автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Улучшение условий и охраны труда работников агропромышленного комплекса путем повышения эффективности фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания с принудительной подачи воздуха

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОХРАНЫ ТРУДА МИНИСТЕРСТВА СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

рг6 од

о

На правах рукописи

Тюриков Борис Михайлович < - ; -А

УЛУЧШЕНИЕ УСЛОВИЙ И ОХРАНЫ ТРУДА РАБОТНИКОВ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ПУТЕМ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФИЛЬТРУЮЩИХ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ С ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ПОДАЧЕЙ ВОЗДУХА

Специальность: 05.26.01 - Охрана труда

ДИССЕРТАЦИЯ

в виде научного доклада на соискание ученой степени кандидата технических наук

Орел 1998

Научный руководитель

заслуженный деятель науки и техники, академик, доктор технических наук, профессор В.С.ШКРАБАК

Научный консультант

кандидат технических наук, старший научный сотрудник, доцент, академик МАНЭБ А.П.ЛАПИН

Официальные оппоненты

доктор с.-х. наук, профессор Г.В СТАДНИЦКИЙ., кандидат технических наук В В. МИЛОХОВ

Ведущее предприятие СКБ прибор ОАО "ОРЛЭКС".

Защита состоится 20 февраля 1998 г. в 14 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 120.37.07 в Санкт-Петербургском ордена Трудового Красного знамени государственном аграрном университете по адресу: 189620, г. Санкт-Петербург-Пушкин, Академический пр. ,23, ауд. 529.

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского ордена Трудового Красного знамени государственного аграрного университета.

Диссертация в виде научного доклада разослана

" ДГ" ¿¿к/ър^ 199 / г.

Ученый секретарь диссертационного совета кадидат технических наук

н

А.П.МАЙОРОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность работы. Создание благоприятных и безопасных условий труда, сохранение нормального функционального состояния человека и его работоспособности неразрывно связано с обеспечением работающих средствами индивидуальной защиты.Важнейшим элементом общей системы защиты работающих является эффективное использование средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД)

Применяемые в настоящее время в с-х. производстве СИЗОД -респираторы и противогазы, обладая высокой защитной эффективностью, имеют ряд эксплуатационных недостатков, которые в сочетании со специфическими условиями труда, физической нагрузкой,-а, зачастую, и неблагоприятными метеорологическими условиями вызывают повышенную утомляемость рабочих, снижают производительность труда, что иногда приводит к отказу от использования средств защиты и, в конечном итоге, может явиться причиной производственного травматизма и профессиональной заболеваемости.

Одним из перспективных направлений в индивидуальной защите работающих является использование фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания с принудительной подачей воздуха (дыхательных аппаратов). Отсутствие сопротивления дыханию на вздохе, а также другие эксплуатационные преимущества по сравнению с применяемыми в настоящее время СИЗОД, облегчают условия труда, повышают производительность и обеспечивает возможность непрерывной работы в течение рабочей смены.

Однако, создание данного вида средств индивидуальной защиты осложняется несовершенством научных основ их разработки с учетом назначения, защитных и эксплуатационных свойств, характера технологических процессов, специфики производства и контингента работающих. •

Диссертационная работа выполнялась в рамках отраслевых научно-технических программ О. Сх. 127, О. Сх. 82 Минсельхоза и Го-сагропрома СССР и Республиканской (федеральной) целевой научно-технической программы на 1992-1995 гг. "Охрана труда" Министерства сельского хозяйства РФ и РАСХН (Д. 29.28.01.92 Б).

Цель исследования: улучшение условий и охраны труда работников АПК путем повышения эффективности фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания с принудительной фильтрацией воздуха.

Для достижения поставленной цели решены следующие основные задачи: проведен анализ загрязнений воздуха рабочих зон в сельском хозяйстве и СИЗОД работающих в этих условиях; разработана методология формирования компоновочной схемы дыхательного аппарата; проведены теоретические и экспериментальные исследования характеристик аппарата и его структурных элементов, полученные результаты реализованы в виде конкретной конструкции.

Научная новизна Ее составляют: методология формирования компоновочной схемы аппарата и выбора основных узлов с учетом взаимосвязей, совокупности технологических, защитных и эксплуатационных параметров переменных элементов, формирующих изделие в целом; методика выбора предфильтра позволяющая графоаналитически определить эффективность и эксплуатационную пригодность фильтра на основе взаимосвязи.его показателей с учетом времени эксплуатации; конструкция нового дыхательного аппарата (а.с№№ 1251391, 1369045. 1556674); графоаналитический метод определения конструктивных параметров источника подачи воздуха; методы и оборудование для исследования эксплуатационных и защитных характеристик дыхательного аппарата

Методы исследования. Для решения поставленных задач принят комплекс методов,'включающий: анализ и обобщение данных научно-технической литературы и материалов по эксплуатации средств индивидуальной защиты в сельском хозяйстве; применение теоретических и экспериментальных методов изучения аэродисперсных систем и аэродинамики газового потока применительно к дыхательным аппаратам; методы оценки защитной и эксплуатационной эффективности СИЗ и их элементов с использованием современного приборного оснащения; математическое моделирование процессов, характерных для дыхательных аппаратов с применением ЭВМ. Достоверность научных положений и выводов обоснована выбором представительных групп исследуемых объектов, типичных и реальных условий их использования, применением стандартных методов статистической обработки результатов с использованием ЭВМ и сходимость расчетных показателей с экспериментальными данными.

Практическая значимость. Ее составляют: разработанный дыхательный аппарат и его компоновочная схема; опытные образцы дыхательного аппарата; практические расчеты конструкции аппарата; рекомендации по его использованию, регламентирующие безопасное ведение работ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Обоснование необходимости разработки и методология формирования компоновочной схемы дыхательного аппарата и выбора его основных узлов.

2. Результаты теоретических и экспериментальных исследований элементов и узлов по выбору компоновочной схемы аппарата.

3. Методика выбора предфильтра, результаты экспериментальных испытаний фильтрующих материалов, теоретический расчет эффективности предфильтра и установление взаимосвязи его защитных и эксплуатационных показателей и времени эксплуатации.

4. Конкретная конструкция нового дыхательного аппарата и графоаналитический метод определения конструктивных параметров источника подачи воздуха

5. Результаты исследования аппарата в лабораторных условиях и производственная проверка в условиях сельского хозяйства.

6. Отдельные методы и оборудование для исследования эксплуатационных и защитных характеристик дыхательного аппарата.

Апробация работы. Основные материалы исследований доложены, . обсуждены и одобрены на научно - технических и научно - практических конференциях (Вильнюс, 1984 г.; Орел,1985 г.; 1986 г.; 1990 г.; 1993 г.; Северодонецк, 1986 г.; Москва, 1988 г.; 1996 г.; Ленинград, 1990 г.; 1991 г.; 1992 г:)

Образцы дыхательного аппарата неоднократно экспонировались на ВВЦ (ВДНХ СССР) и награждены тремя медалями.

Внедрение. Результаты исследования и основные положения диссертационной работы включены в 17 нормативно-технических документов. По материалам работы издано 4 информлистка Орловского ЦНТИ.

Опытные образцы дыхательного аппарата внедрены на ряде предприятий различных регионов страны. Разработана техническая документация и изготовлены опытные партии модификаций дыхательного аппарата - ИДА - 1 ... 4. Совместно с ЛенНИИхиммаш разработан образец источника воздухоснабжения автономного ранцевого ИВА-Р-1. Предприятием "Газоочистка и комфорт" (г. Орел) выпускается универсальный защитный комплект НИВА-Э-2М.

Р^д экспериментальных установок внедрены в практику научных исследований ВНИИОТ МСХП РФ и использовались при разработке новых СИЗ по заданию МСХП РФ и заказу других организаций.

Публикации. Основные материалы исследования нашли отражение в 42 печатных работах, в т.ч. 5 авторских свидетельствах и патентах

на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из общей характеристики работы, пяти глав, выводов, списка литературы. Работа изложена на 60 страницах машинописного текста, содержит 20 рисунков, 10 таблиц.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Производственные процессы в с.-х. сопровождаются во многих случаях воздействием на работающих различных вредных и опасных факторов. Основными вредными веществами, загрязняющими воздух рабочих зон, являются пыль и пестициды.

Концентрация пыли при севе зерновых культур в кабине тракториста достигает 1700 - 2000 мг/м3 [43]. 59-98,8% с.-х. пыли составляют мелкодисперсные частицы размером до 4 мкм; встречаются частицы размером 400-700 мкм. Наиболее опасна пыль с преобладанием пылевых частиц размером до 1 -2 мкм [44]. .

Наибольшую опасность для работающих представляют пестициды. Установлено, что при протравливании зерна препаратом пентатиурам с помощью, машины-протравителя ПС-10 в воздухе рабочей зоны на складе концентрация аэрозоля может достигать 515 мг/м3 , а парогазовой фаза пентатиурама - 1,79 мг/м3 [1 ].

Особенностью с.-х. являются неблагоприятные метеорологические условия [43]. При этом изменяется активность вредного вещества и реакция организма работающего. При повышении температуры увеличиваются потери пестицида с обработанной поверхности, т.к. он переходит в воздух рабочих зон. Его токсичность может повышаться в результате образования более токсичных веществ [45].

Таким образом, воздух рабочих зон загрязнен вредными веществами в количествах, требующих применения СИЗ, и,особенно СИЗОД.

Исследования показали, что проблеме создания дыхательных аппаратов уделяется большое внимание [4]. Известны противопылевой респиратор ИРП [51], пневматический дыхательный аппарат типа "Экран" [52], автономный источник воздухоснабжения АИВ-1 [53], источник воздухоснабжения автономный "Нива-Э-1", универсальный защитный комплект "НИВА-Э-2М", автономное средство индивидуальной защиты органов дыхания с очисткой воздуха от пыли (АТДП-1 ) и автономный защитный индивидуальный комплект с принудительной подачей очищенного воздуха в зону дыхания (АЗИК), противопылевой

шлем "А^геат" [2,54]. Представляет интерес противопестйцидная система \Л/-290, системы \Л/-289 и W-291 для защиты от вредных веществ операторов мобильных машин [55].

Анализ защитных и эксплуатационных характеристик современных СИЗОД, опыта их использования, а также условий труда в сельском хозяйстве [46,47,48,49,50], позволяет сформулировать общие требования, предъявляемые к дыхательным аппаратам: обеспечение высоких защитных свойств в течение необходимого срока службы; отсутствие или минимально возможное сопротивление дыханию; подача необходимого для дыхания количества воздуха; создание по возможности микроклиматического комфорта в подмасочном пространстве ; минимальная масса и габариты; минимальное ограничение поля зрения и удобство в работе.

2. МЕТОДОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ КОМПОНОВОЧНОЙ СХЕМЫ АППАРАТА И ВЫБОРА ОСНОВНЫХ УЗЛОВ

Компоновочная схема дыхательного аппарата должна включать взаимосвязи, совокупность, признаки, технологические, защитные и эксплуатационные параметры переменных элементов, формирующих изделие в целом. Такими элементами (модулями) являются: лицевые части, источники подачи воздуха и электроснабжения, система фильтрации, дополнительные модули.

Схема аппарата должна строиться с учетом назначения, защитных и эксплуатационных характеристик, количественной оценки вредных и производственных факторов, действующих на органы дыхания, фазово-дисперсного состава токсичных компонентов, характера технологических процессов, организации рабочего места, профессий работающих. Выявление вышеупомянутых показателей проводится на основе формализации имеющейся нормативной, методической, патентной информации, научно-технической литературы, конъюнктурно-экономических материалов, результатов собственных исследований, а также путем экспертного опроса специалистов 1

Конструкция дыхательного аппарата должна быть выполнена по схеме: лицевая часть - соединительный шланг - носимый источник подачи воздуха (ИПВ) (воздуходувка) со сменным блоком фильтрации - источник электроснабжения (ИЭС).

