető, mivel az egyes frakcionáló kamrákat leválasztó iésfúvókákban az áramlást és az impaktálást zavaró kitámasztó elemek vannak. Ezek valójában már a 0,3 p-nál kisebb részecsketartományban is zavarokat okoznak. A jelen találmánnyal ezért olyan dózismérő résfúvókás impaktor kialakítása a célunk, amely lehetővé teszi az említett hátrányok kiküszöbölését, azaz a különféle tapadóképességű szilárd részecskék frakdonálásából eredő szórást nagymértékben csökkenti a felfogólemezekhez tartozó kamraterek fokozatonkénti elkülönítésének biztosításával, továbbá amelyben a kamratér boltozatának áramlástechnikai kialakítása és a körgyűrű résfúvókák kitámasztó elemtől mentes megoldása teljes mértékben megszünteti az impaktálást zavaró részeket és így a készülék 0,5 p-nál kisebb részecskék szétválasztására is alkalmassá vált. A kitűzött feladatot a találmány szerinti kamrás .rendszerű dózismérő résfúvókás impaktorral úgy oldottuk meg, hogy a frakdonáló kamrákat olyan gyű2 rű alakú terekként alakítottuk ki, amelyeket egymáson váltakozva elrendezett és mindig csakis egyetlen kamrához hozzárendelt külső, illetve belső gyűrűk és tányérok alkotnak és ahol az egyek frakdnáló kamrák ugyancsak gyűrű alakú résfúvókákkal vannak öszszekötve, felváltva a belső, illetve a külső gyűrűk mentén, továbbá ahol a tányérok felső lapján gyűrű alakú cserélhető felfogólapok vannak elrendezve. A készülék célszerűen talppal ellátott központi oszlopot és burkolócsövet tartalmaz, amelyek a tányérok, illetve gyűrűk megvezetésére szolgálnak. A tányérok és gyűrűk ezen kívül célszerűen egymáshoz is vezetőkarimák segítségével vannak csatlakoztatva. A belső tányérok célszerűen alsó központos csonkkal, a külső tányérok pedig alsó hengeres fallal vannak ellátva és mind a külső, mind a belső tányérok alsó gyűrűfelülete a középpont felé vagy a kerület felé emelkedő, illetve lejtős kialakítású. A gyűrűfelületeknek a vízszintessel bezárt szöge 0° és 30° között lehet. A tányérok alsó gyűrűfelülete, valamint az. alsó központos csonk, illetve a külső hengeres fal közötti átmenet célszerűen lekerekített. A tányérok alsó gyűrűfelülete adott esetben olyan felület is lehet, amelynek sugárirányú metszete inflexiós ponttal rendelkezik. A felfogólapok adott esetben készülhetnek teflonnal vagy szálhalmazzal bevont anyagból. A gyűrűk és tányérok anyaga lehet nemesfém, titán, alumínium, teflonnal bevont fém vagy kerámia. A berendezés utolsó fokozata célszerűen mechanikus szűrővel is el van látva. A találmány szerinti kialakítás lehetővé teszi, hogy a készülék minden egyes kamrája, illetve az ezt határoló elemek különválaszthatók és egyenként lemérhetők legyenek, ami veszteségmentes, pontos mérést biztosít. A frakdonáló kamrák boltozatát az adott méréshez szükséges optimális áramképnek megfelelően lehet akár fokozatonként is beállítani, ami ugyancsak a mérés optimális körülmények között történő elvégzését biztosítja. Tekintettel arra, hogy az összes alkotóelem közös alaptesten, illetve buirkolócsőben van elrendezve, az impaktor résfúvókák tökéletes körgyűrű alakban készíthetők, ami megszünteti az áramlás képzavarát. Alapvető előnye a megoldásnak az is, hogy a gyűrűalakú résfúvókákat határoló elemek külön gyárthatók, így a fúvókák {yakorlatilag tetszőleges pontossággal készíthetők, ami lehetővé teszi a réseknek az eddiginél jóval kisebb méretekben történő készítését és ezáltal a méréshatár és az expozídós mértékű kiterjesztését. A berendezéssel 1 1/perc és 200 m3/óra közötti tartományban végezhető mérés. A találmány további részleteit kiviteli példán, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti impaktor egy szakaszának metszete, a 2. ábra a frakdonáló kamra határoló elemeinek egy lehetséges kialakítása, a 3. ábra a frakdonáló kamra egy másik lehetséges kialakítása, a 4. ábra a frakdonáló kamra egy további kialakítási vázlata és az 5. ábra még egy további frakdonáló kamra változat. Az 1. ábrán látható a találmány szerinti készülék 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