Одним из основных узлов дыхательного аппарата является ма-

негабаритный носимый источник подачи воздуха При производительности ИПВ до 450 л/мин. по данным работы [53], наиболее целесообразным является применение воздуходувки центробежного типа, выполненной по схеме "рабочее колесо + бездиффу-зорная улитка", с окружной скоростью 25...40 м/с.

Основные требования к ИПВ дыхательного аппарата: минимальные энергозатраты, небольшие масса и габариты при максимальном к п д , высокая надежность.

Между технологическими режимами работы дыхательного аппарата (производительность и напор, создаваемые ИПВ, защитная эффективность блока фильтрации, энергоемкость ИЭС) и его конструктивными параметрами (масса, габариты) существует ряд функциональных зависимостей. Главными параметрами, характеризующими ИПВ, являются производительность (объем подаваемого г-оадуха в единицу времени) и повышение давления в нем.

Необходимое количество воздуха ( 1_), которое должно подаваться непрерывно ИПВ, может быть выражено следующим соотношением:

1_ = 1_т;;1 + 1 хр,зб + 1-;г, (2.1)

где I. т1П - минимальное количество воздуха, устанавливаемое фи-зиолого-гигиеническими нормами для обеспечения нормального функционирования органов дыхания (легочная вентиляция),

Ьт,п = Ул.Гд, • (2.2)

■ здесь V л - объем анатомического пространства легких: f д - частота дыхания; 1_ лРиз6 - количество воздуха, подаваемого в лицевую часть дыхательного аппарата для создания избыточного давления, препятствующего попаданию вредных веществ из окружающего воздуха через неплотности прилегания, по данным [56],

1-дРизб = Ю...15 % 1_ (2.3)

1_ 1г - количество приточного воздуха для удаления избытка тепла в_ лицевой части,

Давление воздуха Р, создаваемое ИПВ, должно преодолевать суммарные потери в узлах пневмотракта Д Рпт и блока фильтрации А Рбф дыхательного аппарата, а также обеспечивать избыточное давление Рю5 в подмасочном пространстве.

Р = д Р ПТ Рбф + Ризб 1 (2.4)

Потери давления в узлах пневмотракта ( лицевой части Д Рпч и соединительном шланге Д Рш), зависят от объемного расхода воздуха, проходящего через них, и могут быть определены экспериментально:

Л Рпт = а Рлч + л Рш - т ( Ц , (2.5)

Потери Д Р6ф, складываются из начального сопротивления блока фильтрации А Р0 бф, которое зависит от его конструкции, защитной эффективности, скорости фильтрации (объемного расхода воздуха проходящего через блок) и дополнительного сопротивления Д Р}6*, возникающего в блоке фильтрации по мере его загрязнения, в основном, за счет аэрозоля, т.е.

Д Рбф = ДР0бф+ Д Р,бф, (2.6) ,

Максимальное давление воздуха, создаваемое ИПВ, равно: N•4

Р =------------, (2.7)

Ь

где N - мощность ИПВ; г) - к.п.д.; Р - создаваемое давление воздуха.

Следовательно, суммарные потери в пневмотракте и блоке фильтрации дыхательного аппарата не должны превышать величины давления воздуха, создаваемого ИПВ.

В связи с этим, выбор компоновочной схемы аппарата осуществляется на основе минимальных аэродинамических потерь в пневмотракте дыхательного аппарата. Снижение аэродинамических потерь позволяет также снизить энергозатраты на подачу воздуха, уменьшить габариты аппарата, т.к. диаметр колеса центробежной воздуходувки и мощность зависят от создаваемого давления.

Математическая зависимость для расчета изменения суммарных аэродинамических потерь от расхода воздуха в пневмотракте дыхательного аппарата при его различных компоновочных схемах, может быть представлена в следующем виде

ь ь ь

лч ш фэ

Д Р = алч •!_ + аш«1_ + а фэ • (1_/п) , (2.8)

где (а,Ь) - эмпирические коэффициенты [параметры уравнения (2.8)] для лицевой части, соединительного шланга и фильтрующего элемента, соответственно; п - количество параллельно присоединенных фильтрующих элементов.

При разработке дыхательного аппарата решается задача оптимизации его конструктивных параметров, в частности, габаритов аппарата, которые, в основном, определяются диаметром колеса воздуходувки.

Для центробежной воздуходувки наружный диаметр лопаточного колеса может быть рассчитан на основе статистического метода определения основных размеров радиальных вентиляторов,

изложенного в работах [57,58].

Согласно этому методу, сделав ряд соответствующих преобразований, получим зависимость наружного диаметра лопаточного колеса Э ИПВ от технологических параметров

Э = 1,86 •со"1,33;«№'75 в|_"°'92 «п0,75 (2.9)

При разработке носимых дыхательных аппаратов одним из существенных вопросов является их комплектация автономными источниками электроснабжения.

Основным требованием к ИЭС дыхательного аппарата является обеспечение электроэнергией двигателя воздуходувки ИПВ для создания им в течение рабочей смены заданного режима подачи воздуха. Эпектри' 'зская мощность, потребляемая воздуходувкой аппарата 1Ч«=-иг1, (2.10)

где и - напряжение питания, I - потребляемый ток.

С ДРУГОЙ СТОрОНЫ, МОЩНОСТЬ ВОЗДУХОДУВКИ Ыиэ = ( Р, I., г))

Емкость источника электроснабжения

Еиэ = I • х , (2.11)

где т - необходимое время работы ИПВ.

Из уравнений (2.7, 2.10) получаем необходимую емкость ИЭС

Р • Ь • т

Е=—--(2.12)

и-п

Кроме того, существенными. факторами, влияющими на выбор ИЭС, является его масса и габаритные размеры, а также простота и безопасность эксплуатации.

Как было показано в главе 1, воздух рабочих зон в с.-х. производстве загрязнен вредными веществами различного агрегатного состояния, что требует применения в дыхательном аппарате блока фильтрации,, обеспечивающего очистку воздуха как от аэрозолей, так и от парогазовой фазы пестицидов.

Для улавливания и очистки воздуха от аэрозолей в СИЗОД обычно используется фильтрация аэрозолей через волокнистые материалы.

Основными требованиями, предъявляемыми к аэрозольному фильтру, является высокая эффективность при минимальном аэродинамическом сопротивлении и достаточный срок службы.

Защитные свойства аэрозольного фильтра характеризуются эффективностью г| и коэффициентом проскока К, которые находятся между собой в соотношении

П = 1- К (2.13)

Процесс фильтрации аэрозолей протекает в результате осаждения аэрозольных частиц на волокнах фильтрующего материала под действием нескольких факторов, в основном, эффекта касания, эффекта инерции, диффузного эффекта, седиментации и электростатического эффекта осаждения частиц. В волокнистом материале, который состоит из нескольких слоев беспорядочно расположенных волокон, перечисленные эффекты осаждения частиц действуют в общей совокупности неаддитивно с различной степенью проявления. В силу этого, эффективность представляет собой сложную зависимость, которую в общем виде записывают выражением [59]

П = 1 ( О, К Я С, и, Яе), (2.14)

где О, Р. в, I), (Че - безразмерные параметры осаждения частиц за счет эффектов диффузии, касания, инерции, седиментации, электрических сил и характеристики потока.

В соответствии с основным законом фильтрации аэрозолей, с учетом линейного характера зависимости сопротивления материала от его толщины [59]

к=10-„,лр/^=ш-^р,1 (215)

или

-1

■ а= АР •

где а- коэффициент фильтрующего действия, - перепад

давления в слое фильтрующего материала при г = 1 см/с

По мере загрязнения, в основном за счет аэрозолей, фильтрующий материал получает дополнительное сопротивление, которое может быть выражено эмпирической зависимостью

АР,=а.ть + Р0 , (2.18)

где т -; масса аэрозоля, поступившего на фильтр; а, Ь - эмпирические коэффициенты. 1

Масса т , может быть найдена из соотношения т = с вх • 1_ • т , (2.19)

где с вх - концентрация аэрозоля на входе в фильтр; I. - объемный расход воздуха, проходящего через фильтр; х- время эксплуатации.

Очистка воздуха в блоке фильтрации дыхательного аппарата от содержащихся в нем вредных веществ в парогазовой фазе осу-

(2.16) (2.17)

ществляется противогазовой коробкой (ПК) за счет физико-химических процессов: адсорбции, хемосорбции, катализа. Анализ пестицидов, применяемых в сельском хозяйстве,, показывает, что для защиты от большинства из них может использоваться фильтрующе-поглощающая коробка марки А (ГОСТ 12.4.122), где в качестве погло-. тителя используются активные угли АГ-5 или СКТ-М и основным процессом, определяющим процесс очистки воздуха, является сорбция.

Рассматривая ПК как адсорбер с неподвижным слоем адсорбента, на основании уравнения изотермы адсорбции Ленгмюра [60], проведя соответствующие преобразования, можно определить продолжительность работы коробки по следующей формуле

V <ь + н-усн-/угног

Ш)-^54 ¿у п-у* 01. ■ун ■]¥ г Ш.) ' ¡ г*-*

где рц - насыпная плотность адсорбента; \\ - кинематический ко- ' зффициент вязкости газа; с13 - средний диаметр зерен адсорбента; О -коэффициент молекулярной диффузии при температуре процесса; \Л/Г- скорость газовой смеси, отнесенная к полному сечению адсорбера; - концентрация насыщенного адсорбента; Уиас - концентрация поглощаемого вещества в газе, поступающего на адсорбцию; гс-4концентрация вещества в слое адсорбента, соответствующая Ус ; Н -высота работающего слоя адсорбента; Сг- расход инертного газа; Усм - расход парогазовой смеси; Т* - концентрация адсорбента, равновесная с составом поступающего на адсорбцию газа; 1 - площадь полного сечения адсорбера.

При работе с пестицидами необходимо обеспечивать комплексную защиту органов дыхания, зрения и кожных покровов головы. Наиболее приемлемыми для этих целей лицевыми частями дыхательного аппарата являются пневмошлемы и пневмомаски.

Изложенная методология позволяет выделить главные закономерности, формирующие компоновочную схему аппарата. Приведенные основные математические зависимости являются основой для практического расчета и оптимизации конструкции дыхательного аппарата.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ И РАСЧЕТ КОМПОНОВОЧНОЙ СХЕМЫ ДЫХАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

3.1. Выбор компоновочной схемы дыхательного аппарата

Одним из главных параметров, характеризующих дыхательный аппарат, является объем подаваемого воздуха в единицу времени. Отечественная научная литература и нормативно-техническая, документация регламентирует его в диапазоне от 30...60 л/мин (0,05*10"3... 0,1*10"3 м3/с) до 450 л/мин (7,5*10"3 м3/с) [53,61,62]. Британский и ев-

3 3

ропеискии стандарты предписывают минимум 120 л/мин (0,2*10" м /с) [63,64], а стандарт США [68] не менее 113 л/мин (1,9*10"3 м3/с) в гер-

о о

метичную лицевую часть и не менее 170 л/мин (2,8*10 м /с) в свободные шлемы.

Проведенный нами расчет необходимого количества воздуха, подаваемого непрерывно ИПВ дыхательного аппарата для условий труда оператора с.-х. производства на основных технологических операциях. показал, что эта величина не должна быть меньше 2,9*10"3 м3/с. Полное описание расчета, в основе которого лежит формула (2.1), приведен в работах [35,41 ].

При данном объеме подаваемого воздуха в единицу времени, давление, создаваемое ИПВ, рассчитанное по формуле (2.7), будет равно 1030 Па. Следовательно суммарные потери в пневмотракте и блоке фильтрации дыхательного аппарата не должны превышать этой величины. Исходя из этих условий, выбор компоновочной схемы дыхательного аппарата проводился на основе минимальных аэродинамических потерь в пневмотракте дыхательного аппарата.

Нами рассмотрено пять возможных вариантов компоновочных схем дыхательного аппарата, составленных из серийных унифицированных элементов: противогазовых коробок (различных марок), соединительных шлангов, лицевых частей (без учета ИПВ): маска "Экран" с соединительным шлангом - противогазовая коробка большого габарита марки А с фильтром; пневмошлем ЛИЗ-4 - соединительный шланг - 2 патрона от респиратора РУ-60М марки А; пневмошлем ЛИЗ-4 - соединительный шланг - две противогазовые коробки МКПФ марки А р фильтром; пневмошлем ЛИЗ-4 - соединительный шланг - две противогазовые коробки большого габарита марки А с фильтром; пневмомас-ка ЛИЗ-5 с соединительным шлангом - противогазовая коробка большого габарита марки А с фильтром.

Для оценки аэродинамических потерь в вышеуказанных компоно-

вочных схемах экспериментально исследована зависимость аэродинамического сопротивления от расхода воздуха отдельных элементов и узлов средств индивидуальной защиты органов дыхания. В основу экспериментального стенда легла установка по ГОСТ 10188.

Анализ полученных результатов показал, что эмпирически полученные функциональные, зависимости изменения аэродинамического сопротивления узла АР от объемного расхода воздуха I. описываются уравнением степенной функции [35]

АР = а* 1_ь, (3.1)

где а,Ь - параметры уравнения.

Численные значения параметров а и Ь находились методом наименьших квадратов по известным методикам на ПЭВМ. Средние значения относительных отклонений (Е) фактических величин аэродинамического сопротивления (АРФ) от расчетных (АРр) определялись пс формуле

'и л у ад

»Н Щ !

Вычисленные параметры уравнений приведены в таблице 3.1

Таблица 3.1 .Вычисленные параметры уравнений

Наименование узла (элемента) Параметры Е

а Ь

Противогазовая коробка большого габарита марки А с фильтром 4,35.106 1,486 1,648

Противогазовая коробка малого габарита марки А с фильтром 0.836*10е 1,177 1,125

Патрон респиратора РУ-60М 16,6*10е 1,662 0,644

Соединительный шланг от промышленного противогаза 95*105 2,348 1,673

Пневмомаска ЛИЗ-5 с соединительным шлангом 3206*10е 2,364 1,543.

Пневмошлем ЛИЗ-4 5.79*10в 1,758 - 3,667

Маска "Экран* с соединительным шлангом 2,0*10У 2,676 3,401

Проведенный по формуле (2.8) расчет аэродинамических сопротивлений рассматриваемых схем дыхательного аппарата представлен графически на рис. 3:. 1.

Анализируя приведенный график, можно сделать вывод, что наиболее подходящей схемой дыхательного аппарата является схема 3: пневмо-шлем ЛИЗ-4 - соединительный шланг - две противогазовые коробки МКПФ. Несколько

Рис. 3.1 Аэродинамическое сопроти- меньшим ростом аэродинами-вление возможных компоновочных ческого сопротивления обла-схем дыхательного'аппарата дает схема 4, однако масса

противогазовых коробок

большого габарита больше массы коробок МКПФ более чем в 3 раза. Схема 2 малоприемлема ввиду недостаточной защитной эффективности респираторных патронов (до 10-15 ПДК).

В выбранной компоновочной схеме 3 начальные потери давления в лицевой части, соединительном шланге и фильтрующем элементе, при расходе воздуха 3,0x10"3 м3/с, будут в сумме составлять 850 Па.

• До достижения максимально допустимого уровня потерь давления в системе дыхательного аппарата (1030 Па) возможен рост аэродинамического сопротивления фильтрующего элемента в процессе эксплуатации на 180 Па.

3.2. Исследование блока фильтрации дыхательного аппарата 3.2.1. Исследование противогазовых коробок •

Основным способом определения эффективности противогазовых коробок по парогазовой фазе вредных веществ является экспериментальный. Однако предварительный расчет ожидаемого времени защитного действия и определение возможности применения существующих противогазовых коробок при повышенных расходах воздуха, характерных для дыхательного аппарата, необходимо провести, чтобы обосновано подойти к выбору схемы аппарата.

Решение уравнения (2.20) по определению продолжительности

работы противогазовой коробки проводилось с помощью ЭВМ и описано в работе [69].

Проверка уравнения и программы расчета осуществлялись по стандартному веществу - бензолу, для которого известно время защитного действия противогазовой коробки марки А, определенное экспериментально при различных концентрациях бензола в воздухе. Время защитного действия определялось нами для широко применяемых в сельском хозяйстве пестицидов - ронита и базудина.

Ронит используется, в основном, в качестве гербицида, максимально возможная концентрация его паров в воздухе при стандартных условиях 93.мг/м3, ПДК в воздухе рабочей зоны 1 мг/м3.

Базудин применяется в качестве контактного инсектицида, максимально возможная концентрация его паров в воздухе при стандартных условиях 1,39 мг/м3, ПДК в воздухе рабочей зоны 0,2 мг/м3.

Расчеты времени защитного действия противогазовой коробки марки А велись при различных концентрациях и расходах воздуха, характерных для дыхательного аппарата. Фрагмент полученных результатов расчетов приведен в таблице 3.2.

Таблица 3.2 Фрагмент результатов расчетов времени защитного

действия противогазовой коробки

Концентрация паров пестицида в воздухе,мг/м3 Расход воздуха, м4/с

5*10"4. I 10"3 1,5*10"3 | 2.10_3 2,5*10"3 3*10"3 I I

Время защитного действия, час

Пестицид - ронит

1 ! 60040 24200 1 13000 8050 5170 3360

10 6230 2570 1430 910 612 420

50 ! 1440 650 ! 396 ' 276 205 159

90 910 436 281 1 205 160 130

93 890 428 279 | 202 158 129

Пестицид - базудин

0,1 I 1,31*10® I 7,28*102 5,24*105 4,15*105! 3,48*105 3,02*105

1,0 ) 1,38 *104 ! 7,77»104 5,63*104 4,48*104! 3,78*10" 3,29*104

1,4 10" 5,67*10" 4,12*104 3,29*104 2,78*10" 2,42*104

Проведенный расчет времени защитного действия противогазовых коробок по парам летучих пестицидов показывает возможность их использования в дыхательных аппаратах при повышенных расходах воздуха. Увеличение расхода воздуха через противогазовую коробку закономерно пропорционально уменьшает время ее защитного дей-

ствия. Данный вывод согласуется и с уравнением Н.А.Шилова [60] т= к • ! - т0 , (3.3)

где т - время защитного действия слоя адсорбента; т0 - потеря времени защитного действия слоя; I - длина слоя адсорбента; к- коэффициент защитного действия слоя адсорбента.

и,

9

= — , (3.4)

а,

где г = .— - коэффициент Генри (отношение количества погло-

Ч>

щенного вещества а0 к равновесной начальной концентрации вещества в потоке с0 )\ & - скорость потока.

Кроме того, аналогичные закономерности изменения времени защитного действия от расхода воздуха показаны б работах зарубежных авторов [70,71].

Проведенные ВНИТИ угольных сорбентов (г.Пермь) по договору с ВНИИОТ экспериментальные работы по выявлению возможности использования и определению времени защитного действия противогазовых коробок марки А по парам пестицидов - ронит и базудин подтвердили, что противогазовые коробки обеспечивают надежную защиту (без проскока) от вышеуказанных пестицидов при их максимально возможной концентрации в воздухе не менее 80 часов.

Испытания противогазовых коробок по твердым аэрозолям проводились нами в специально разработанной аэрозольной камере, описание которой и методика приведены в работах [11,18].

В качестве тестируемого аэрозоля- примейялся реальный с.-х. аэрозоль - доломитовая мука; его концентрация в камере находилась" в пределах от 47*10"6 до 230*10"6 кг/м3 В связи с неравномерной подачей аэрозоля в камеру, вызванной особенностью работы пылепо-датчика, анализ результатов испытаний проводился относительно массы аэрозоля, поступившего на фильтрующий элемент.

Масса аэрозоля, поступившего на фильтрующий элемент (противогазовая коробка) в процессе запыления, находился из соотношения

а

ш = /, •£«'«.г,-г,), (3.5)

|=1

где I - объемный расход воздуха, проходящего через фильтрующий элемент; Свх1 - значение концентрации аэрозоля в воздухе на

входе в противогазовую коробку за время работы т,; \ - интервал времени работы фильтроэлемента, ! = 1,2,3... п.

В результате проведенных испытаний на экспериментальном стенде в аэрозольной камере был выявлен характер изменения аэродинамического сопротивления и коэффициента проскока противогазовой коробки МКПФ в зависимости от массы поступившего аэрозоля (рис.3.2).

Изменение аэродинамического сопротивления коробки МКПФ может быть выражено аналитическим выражением: '

Рис. 3.2 Изменение аэродифмиче- АР = = 1,98*104 «т0 605 ского сопротивления (1) и коэффици- +455 (3.6)

ента проскока (2) коробки МКПФ в Как видно из графика, мак-зависимости от массы поступившего симально допустимое сопро-аэрозоля тивление коробки МКПФ - 635

Па достигается уже при поступлении на нее 450*10"6 кг аэрозоля, что соответствует 45 минутам ее эксплуатации в дыхательном аппарате при расходе воздуха через одну коробку 1,667*10"3 м3/с и реальной концентрации аэрозоля на входе равной 100*10"6 мг/м3 (например, средняя запыленность воздуха рабочей зоны при протравливании зерна [44]). Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что коробка МКПФ не может обеспечить нормальной эксплуатации дыхательного аппарата в течение рабочей смены (6 часов) при концентрации аэрозоля в воздухе 100*10"6 мг/м3.

На рис. 3.3 показана зависимость времени работы дыхательного аппарата от концентрации аэрозоля доломитовой муки на входе в блок фильтрации при условии достижения им уровня максимальнодо-пустимого сопротивления (1030 Па).

Концентрация аэрозоля на входе в блок фильтрации, при которой достигается сопротивление 1030 Па, за 6 часов работы аппарата мо жет быть найдена из уравнения

]г лр; = 1,98-ю4/«0^ ар; = 1,98-ю4^5 •л0№5 • г0605 ар;-(3.7)

1ДГ',Па

100

1ДР,

1030 1000

9Ü0

1АРна

850

■■ 1 ■ ' —f.....— 1 1 1 1 1 ! / /

/ / / / / / / i x 1 / г

///

CE=40*lfV" С5=-Ч>*1(Г

С =20® ¡(Г

С3= 118 !('"'•' (Л=10*]0°

с,=5 *НГ°

где X АР;

до-

0

т, ч

Рис. 3.3 Зависимость времени работы дыхательного аппарата от аэрозоля

пустимая сумма потерь давления в аппарате, Па;

АР," - начальное

аэродинамическое сопротивление системы аппарата при расходе

воздуха концентрации з^Г

При

L = 3,3.10"

значениях

£лр; = 1030 Па; АР; = 850 Па концентрация на входе из уравнения (3.7) будет равна Сех = 11,7*10"6 кг/м^

Следовательно, дыхательный аппарат с коробками МКПФ можно эксплуатировать в течение 6 часов при концентрациях аэрозоля на входе в блок фильтрации С < Cg* = 11,7®10 6 кг/м3. При концентрациях С г Свх = 11,7®10"° кг/м3 для снижения входной концентрации аэрозоля необходимо перед коробками МКПФ устанавливать фильтр пред-

верительной очистки воздуха

3.2.2. Методика выбора фильтра предварительной очистки

Снижение начальной концентрации аэрозоля при высокоэффективной очистке проводится в фильтрах грубой или предварительной очистки (предфильтрах), имеющих низкое сопротивление и высокую пылеемкость. Такие фильтры значительно дешевле, чем фильтры тонкой очистки, и их г^ожно легко заменять или регенерировать.

При скоростях фильтрации 0 05. .0,2 м/с частицы размером 1 .. . 5 мкм осаждаются в фильтрах предварительной очистки в основном за счет эффектов касания и инерции, поэтому целесообразно использовать глубокие пористые слои из грубых волокон или более тонкие плотные материалы [72].

Основными параметрами, характеризующими предфильтр блока фильтрации дыхательного аппарата, является коэффициент проскока и рост аэродинамического сопротивления по мере запыления.

. Величина коэффициента проскока предфильтра должна соответствовать условиям обеспечения достаточной защитной эффективности и допустимого роста аэродинамического сопротивления противогазовой коробки МКПФ.

Коэффициент проскока блока фильтрации на основе противогазовой коробки с предфильтром может быть выражен следующим соотношением

К = Кпк • Кпф = Свых I Сех (3.8)

где Кпк - коэффициент проскока противогазовой коробки (по данным [49] для МКПФ Кга = 0,01 %);

Кпф - коэффициент проскока предфильтра: СВых - концентрация аэрозоля на выходе из блока фильтрации, не должна превышать ПДК (Свь,х < ПДК);

Св* - концентрация аэрозоля на входе в блок фильтрации.

В целях исключения возможности отравления работающих в дыхательном аппарате коэффициент проскока должен рассчитываться по максимально возможной концентрации аэрозоля вредного вещества в воздухе рабочей зоны при выполнении данной технологической операции с использованием аппарата и минимальной предельно допустимой концентрации вредного вещества.

Проведенный анализ показал, что наиболее вредными веществами, которые до сих пор применяются в сельском хозяйстве, являются ртутьоргйнические препараты (гранозан,ФМА),

имеющие ПДК по ртути 0,005 мг/м3, их концентрация в воздухе рабочих зон находится в пределах от 0,01 до 1,6 мг/м3 [73].

Из формулы (3.8) можно определить максимально допустимую концентрацию аэрозоля на входе, при которой возможно применение коробки МКПФ без предфильтра для защиты от аэрозолей ртутьорга-нических препаратов (ПДК= 0,005 мг/м3).

СБХ = С«,, / К = 0,005 / 0.0001 = 50 мг/м3 ' ,(3 9)

Как видно из вышесказанного, максимально допустимая концентрация превышает максимальную реальную более чем в 30 раз. Исходя из условия обеспечения достаточной защитной эффективности коэффициент проскока предфильтра может быть не ограничен.

Анализируя графики (рис. 3! 1, 3.2), можно сделать вывод, что на время •эксплуатации дыхательного аппарата, исходя из условий достижения максимальных аэродинамических потерь, оказывает влияние его начальное аэродинамическое сопротивление (сумма потерь

давления воздуха в пневмотракте - ^ АР; ) и значение аэродинамиг

ческих потерь в единицу времени за период эксплуатации

у ар;-у ар;

------, которое, в основном, характеризуется ростом

Г 2

аэродинамического сопротивления в единицу времени за период экс-

УЛРГ'-УЛРГ плуатации (запыления) предфильтра —-—-.

г2

Условие эксплуатационной пригодности предфильтра, исходя из роста аэродинамического сопротивления аппарата, можно записать в следующем виде

у ар; ф- у ар; ф у ар; - (у ар; - ар;

г2 т1

где г, - необходимое предельное время эксплуатации фильтра; г; - время эксплуатации (запыления) фильтра. ■ •

Приведённое выражение (3.10) для определения эксплуатационной пригодности фильтра описывает взаимосвязь показателей ка-1 чества, таких как максимально допустимое значение аэродинамических потерь в единицу времени и значение аэродинамических потерь в единицу времени за период эксплуатации (запыления), и показателей количества - величин начального, допустимого и конечного

АР»*-др"*

200

100

аэродинамического сопротивления, необходимого предельного времени эксплуатации и времени эксплуатации (запыления) фильтра. Кроме того, выражение (3.10) позволяет установить характер зависимости этих показателей качества между собой и от соотношения конкретных параметров, характеризующих данный фильтр.

В связи с тем, что дыхательный аппарат предназначен для защиты

работающих, в основном, при использовании токсичных веществ, в целях исключения вторичного загрязнения целесообразно выбрать предфильтр из расчета его эксплуатации в течение одной рабочей смены (6 часов) с последующей его заменой.

Графическое отображение выражения (3.10) приведено на рис 3.4. Штриховкой показана область реальных предфильтров для дыхательного аппарата, построенная из условия максимальных потерь давления равных 1030 Па. Если значение

--ы--пред-

Г2

фильтра, вычисленное по результатам испытаний за период запыления, при соответствующем начальном сопротивлении аппарата попадает в вышеуказанную область, то такой предфильтр, исходя из условия роста аэродинамического сопротивления, можно считать пригодным для дыхательногй'Эппарата.

Максимально допустимый коэффициент проскока пред фильтра из условия допустимого роста аэродинамического сопротивления коробки МКПФ будет выражаться неравенством

■ ■ I I Я I I I ! ^ I I II I - IГ^ I

N. X. м ■ I I; I И I ь - И I

Ч. I | |; | I 1 1 !

400

800 ЕДР„а

Рис. 3:4 Расположение области реальных предфильтров для дыхательного аппарата

1- полиуретановый поропласт; 2 - материал нетканый полипропиленовый; 3 - сетка № 004; 4 - сетка С200

(3.11)

где ('6РГ - реальная концентрация аэрозоля на входе в блок фильтрации соответствующая средней запыленности воздуха (ранее нами принято (= ЮОЮ"6 кг/м3); ('гу - концентрация аэрозоля на входе, при которой достигается сопротивление блока фильтрации 1030 Па (ранее полученное значение Сег =11,7 •10^ кг/м3).

Следовательно, К,ф <11.7 «10"6/ 100 х 10"6 или К„ф < 11,7%. В случае если Кпф < 11,7%, масса поступившего на предфильтр аэрозоля за 6 часов работы дыхательного аппарата не будет вызывать сопротивления больше допустимого 1030 Па.

Кроме того, при выборе предфильтра должны быть учтены одни из важнейших эксплуатационных показателей - коэффициенты фильтрующего действия и пылеемкости.

Коэффициент фильтрующего действия, выражающий связь между коэффициентом проскока (К) и его аэродинамическим сопротивлением (ДР), согласно основному закону послойной фильтрации выражается отношением [72]

«Фд = (2 - ¡д К) / АР (3.12)

Коэффициент пылеемкости фильтра, характеризующий увеличение массы аэрозоля, задержанного фильтром, к его аэродинамическому сопротивлению, определяется по формуле [74]

Кп= т/(Э • ДР/ 3-), • (3.13)

где т - масса аэрозоля задержанного фильтром; в - фильтрующая поверхность элемента, 3 ~ скорость фильтрации.

3.2.3. Испытание фильтрующих материалов в аэрозольной камере

С целью выбора фильтрующего материала для фильтра предварительной очистки нами были проведены исследования процесса фильтрации твердых аэрозолей различными материалами в аэрозольной камере [18].

Для исследования были взяты следующие образцы фильтрующих материалов, полиуретановый порспласт (фильтр грубой очистки респираторов РП-КМ и У-2К); материал нетканый полипропиленовый по ТУ 6-06-420-73; сетка проволочная тканая фильтровальная С200 по ГОСТ 3187; сетка проволочная тканая с квадратными ячейками №004 по ГОСТ 6613.

лР.Па

SIM

ческого сопротивления фильтроматериалов от массы поступившего аэрозоля *

Рис. 3.7 Изменение коэффициента фильтрующего действия фильтроматериалов от времени запыления *

6'! 11« 180 7.\6Г;

Рис. 3.6. Изменение коэффициента проскока фильтроматериалов от времени запыления *

Рис. 3.8 Изменение коэффициента пылеемкости фильтроматериалов от времени запыления *

* 1 - полиуретановый поро-пласт; 2-материал нетканый полипропленовый;3-сетка № 004; 4 - сетка С 200

Лабораторные испытания фильтрующих материалов проводились в аэрозольной камере при концентрациях аэрозоля - микропорошка М-5 (стандартный аэрозоль для испытания СИЗОД) от 107 до 545 мг/м3, скорость фильтрации составляла 0,125 м/с.

Результаты исследования фильтроматериалов представлены на рис. 3.5... 3.8.

Как видно из графика 3.5, наименьший рост аэродинамического сопротивления отмечается у материала нетканого полипропиленового, обладающего глубокими пористыми слоями из грубых волокон, в то время как в более плотных материалах сетки С200 и №004 процесс этот происходит недопустимо быстро в связи с ускоренным перекрытием пор аэродисперсными частицами и образованием аэрозольного слоя на поверхности материала.

В таблице 3.3 приведены данные для выбора предфильтра из условия роста аэродинамического сопротивления. Время эксплуатации фильтра пересчитано для концентрации на входе С вх = 100*10"6 кг/м3 и расхода воздуха через образец фильтроэлемента (8=2*10"3 м2) при испытаниях I - 2,5*10"2 м3/с.

Таблица 3.3 Данные для выбора предфильтра

| Фильтрующий : материал л/',;' Па Па АРпи* | ЛД\| А^ ЛР", | г2, Па | 11а | Па | Па | час г,

( Полиуретановый |поропласт 850 1030 1 25 ! 875 132 ! 982 I 7.16 14,9

I Материал нет-|каный поли-Iпропиленовый 850 1030 15 865 52 1 917 | 11,3 1 3,3

| Сетка С200 850 1030 | 4 854 1200 2050 ! 5,27 ! 226,9

¡Сетка №004 ; 850 1030 | 4 854 98 0 1830 | 3,37 | 289,6

Как видно из таблицы 3.3, для предфильтра дыхательного аппарата по условию роста аэродинамического сопротивления подходит только полиуретановый поропласт и материал нетканый полипропиленовый. Значения роста их аэродинамического сопротивления в единицу времени за период эксплуатации при. соответствующем начальном сопротивлении аппарата показаны на рис 3.4. Из графика видно что они входят в область реальных предфильтров, это подчеркивает возможность их использования в дыхательных аппаратах.

Образовавшийся на поверхности сеток слой аэрозоля выполняет роль дополнительного фильтра, поэтому коэффициент проскока сеток

немного ниже, чем у двух других материалов (рис. 3.6), однако в про-■ цессе запыления сетки №004 наблюдается последующий рост коэффициента проскока после его снижения. На наш взгляд, это связано с разрушением аэрозольного слоя, образовавшегося в порах, и выносом частиц из материала в результате воздействия потока воздуха. В целом коэффициент проскока всех испытуемых фильтрующих материалов ниже максимально допустимого значения (11,7%). Исключением является начальный период фильтрации полиуретанового'поро-пласта

Изменение коэффициента фильтрующего действия от времени запыления показано на рис. 3.7. Чем выше значение «фд, тем меньше проскок для данного фильтра при заданном сопротивлении, а, следовательно, лучше его фильтрующие свойства [49]. Анализируя график (рис.3.7), можно сделать вывод, что коэффициент фильтрующего действия у материала нетканого полипропиленового выше, чем у других испытуемых фильтроматериалов

Коэффициент пылеемкости материала нетканого полипропиленового (рис. 3.8) также почти на порядок выше, чем у других материалов, что подчеркивает его высокие эксплуатационные характеристики.

В целом, в результате анализа экспериментальных данных по испытанию фильтрующих материалов, представленных на рис. 3.5 ... 3.8, можно сделать общий вывод, что наиболее подходящим фильтрующим материалом для предфильтра блока фильтрации дыхательного аппарата является материал нетканый полипропиленовый.

Для предфильтра из материала нетканого полипропиленового дополнительно проводились испытания в аэрозольной камере по реальному с.-х. аэрозолю - доломитовой муке.

На рис. 3.9 показано изменение коэффициента проскока и аэродинамического сопротивления предфильтра от ко-6 личества поступившего аэро-

Рис. 3.9 Изменение ародинамиче- золя, ского сопротивления (1) и коэффициента просока (2) предфильтра от количества поступившего аэрозоля

ДР.Пд

Средний коэффициент проскока фильтра, за период запыления составил 8,94%, что также ниже среднего максимально допустимого значения (11,7%).

Полученные результаты еще раз подтвердили правильность выбора материала предфильтра блока фильтрации дыхательного аппарата.

3.-2.4. Расчет фракционной эффеетшности предфильтра

С целью подтверждения правильности выбора в качестве фильтра предварительной очистки материала нетканого полипропиленового был проведен расчет его эффективности по методу Кирша, Стечки-ной, Фукса [72,75,76] при возможных скоростях фильтрации, характерных для его применения в блоке фильтрации дыхательного аппарата.

Исходные данные для расчета фильтра предварительной очистки из материала нетканого полипропиленового представлены в таблице 3.4.

Таблица 3.4Исходные данные для расчета предфильтра

Наименование параметра Обозначение ЕД. измерения Значения

1 2 3 4

Диаметр волокон фильтра 2а м 20-10-6

Толщина слоя волокон Н м 9 ■ 10~а

Плотность упаковки слоя - 0.217

Плотность материала элементов • фильтрующего слоя . Рэ кг/м3 0,92 -103

Кажущаяся плотность фильтрующей среды рф кг/м3 0,2 Ю3

Скорость фильтрации м/с 0,05... 0,5

Вязкость воздуха Ц нс/м* I 1,81 -10"ь

Экспериментально определенное значение сопротивления АРзк Па 78,29

Диаметр частиц 2 г м 0,1....100-10"й

Плотность частиц аэрозоля доломитовой муки Рч кг/м3 3-103

При расчете этим методом коэффициенты захвата частиц отдельными волокнами определяются, исходя из "веерной" модели фильтра, представляющей собой систему последовательно установленных решеток из параллельных волокон, повернутых друг относительно друга на произвольный угол. Эта модель может быть принята за идеальный однородный фильтр.

В начале расчета определяются гидродинамический фактор и безразмерные параметры и критерии осаждения частиц аэрозоля.

Гидродинамический фактор

Кг = -1,15 1д а - 0,52 ' (3.14)

Параметр касания

К = <3-15>

Безразмерный параметр Пекле

Ре=2 а&/]) (31В)

где D - коэффициент диффузии частиц, находится по таблицам [ ] .Критерий Стокса

18 [i-a

где с- поправка на скольжение частиц, находится по таблицам [ ].

Затем рассчитывают коэффициенты захвата для каждого механизма осаждения:

- коэффициент захвата касанием

rjBR = (2Кг)*1 [(1+R)"1 - (1+R) + 2(1 +R) ln(1 +R)] (3.18)

- коэффициент захвата под влиянием диффузии -

1]вд = 2,9 (Кг)"1/3 (Ре)"2'3 + 0,624 Ре1 (3.19)

- коэффициент захвата под влиянием диффузии с учетом эффекта касания

пвл+к = 1,24 (Кг)"0'5 (Pe)"05 R213 (3.20)

- коэффициент захвата под влиянием инерции с предварительным определением значения величины J:

J = (29,6-28 a0'62) R2-27,5 R25 ' (3.21)

t]bs,= (2Kf JSt (3.22)

Суммарный коэффициент захвата определяется по уравнению

ч1 = 'п+'1Вя+>?м+п1 ■ (3.23)

Для расчета коэффициента проскока фильтра определяют силу действующую на единицу длины волокна в модельном фильтре, и такую же силу, действующую в реальном фильтре Рф . 4 я

Рв = --(3.24)

-l.151ga-0.52

Ар., -ж-а2

= --(3.25)

. Ф а- ц-Н ■ &

Коэффициент неоднородности фильтра е , представляющий собой отношение этих величин, определяют из соотношения

е =--------------(3.26)

рф '

Коэффициент проскока фильтра рассчитывается по уравнению 0,87-а ■ Н ■ 1]1

1д К = 2--:---^ (3.28)

тг • а -с

Расчет фракционной эффективности предфильтра проводился нами по специально разработанной программе на ЭВМ.

На рисунках 3.10 и 3.11 приведены расчетные кривые фракционной эффективности предфильтра в зависимости от скорости фильтрации. Обрыв кривых на графике (рис. 3.10) связан с дискретностью счета.

На основании анализа графиков можно сделать вывод, что для частиц больше 0,4 мкм увеличение скорости фильтрации вызывает снижение коэффициента проскока, в то же время для частиц меньше 0,4 мкм наблюдается обратная картина. Это, видимо, связано с более выраженным влиянием механизма диффузии и инерционного осаждения частиц в фильтре.

На рис. 3.12 показана теоретическая кривая фракционной

эффективности 7]тф = ^с!ч) для скорости фильтрации 0,2 м/с в вероятностно-логарифмической системе координат (ВЛСК). Из графика видно; что в ВЛСК она имеет вид прямой линии, т.е. она может быть записана в виде интеграла вероятности [77]

71 ф- I 1-7г='ехр

\goj2x

■41^/^)] (3.29)

г

Рис 3.10 Расчетные кривые

фракционной эффективности _

предфильтра в зависимости от 1 5 №мем

скорости фильтрации для диапа-Рис.3.11 Расчетные кривы-е фрак-

зона частиц 0,1... 1.0 мкм

ционной эффективности предфильтра в зависимости от скорости фильтрации для диапазона частиц 0,1... 1,0 мкм -

Рис. 3.12 Фракционная эффективность предфильтра в ВЛСК:1 - экспериментальные данные; 2- теоретический расчет

сПмкм

где 1д (с1ч / d5o) - логарифм отношения текущего размера частиц Ьч к диаметру d5o , осаждаемых в фильтре при данном режиме его работы на. 50%; 1д ап - стандартное отклонение в функции распределения фракционных коэффициентов.

В процессе проведения испытаний предфильтра по аэрозолю доломитовой муки нами определялся дисперсный состав аэрозоля, проникшего через фильтр. Дисперсный состав определялся микроскопическим методом.

В таблице 3.5 приведен дисперсный состав аэрозоля, проникшего через предфильтр на начальном этапе фильтрации до поступления на него 900« 10"6 кг аэрозоля.

Таблица 3.5 Дисперсный состав аэрозоля, проникшего через _ предфильтр __

Размер частиц, мкм <1,5 1,5 ... 3,0 3,0... 6,0 6,0 ... 10,0

Процентное содержание, % 37 34 21 5

Содержание фракций по "проходам", % 37 74 95

Фракционную эффективность т|ф предфильтра по результатам эксперимента можно определить по формуле [77]:

Чф =

Фм - Ф^л- (1 - 11)

Ф

(3.30)

дг

где г] - защитная эффективность фильтра, т] = 1 - К; Фж , Фж/Л -содержание данной фракции в воздухе, соответственно, начальное (на входе в фильтр) и конечное (на выходе из фильтра), %.

Вычисленные значения фракционной эффективности предфильтра из материала нетканого полипропиленового (по экспериментальным данным) приведены в таблице 3.6

Таблица 3.6 Вычисленные значения фракционной эффективности

Размер частиц, мкм <1,5 1,5 ... 3,0 3,0 ...6,0 6,0 ... 10,0

Фракционная эффективность, % 52,75 76,37 93,30 97,37

На рис. 3.12 показана экспериментальная кривая фракционной

эффективности = т'(с1ч) предфильтра из материала нетканого полипропиленового в ВЛСК. Как видно из рис.3.12, теоретическая и экспериментальная криЕые фракционной эффективности несколько не совпадают. В работе [72] показано, что при п> 90% расчетные значения фракционной эффективности получаются завышенными по сравнению с экспериментальными. Это объясняется тем, что при высокой эффективности проскок аэрозоля происходит в основном в-дефектных местах фильтра. Для частиц крупнее 5 мкм теоретические значения также обычно выше, чем реальные, так как при теоретических расчетах не учитывается отскок крупных частиц от волокон при сксоостях выше 0,15 ... 0,2 м/с.

Распределение частиц аэрозоля доломитовой муки является также нормально-логарифмическим [25], следовательно, исходя из этих условий, полная защитная эффективность предфильтра, для которого теоретически рассчитана фракционная эффективность, может быть определена по формуле [77]:

1 г "

Т] = — \е 2 с!х = Ф(д-) (3.31)

2п

-сс

где

■ . (3.32)

Значение с150 соответствует ординате графика п= $ (с!ч) , равной 0,5

(50%), а 1дал находится из соотношения 1 1

!д а,, = !д с150 - !д с! 15,Э7 = Сд сЗ м,1з - !д с150 (3.33)

где с111597 - значение абсциссы, ордината которой равна 0.1597 (15,97%); с11841з - значение абсциссы, ордината которой равна 0,8413 (84,13%); ' •

Из графиков найдем вышеупомянутые значения ¿и = 1,8 мкм; с!184,13 = 2,3 мкм; с1м = 6,0 мш; с18413 = 14,0 мкм. Среднее квадратичное отклонение функции распределения частиц аэрозоля доломитовой муки будет равно 1д оч = 1д (!„ - 1д с115,Э7 = 1д 14 - 1д 6 = 0,368

Среднее квадратичное отклонение в функции распределения фракционных коэффициентов определяемое по формуле (3.33) будет равно

1д о,, = !д 2,3 - 1д 1,8 = 0,1065

Значения функции Ф(х) в зависимости от величины х приводится в

таблицах (например, табл. [77]). Следовательно, определив х по формуле (3.32), можно найти полную защитную эффективность фильтра Д'6/1.8)

X =

= 1.37

-у 0.106 5" + 0,368-

Из таблицы ([77]) находим 1] = 0,9145 = 51.45%, откуда полный коэффициент проскока предфильтра

К = 100-3145 = 8,55%

Теоретически рассчитанный полный коэффициент проскока равный 8,55% отличается от экспериментального.' полученного ранее нами [18] коэффициента проскока 8,94% всего на 4.56%, что свидетельствует о хорошей сходимости экспериментальных данных и теоретического расчета.

В целом экспериментальные данные и теоретический расчет показывают возможность применения материала ;гзтканого полипропиленового в качестве фильтра предварительной очистки блока фильтрации дыхательного аппарата при скоростях фильтрации от 0,05 до 0,5 м/с.

3.3. Графоаналитическое определение конструктивных параметров ИПВ дыхательного аппарата

Как было показано в главе 2, давление воздуха, создаваемое ИПВ, должно преодолевать суммарные потери в узлах пневмо-тракта и блока фильтрации дыхательного аппарата, а также обеспечивать избыточное давление

Па

400

200

50 10

\ N=5 \ю 1 15 -\ 1 11

1 1 (

\ - , ^......_ И

в подмасочном пространстве.

Рбф + Ризб ,

Р = Д Р пт +Д

Рис. 3.13 Зависимость избыточного давления в подмасочном пространстве от расхода воздуха и мощности воздуходувки

2.0

3.0 Ь.'м'/с*!!)"3

Создание небольшого избыточного давления в подмасочном пространстве (Рпп) не менее 10 Па [35] является одним из условий обеспечения высокой защитной эффективности дыхательного аппарата, • большое же избыточное давление вызывает неудобство в виду образования сопротивления выдоху. Сопротивление постоянному потоку воздуха на выдохе в соответствии с рекомендациями [62] не должно превышать 50 Па.

Подставив значение Р из формулы (2.7) в формулу (2.4), получим

(3.34) ' Из построенной графически зависимости избыточного давления в подмасочном пространстве Рпп от мощности ИПВ (Ы= 5, 10, 15 Вт) и расхода воздуха ( 5.10'3 м3/с > I > 2,5.10"3 м3/с), при г| = 0,6 (рис..3.13) видно, что создание избыточного давления в подмасочном пространстве в рекомендуемом диапазоне от 10 до 50 Па будет возникать при расходах воздуха от 2,5.10"3 до 4,167.10"3 м3/с, при этом мощность ИПВ должна находиться в пределах от 4 до 10 Вт.

В соответствии с уравнением (2.9) и условиями ограничения (г)=0,6; N2 20 Вт; га = 628 рад/с) были построены зависимости О = 1(Р) при заданных значениях Ь и О = Т (Ц при заданных значениях Р , (рис. 3.14). В соответствии с построенными зависимостями и конструктивными

Рис. 3.14 Зависимость диаметра колеса ИПВ от производительности и напора

возможностями, а также в связи с тем, что применение выбранной компоновочной схемы дыхательного аппарата требует напора, создаваемого ИПВ 1080 Па при производительности 3,3.10"3 м3/с, из графика (рис. 3.14) был определен наружный диаметр лопаточного колеса О ИПВ равный 0,17 м.

Расчет основных параметров воздуходувки ИПВ дыхательного ап-

парата осуществлялся по методикам, изложенным в литературе [57,58]. Расчетные значения основных конструктивных параметров ИПВ приведен в таблице 3.7.

Таблица 3.7 Значения основных конструктивных параметров ИПВ

Наименование параметра ' Значение ¡'

, Критерий быстроходности 10 |

(Диаметр колеса ' ■ • 0.17 м |

| Диаметр входа в колесо " ! 0,028 м

Ширина спирального корпуса ' 0,024 м

. Число лопаток колеса 6 !

' Величина раскрытия спирального корпуса ' 0,0153 - !

' Угол входа на лопатки ' еои

' Угол лопатки на выходе 1 150" !

'Кп.д 1 06 1

; МОЩНОСТЬ воздуходувки 1 6 Вт 1

4 ИССЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ДЫХАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

4 1. Описание конструктивного исполнения дыхательного аппарата

Рата " дительной фильтрации воздуха

Опытный образец дыхательного аппарата, компоновочная схема которого приведена в главе 3, состоит (рис. 4.1) из лицевой части в

35

виде безразмерного пневмошлема 1 типа ЛИЗ-4, гибкого соединительного шланга 2, блока электропитания 3, крепежного гарнитура 4 и устройства для принудительной фильтрации воздуха (ИПВ) 5.

Устройство для принудительной фильтрации воздуха (ИПВ) (рис. 4.2) содержит корпус 6 в виде металлического полого короба, к которому при работе в условиях повышенной запыленности воздуха рабочих зон присоединяется крышка 7. Корпус 6 разделен центральной перегородкой 8 на две камеры. Первая камера 9 сообщается через предфильтр 10 с окружающей средой, вторая камера 11 сообщена через выходной патрубок 12 с лицевой частью 1. Электродвигатель 13 размещен в первой камере 9 и закреплен на перегородке 8 в ее центральной части с помощью зажима 14* В этой же камере симметрично относительно электродвигателя 13 размещены две параллельно установленные противогазовые коробки МКПФ 15, которые закреплены патрубками 16 на перегородке 8. Воздуходувка 17 размещена во второй камере 11. Выходные отверстия патрубков 16 и входное отверстие всасывающего патрубка 18 воздуходувки 17 находятся в одной плоскости, отстоящей с зазором относительно дна 19 корпуса 6. Крышка 7, применяемая при повышенной запыленности воздуха выполнена с жалюзи 20, а предфильтр 10 выполнен из фильтрующего материала с глубокими пористыми слоями из грубых волокон, например, материала нетканого полипропиленового. Крышка 7 крепится к корпусу 6 с помощью фиксаторов 21.

Устройство для принудительной фильтрации воздуха 5 и блок электропитания 3 крепятся на работающем с помощью специального крепежного гарнитура 4.

Блок электропитания состоит из 14 последовательно соединенных аккумуляторных батарей типа НКГ-1,5. Переключатель электропитания имеет пять ступеней регулировки подаваемого напряжения от 12 до 18 в. :

Работа дыхательного аппарата осуществляется следующим образом. При включении электродвигателя 3 с помощью переключателя вращается рабочее колесо центробежной воздуходувки 17. Поступающий загрязненный воздух проходит через жалюзи 20 крышки 7, попадая на предфильтр 10, где происходит частичная очистка воздуха от аэрозолей и поступает в противогазовые коробки 15, которые очищают воздух от оставшегося аэрозоля, а также паров и газов вредных веществ. Далее, очищенный воздух с избыточным-давлением поступает в корпус 6 и через входное отверстие всасывающего патрубка 18 воздуходувки 17 нагнетается по соединительному шлангу 2 в лицевую

часть, а затем поступает в органы дыхания работающего. Избыточный, а также отработанный воздух выходит через неплотности между пелериной шлема и телом работающего в атмосферу. Требуемое количество воздуха, подаваемое в лицевую часть, обеспечивается изменением напряжения на электродвигателе 13 от блока электропитания 3 с помощью ступенчатого переключателя и задается по субъективному ощущению работающего, исходя из условия создания необходимого избыточного давления в подмасочном пространстве, предотвращающего попадание вредных веществ в зону дыхания и расхода воздуха на дыхание при выполнении работ определенной тяжести.

Описанная выше конструктивная схема дыхательного аппарата имеет ряд преимуществ перед другими конструкциями. Так, использование приведенной схемы расположения патрубков противогазовых коробок и входного отверстия всасывающего патрубка воздуходувки позволяет создать равноглерное движение потока воздуха с минимальным аэродинамическим сопротивлением, а также снизить толщину аппарата приблизительно на 30%. Использование двух противогазовых коробок, позволяющих защищать органы дыхания от паров и газов вредных веществ, повышает защитную эффективность аппарата. Применение фильтра предваритепьной очистки при работе в условиях повышенной запыленности воздуха рабочих зон позволяет значительно сократить аэродинамическое сопротивление блока фильтрации по мере запыления, что, в свою очередь, позволяет снизить габариты аппарата и уменьшить энергозатраты на фильтрацию воздуха.

Приведенная конструкция устройства защищена авторским свидетельством № 1251391 [12].

В качестве лицевой части возможно применение маски, защищенной авторским свидетельством № 1556674 [24].

4.2 Исследование эксплуатационных и защитных хараетеристик дыхательного аппарата

Лабораторные исследования характеристик дыхател&ного аппарата заключались в определении следующих показателей: массы аппарата в целом и по отдельным узлам; избыточного давления и содержания С02 в подмасочном пространстве; фильтрующих свойств блока фильтрации; аэродинамических и мощностных характеристик ИПВ; энергетических характеристик ИЗС в комплекте аппарата; виброаку-

стических параметров дыхательного аппарата.

Определение массы аппарата в целом и по отдельным узлам осуществлялось взвешиванием на весах, имеющих верхний предел взвешивания 10 кг с точностью до 10 г. Масса всего комплекта - 4,450 кг; шлема с соединительным шлангом - 0,800. кг; блока электроснабжения - 1,950, ИПВ с ремнями крепления и фильтрующими коробками -1,750 кг; ИПВ без фильтрующих коробок -1,300 кг.

Определение избыточного давления в подмасочном пространстве производилось в соответствии с ГОСТ 12.4.005; кроме того, для более полной оценки подмасочного пространства дыхательного аппарата измерения проводились с помощью микроманометра ММН 0-240 в нескольких точках объема пневмошлема ЛИЗ-4 при изменении подаваемого напряжения от 5 до 20 В. В результате определения было выявлено, что даже при минимально подаваемом.напряжении 5 В в подмасочном пространстве существует избыточное давление (6 Па), препятствующее попаданию вредных веществ из рабочей зоны. При номинальном напряжении 18 В сопротивление выдоху находилось в пределах допустимых норм (30 Па), а сопротивление вдоху отсутствовало.

Влияние вредного пространства лицевой части СИЗОД на дыхание определяется концентрацией С02 во вдыхаемом воздухе. Стандартная методика определения СОг в подмасочном пространстве фильтрующих СИЗОД на муляже человека применительно к пневматическим дыхательным аппаратам, где в лицевую часть непрерывно с помощью воздуходувки подается поток "свежего" воздуха, мало приемлема Поэтому нами применялась методика определения С02 во вдыхаемом воздухе при надетом на человеке дыхательном аппарате. Сущность методики состоит в измерении содержания СО2 в пробе вдыхаемого воздуха, отобранного из-под лицевой части. Определение содержания СОг в пробе осуществлялось стандартным химическим методом й с помощью интерферометра шахтного "ШИ-10". Результаты определения С02 показали, что содержание СОг в подмасочном пространстве дыхательного аппарата составляет 0,207 ± 0,062 % и ниже нормируемого значения 2% почти в 10 раз. Это свидетельствует о хорошем воздухообмене в подмасочном пространстве.

Правильность выбора фильтрующего материала для предфильтра подтвердили дальнейшие исследования его совместной работы с противогазовой коробкой МКПФ в блоке фильтрации дыхательного аппарата. На рис. 4.3 представлено изменение аэродинамического сопротивления и коэффициента проскока коробки МКПФ с предфиль-

ЛР.П

тром в зависимости от массы поступившего аэрозоля долсмитовои муки по результатам испытаний в аэрозольной камере.

Как видно из графика (рис. 4.3), фильтр предварительной очистки позволяет значительно снизить аэродинамическое сопротивление .по меое запыле-ния. Так при поступлении на фильтр 3,6 х10"3 кг аэрозоля, что соответствует 6 часам работы дыхательного аппарата, сопротивление коробки МКПФ с предфильтром достигает только величины 620 Па при допустимом 635 Па. Наличие фильтра предварительной очистки перед коробкой МКПФ позволяет также снизить коэффициент проскока, что наглядно видно из графика. В среднем коэффициент проскока системы пред-

Рис. 4.3 Изменение аэродинамиче ского сопротивления (1) и коэффициента проСкока (2) коробки МКПФ с предфильтром в зависимости от массы поступившего аэрозоля

фильтр - коробка МКПФ ниже коэффициента проскока одной коробки в 4 раза.

В связи с тем, что назначение, специфические требования и условия эксплуатации источников подачи воздуха для дыхательных аппаратов не дают возможности отнести их к известным классам вентиляторов, нагнетателей и компрессоров, то применение методики и оборудования для аэродинамических испытаний радиальных и осевых вентиляторов по ГОСТ 10921 в данном случае затруднено. Для определения аэродинамических и мощностных характеристик ИПВ, а также энергетических ресурсов ЮС был разработан и изготовлен экспериментальный стенд, описание которого приводится в работе [11].

Аэродинамическая характеристика ИПВ определенных геометрических размеров при перемещении воздуха неизменной плотности выражает зависимость между производительностью 1_ , с одной стороны, давлением Р, мощностью N и кпд г\- с другой. Наиболее важной является кривая зависимости между давлением и производительностью ( Р- Ц ) - так называемая характеристика давления ИПВ (напорная характеристика). Все упомянутые зависимости ( Р-, N -, И -1) строятся на одном графике в соответствующих масштабах, при-

чем и откладывается по оси абсцисс, а Р, N. п - по оси ординат. Аэродинамические характеристики наглядно отражают особенности работы ИПВ и позволяют подобрать наиболее экономичный режим эксплуатации.

В результате лабораторных испытаний по определению аэродинамических и мощностных показателей ИПВ опытного образца дыхательного аппарата со штатными противогазовыми коробками МКПФ на экспериментальном стенде были полученьг. зависимость объемного расхода воздуха и давления, создаваемого ИПВ от напряжения (рис.4.4) и аэродинамические характеристики (рис.4.5).

1Р,гь

р.п»

Рис. 4.4 Зависимость объемного расхода воздуха и давления, создаваемого источником подачи воздуха, от напряжения 1, 2- объемный расход воздуха без фяльтроэлемзнтов и с фильтроэлементами; 3,4 - давление воздуха без фильтрэлементов, с фильтро-элементами

'И .

» « ЦхМ'1 * V

Рис. 4.5 Аэродинамические характеристики источника подачи воздуха без фильтрующих элементов и с ними 1,2 - соответственно зависимости динамического давления от расхода воздуха: 3,4 - мощности от расхода воздуха; 5,6 -

КПД от расхода воздуха Анализ графиков показывает, что источником подачи воздуха обеспечивается требуемая производительность при удовлетворительном напоре. Работа ИПВ во многом зависит от наличия фильтрующих элементов. Так, кпд ИПВ дыхательного аппарата без противогазовых коробок МКПФ около 10%, а при их установ-

ке снижается до 1 % [5]. Это подтверждает необходимость и правильность выбора предварительной очистки воздуха, которая позволяет значительно снизить аэродинамические потери, улучшая при этом эксплуатационные характеристики всего аппарата.

На вышеупомянутом стенде проводились сравнительные испытания ИЭС, составленных из аккумуляторов типа НКГ-1,5 с" общим напряжением 15,8 В и емкостью 1,5 Ач., и аккумуляторов 7-Д-0.115 общим напряжением 16,8 В и емкостью 1,15 Ач. Результаты испытаний, показали, что наиболее подходящим ИЭС является блок из аккумуляторов типа НКГ-1,5, обеспечивающий устойчивую работу источника подачи воздуха дыхательного аппаоата в течение четырех часов и подачу им в лицевую часть очищенного воздуха в требуемом количестве. Блок из аккумуляторов 7-Д-0,115 обеспечивает нормальную работу аппарата только в течение 2,15 часов, после чего его напряжение резко падает и он нуждается в подзарядке [26].

Одной из целей лабораторных исследований дыхательного аппарата являлось установление соответствия уровней вибрации и шума, создаваемых источником подачи воздуха, нормативным значениям.

Программой исследований предусматривалось: определение уровней звука в дбА и уровней звукового давления в октавных полосах частот, генерируемых воздуходувкой в подшлемной области головы работающего; выявление основных источников шума и определение, при необходимости, требуемого снижения шума; разработка мероприятий по снижению шума до нормативных требований: определение параметров вибрации ИПВ дыхательного аппарата [13].

Предварительный расчет уровня звуковой мощности шума ИПВ по формуле Г56]

В = В +■ 25 1д.Р +-10 1д I. (где В - критерий шумности), показал, что при требуемых параметрах производительности, давления и критерии шумности (для центробежной воздуходувки равен 35), уровень звуковой мощности может достигать величины 95,8 дб.

Замеры уровней звука и уровней звукового давления (УЗД) проводились в фиксированных точках (на уровне уха человека) подшлемно-го пространства. Проведенные измерения показали, что излучаемый ИПВ шум превышает допустимые значения по ГОСТ 12.1.003. Данные измерения и нормативные значения представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 Результаты измерения и нормативные значения _уровней звука и УЗД_

Условия измерения

Уровни звукового давления в дбА в окгавных полосах частот со среднегео-

Уровни звука,

63 125 ' 250 I 500 ' 1000 ' 2000 ' 400 ! I I I I 0 '8000 1 i 1 ДбА •

Дыхательный аппарат 66 74 72 74 77 78 70 1 46 1 i j 84

Допустимый шум 94 87 81 78 75 73 71 1 69 ! 80

Требуемое снижение шума 2 5 - i i i - i

Дыхательный аппарат с глушителем шума 60 69 69 со 68 НА 64 56 40 I32 ! 76

Эффективность тушителя 6 5 з 6 . 13 22 30 i i Г 14 | 8

Как видно из результатов экспериментальных измерений, шум воздуходувки ИПВ носит высокочастотный характер, при этом повышение нормативных значений наблюдается в диапазоне 1000 - 2000 Гц.

С целью снижения шума до-нормативных значений было предложено установить глушитель шума на соединительный шланг аппарата. По условиям работы дыхательного аппарата соединительный шланг должен обладать минимальным аэродинамическим сопротивлением. С учетом этих требований был предложен встроенный в шланг трубчатый глушитель абсорбционного типа. В качестве звукопоглощающего материала был использован пористый полиэтилен с пористостью 0,8.

Лабораторные испытания разработанного глушителя показали, что глушитель обладает хорошей эффективностью 10 ... 25 дб в широком диапазоне частот и позволяет снизить шум до нормативных значений (см.табл. 4.1). Глушитель обладает так же малой массой (200 г) и незначительным аэродинамическим сопротивлением [13].

Во время измерения параметров вибрации корпус ИПВ был пристегнут к туловищу работника на спине. Вибропреобразователи крепились по углам корпуса ИПВ, при этом измерительная ось датчика была направлена перпендикулярно поверхности контакта туловища работника и корпуса ИПВ.

Результаты измерения параметров вибрации представлены в таб-'лице 4.2 и выражены в уровнях виброускорений в октавных полосах ' частот.

_ Таблица 4.2 Уровни виброускорений корпуса ИПВ

| ! Уровни виброускорений в октавных ГОСТ

| |_полосах частот, дб _

I Гц } точка 1 | точка 2 I точка 3 I точка 4 12.1.012 18' 46 ' 51 51 53 78

16 I . 52 57 | 57 | 59 84 ~

! 32 59 64 65 65 87

63 68 74 74 75 _90

125 76 82 82 83 93 ~

250 64 • 70 70 71 | 96

500 66 67 65 68 ! " 99_

1000 ! 71 73 Г 65 I 61 Г 102

По локальным вибрациям дыхательный аппарат удовлетворяет допустимым значениям. Уровни виброускорений в 4-х измеренных точках практически не отличаются и ниже нормативных Значений уровней локальной вибрации по ГОСТ 12.1.012.

4.3. Физиолого-гигиеническая оценка дыхательного аппарата

Физиолого-гигиеническая оценка дыхательного аппарата проводилась в основном в соответствии с ГОСТ 12.4.061. В качестве контроля служили показатели, снимаемые при пробах в промышленном противогазе и без СИЗОД. С целью более достоверной оценки дыхательного аппарата наряду с методами, определенными ГОСТ 12.4.061, проводилась регистрация электрокардиограммы, времени двигательной реакции на звуковой сигнал, скорости решения простых арифметических задач, периода кожногапьванического рефлекса с использованием электромиорефлексометра МР-01, концентрации электролитов в экстракте подъязычной слюнной железы кондуктометрическим методом, электропроводности биологически активных точек кожи по методике Накатини. В каждом испытании выполнялась дозированная нагрузка стептест тридцатиминутными циклами, составляющая 40% от установленной для каждого испытателя аэробной мощности.

В результате исследований было выявлено, что при выполнении работы средней тяжести без СИЗОД частота пульса составляла 90-96 уд./мин при нагрузке 195-240 Вт. Значения энергозатрат и частота

Таолица 4.2 Уровни виброускорении корпуса ИПВ

! Уровни виброускорений в октавных ;_полосах частот, дб

точка 1 [точка

точка 3

точка 4

ГОСТ

12.1.012

46

51

51

53

78

52

57

57

59

84

59

64

65

65

87

68

74

74

75

90

76

82

82

83

93

64

70

70

71

96

66

67

65

68

99

I 71

73

65

I 61

102

пульса при той же работе в противогазе соответствует тяжелой категории тяжести труда - частота пульса 104-111 уд./мин при нагрузке 290-340 Вт. Нагрузка в дыхательном аппарате переносилась как работа средней тяжести, хотя частота пульса и энергозатрат были несколько выше, чем без СИЗОД, что объясняется влиянием дополнительной массы устройства, закрепленного на поясе. Более четкое различие в реакции сердечно-сосудистой системы на нагрузку в различных СИЗОД и без них выявлено при анализе индекса напряжения сердца. Его показатели достоверно отличались во всех сериях эксперимента. Работа без СИЗОД вызывала напряжение в работе сердца в пределах физиологических норм для работы средней тяжести. Использование дыхательного аппарата вызывало некоторое достоверное его повышение, а при нагрузке в промышленном противогазе индекс напряжения сердца превышал норму на 70 ед. [16].

Влияние на центральную нервную систему и эмоциональное состояние выявило те же закономерности. Наиболее неблагоприятные изменения отмечены при работе в противогазе.

Электропроводность биологически активных точек кожи, характеризующих средневзвешенные значения этого показателя для меридианов сердца, перикарда, легких и других частей туловища подтверждают закономерности, полученные из анализа общепринятых методов исследования. Наиболее активные изменения электропроводности точек кожи выявлены после нагрузки в промышленном противогазе. Средние изменения характеризовали нагрузку в дыхательном аппарате и наименьшие изменения отмечены при пробе без СИЗОД. Более всего реагировали на нагрузку меридианы, связанные с функцией перикарда, легких и внутренних органов в целом. Меньшие изменения отмечаются со стороны меридиана сердца.

Таким образом, физиологические исследования показали, что физические нагрузки средней тяжести в дыхательном аппарате вызывают более благоприятные изменения функционального состояния организма, чем при нагрузке в промышленном противогазе. В то же время, выполнение нагрузки в дыхательном аппарате менее благоприятно, чем без СИЗОД. Это связано с дополнительной физической нагрузкой массы дыхательного аппарата, шумом ИПВ, близким ПДУ и снижение обзорности в шлеме [16].

4.4. Производственная проверка дыхательного аппарата . в условиях сельскохозяйственного производства

Производственная проверка опытного образца дыхательного аппарата проводилась в теплицах хозяйства "Юбилейное", на базе Орловского районного объединения "Сельхозхимия" и в ОПХ Красная Звезда" Орловской области [21].

Основными операциями при выполнении технологического процесса в теплицах являлись: приготовление растворов пестицидов на растворном узле, опрыскивание растений и шатровая обработка раствором пестицидов в теплице с помощью ручного штангового опрыскива-тепя. Работа проводилась силами химического звена по защите растений в количестве 5 человек. Обработку растений производили 0,2% эмульсией карбофоса; шатровую обработку теплиц производили смесью пестицидов: 50% к.э. карбофоса, 40% к.э. рогора и 80% с.п. купрозана, разведенных в воде до необходимой концентрации.

На базе объединения "Сельхозхимия" испытания дыхательного аппарата проводились на работах, связанных с обслуживанием оборудования на станции, перекачки жидкого аммиака из железнодорожных цистерн в стационарные резервуары и последующей его раздачей потребителям, а также при выгрузке пылевидных агрохимикатов (минеральных удобрений: доломитовая и фосфорная мука) из железнодорожных вагонов и цементовозов в бункеры-накопители с после: дующей отгрузкой потребителям в автоцистерны.

Испытания в ОПХ "Красная Звезда" проводились на работах, связанных с протравливанием зерна на складе с помощью машины-протравителя ПС-10 препаратом гранозан в соответствии с принятой технологией.

Рабочие, занятые на вышеупомянутых операциях применяли дыхательный аппарат в течение всей рабочей смены

Методика проведения исследования в производственных условиях включала: определение проникания вредных веществ в подмасочное пространство органолептическим методом, а также определение коэффициента проникания вредных веществ в подмасочное пространство путем отбора проб воздуха из рабочей зоны и подмасочного пространства с их последующим химическим анализом; физиологические обследования работающих в дыхательном аппарате; выявление мнений работников по эксплуатационным и защитным свойствам дыхательного аппарата; определение метеорологических условий по спе-дующим показателям: температура и относительная влажность возду-

ха, скорость движения воздуха в рабочей зоне, атмосферное давление.'

Определение проникания вредных веществ в подмасочное пространство органолептическим методом основано на том, что многие вредные примеси обладают специфическим запахом, причем порог восприятия ниже уровня ПДК. Сигналом о проникновении вредных веществ и необходимости замены фильтрующих коробок служит появление запаха вредной примеси в подмасочном пространстве лицевой части СИЗОД [59].

Защитная эффективность испытуемых дыхательных аппаратов характеризовалась коэффициентом проникания вредных веществ в подмасочное пространство. Отбор проб воздуха для последующего химического анализа по стандартным методикам осуществлялся с помощью аспиратора модели 822, пробоотборника индивидуального ВБ2-02 , а также разработанного и изготовленного нами модифицированного дыхательного аппарата с новой функциональной' возможностью - автономным отбором проб в зоне загрязненного воздуха [9,19].

На рис. 4.6 показана схема модифицированного дыхательного аппарата.

Дыхательный аппарат содержит корпус 1, в котором расположена воздуходувка 2, включающая кожух 3, электродвигатель 4 с рабочим колесом 5 на валу. К корпусу 1 присоединены две противогазовые коробки 6 и 7, состоящие из цилиндрического короба 8, фильтра 9 и крыщки 10. По поверхности крышки 10 противогазовой коробки 7 выполнены отверстия

11, расположенные равномерно по периметру основания крышки 10, оси отверстий которых перпендикулярны

г ~ поверхности крышки 10, причем в

I _ отверстиях 11 расположены штуцеры

12. Поглотительные индикаторные элементы 13 соединены штуцерами 12 с-помощью соединительных шлан-

Рис. 4.6 Схема модифициро- гов 15 одинаковой длины. Дыхатель-

ванного дыхательного аппарата 46 '

ный аппарат укрепляется на спине оператора с помощью крепежного гарнитура и соединяется посредством гибкого соединительного шланга с безразмерным пневмошлемом с пелериной. Электродвигатель 4 питается от носимой аккумуляторной батареи.

Работа дыхательного аппарата осуществляется следующим образом. При включении электродвигателя 4 вращается рабочее колесо 5 центробежной воздуходувки 2. Воздух в дыхательный аппарат поступает двумя потоками. Один воздушный поток попадает в противогазовую коробку 6, которая очищает воздух от вредных аэрозолей, паров и газов. Далее очищенный воздух с избыточным давлением поступает в корпус 1 и воздуходувку 2 и нагнетается по соединительному шлангу в лицевую часть, а затем поступает в органы дыхания работающего. Другой воздушный поток поступает в поглотительные индикаторные элементы 13. В зависимости от агрегатного состояния вещества отбор проб воздуха для определения содержания в нем вредной примеси производят протягиванием определенного объема исследуемого воздуха через ту или иную поглотительную индикаторную среду, в которой определяемое вещество или растворяется, или химически связывается. Достаточная эффективность поглощения искомой примеси достигается сочетанием скорости аспирации исследуемого воздуха и конструкцией примененного поглотительного прибора. Отбор проб осуществляется, как правило, в течение 20 мин (но не более 30 мин). После завершения процесса отбора проб, поглотительные индикаторные элементы 13 изымаются из секций обойм 14 и подвергают химическому анализу в соответствии с применяемыми методиками.

Возможное количество одновременно присоединяемых поглотителей находится из выражения

(М + б+б^О4 '

а

где п - количество поглотительных элементов; Л - коэффициент трения; с, - значения коэффициентов местных аэродинамических

сопротивлений (в шланге и поглотительном элементе); <9 - скорость отбора пробы воздуха; I. - расход воздуха через одну противогазовую коробку; й - диаметр входного отверстия противогазовой коробки; I и с] - длина и диаметр соединительного шланга.

Использование дыхательного аппарата для отбора проб загрязненного воздуха позволяет сократить или исключить применение спе-

циального воздухозаборного оборудования и упростить работу оператора. Преимуществом описанного дыхательного аппарата является возможность автономного отбора проб непосредственно из зоны дыхания и подмасочного пространства СИЗ при выполнении работ, связанных с перемещением работающего по загрязненной зоне, исключения влияния соединительных шлангов и проводов на процесс выполнения работы и повышение производительности труда работающего. За счет применения дополнительного фильтра, в качестве которого используют поглотительную среду индикаторного элемента, повышаются защитные свойства дыхательного аппарата. Отбор проб через противогазовую коробку исключает попадание вредных веществ в подмасочное пространство дыхательного аппарата из рабочей зоны.

Конструкция вышеописанного модифицированного дыхательного аппарата защищена авторским свидетельством № 1365045 [19]. Применение дыхательного аппарата возможно и при испытании других СИЗ. Разработанный нами "Способ определения газопылезащитной эффективности защитных очков закрытого типа" защищен патентом РФ на изобретение №1460632 [20].

Определение метеорологических показателей проводилось общепринятыми приборами на основе стандартных методик.

Результаты определения защитной эффективности дыхательного аппарата и метеорологические условия, характеризующие технологические процессы/приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 Результаты опредепения защитной эффективности дыхательного аппарата_

<

Вред-Наименование ; ное объекта и виды I вещее работ I тво

Метеоусловия на Концентрация Коэффиц

пдк,

рабочих местах

мг/м | ГС | ф>%

р

КПа

вредного вещества, мг/м3

) в I зоне |дыхан \ ия

впод-| масочн

; ОМ

|простр

иент проникания, %

1 2 I 3 | 4 | 5 | 6 \ 7 I —цч- I I 8 9

- Теплицы хозяйства "Юбилейное"

Опрыскивание карбо | 0,5 | 18,9 { 62.7 I 98,4 | 10,0 I не близок к

растении Фос. ; ; ; , ; |обнар нулю

пестицидами 50% | | : . ( I ! ; ужено

к.э. ! : ; , : I

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Приготовление карбо 0,5 18,9 62,7 98,4 13,0 не близок к

растворов пестицидов на растворном фос, 50% к.э обнар ужено нулю

узле

Шатровая рогор 0,5 22.2 47,0 98,4 48,0 следы близок к

обработка 40% нулю

теплиц к.э,

смесью купро

пестицидов зан, 80% С.П.,

карбо 0,5 22,2 47,0 98,4 12,5 не близок к

фос, обнар нулю

50% ужено

к.э

База "Сельхозхимии"

Станция пе- амми 20,0 18,0 60,0 98,8 170 1,7 1,0

рекачки жид- ак

кого аммиака,

обслуживание

технологи-

ческого

оборудования

ОПХ "Красная Звезда"

Протравлива грано 0,005 11,0 80,0 101 0,5 не близок к

ние зерна с зан по (20) обнар нулю

помощью ма- ртути твер ужено

шины ПС-10 дые аэрозоли

Как видно из таблицы 4.3, концентрация вредных веществ в воздухе рабочих зон превышала в некоторых случаях ПДК более чем в 100 раз. В тоже время дыхательный аппарат обеспечивал достаточно высокую защитную эффективность. Так, например, коэффициент защиты по аммиаку находился в пределах 100. Органолептический метод обнаружения вредных веществ не выявил их проникания в подмасочное пространство.

Физиологическое обследование работающих в дыхательном аппа-

рате проводилось в начале и через 4 часа работы с применением функциональной/пробы на нагрузку. В результате проведенных исследований было выявлено, что состояние сердечно-сосудистой системы, центральной нервной системы, тепловое состояние, легочная вентиляция находились в пределах нормы с учетом возраста работающего, выполняемой работы и циркадной ритмики организма. Отмечено некоторое снижение периода кожно-гальванического рефлекса и повышение концентрации электролитов в экстракте слюнных желез, свидетельствующие о незначительном напряжении организма при работе в дыхательном аппарате. Это может быть связано с шумом, возникающим при работе аппарата, и некоторым неудобством обзора сбоку и сзади в пневмошлеме ЛИЗ-4.

Выявление мнений работников по эксплуатационным и защитным свойствам дыхательного аппарата устанавливалось путем опроса рабочих, участвующих в испытаниях, и заполнении ими индивидуальных анкет или опросных листов.

Индивидуальный опрос лиц, принимавших участие в испытаниях дыхательного аппарата, выявил единодушное мнение о возможности применения дыхательных аппаратов на работах, связанных с использованием агрохимикатов. Преимуществом дыхательного аппарата по сравнению с применяемыми в настоящее время на вышеуказанных работах респираторами и противогазами является комплексная защита органов дыхания, глаз и кожных покровов головы, улучшенный обзор по сравнению с противогазом, практическое отсутствие сопротивления дыханию и давления на кожные покровы головы. Основным недостатком дыхательного аппарата, по мнению работающих, является не совсем удобная конструкция пневмошлема ЛИЗ-4, не позволяющая жестко фиксировать прозрачный экран относительно глаз работающего.

В .целом, применение дыхательного аппарата на базе "Сельхозхимии" и в ОПХ "Красная Звезда" в течение двух лет позволило улучшить условия труда персонала базы, занятого на работах с агрохимикатами. ' -

5. ВНЕДРЕНИЕ И СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Результаты исследования и основные положения диссертационной . работы включены в следующие нормативно-технические документы:

• Проект ГОСТ Р ССБТ. Фильтрующие средства индивидуальной

защиты органов дыхания с принудительной подачей воздуха. Общие технические условия и методы испытаний (1996 г.);

® Проект ГОСТ Р ССБТ. Очки защитные, фильтрующие от воздействия парогазовой фазы токсичных веществ. Технические требования и методы испытаний (1996 г.);

« Исходные требования на автономное средство индивидуальной защиты органов дыхания с принудительной фильтрацией воздуха для работников сельского хозяйства при работе с пестицидами (1984 г.);

« Исходные требования на разработку автономных источников воздухоснабжения для дыхательных аппаратов с принудительной фильтрацией воздуха (1990 г.);

» Техническое задание. Источник воздухоснабжения автономный ранцевый ИВА-Р-1 (1990 г.):

• Рекомендации по улучшению индивидуальной защиты работающих в зоне радиоактивного загрязнения вследствие аварии на Чернобыльской АЭС (1S92 г.);

о Рекомендации по применению и внедрению автономных средств индивидуальной защиты органов дыхания с принудительной фильтрацией воздуха при выполнении сельскохозяйственных работ в зоне радиоактивного загрязнения (1S91 г.);

о . Рекомендации по уходу за средствами индивидуальной защиты в условиях сельскохозяйственных предприятий в зоне радиоактивного загрязнения вследствие аварии на Чернобыльской АЭС (1993 г.);

• Рекомендации по совершенствованию дыхательных аппаратов с принудительной фильтрацией воздуха применительно к. условиям выполнения работ на зернотоках ¡л складах, расположенных в зоне радиоактивного загрязнения территорий ( 1993 г.);

« Рекомендации по ведению сельского хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения земель Белорусской ССР (1991 г.);

• Рекомендации по профилактике профессиональных заболеваний рабочих сварочных профессий, занятых в отраслях АПК (1991 г.);

• Классификатор средств индивидуальной защиты от действия пестицидов 1-е и 2-е издание переработанное и дополненное (1987, 1988 г г.);

в Правила по охране труда при послеуборочной обработке в хозяйствах продукции растениеводства (1996 г.);

• Правила по охране труда при ремонте и техническом обслуживании сельскохозяйственной техники (1996 г.);

• Охрана труда в крестьянских , фермерских и сельскохозяйственных кооперативах. Регламент безопасного ведения работ в

растениеводстве (1996 г.);

• Научно-обоснованные параметры и характеристики базового варианта комплекта и элементов формирующих унифицированный типсразмерный ряд дыхательных аппаратов с принудительной фильтрацией воздуха (1993-1994 г.г.);

• Рекомендации по применению средств индивидуальной защиты от действия пестицидов (1997 г.)

По материалам работы издано 4 информационных листка [7.9,10 11]

Опытные образцы дыхательного аппарата внедрены и применялись в ОПХ "Красная Звезда" и Орловском районном объединении "Сельхозхимия', семенных заводах "Ржавский" Курской области и "Тбилисский" Краснодарского края, НПО "Электроника" г. Воронеж и ДР-

Ряд экспериментальных установок, внедрены в практику научных исследований ВНИИОТ и использовались при разработке новых средств индивидуальной защиты по заданию МСХП РФ и заказу других организаций.

Разработана техническая документация и изготовлены опытные партии модификаций дыхательного аппарата - ИДА - 1 ...А [8,10]. Совместно с ЛенНИИхиммаш разработан образец источника воз-духоснабжения автономного ранцевого ИВА-Р-1 [31].

Фирмой "Газоочистка и комфорт" (г. Орел) выпускается универсальный защитный комплект НИВА-Э-2М. Он рекомендован как базовый вариант для формирования унифицированного типоразмерного ряда дыхательных аппаратов с принудительной фильтрацией воздуха для работников сельского хозяйства [39].

В соответствии с методикой ВНИИОТ (г. С.-Петербург) [78] социально-экономический эффект от применения дыхательного аппарата-при сравнении со шланговым противогазом ПШ-2 составляет (в пересчете на цены 1997 г.) около 700 тыс. рублей на один аппарат в год.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Производственные процессы в сельском хозяйстве сопровождаются воздействием на работающих -вредных и опасных факторов. Основными'из них являются пыль и пестициды. Концентрация вредных веществ в воздухе рабочих зон может превышать ПДК в 500 раз., что требует применения СИЗ органов дыхания. Одним из перспек-

тивных направлений является использование фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания с принудительной подачей воздуха (дыхательных аппаратов), где практически полностью исключается сопротивление дыханию на вдохе.

2. Разработка дыхательных аппаратов является актуальной. Однако создание данного вида СИЗ осложняется несовершенством научных основ их разработка. Анализ характеристик СИЗОД и условий их применения позволил сформулировать общие требования, предъявляемые к дыхательным аппаратам, а разработанная методология позволяет выделить главные закономерности, формирующие компоновочную схему аппарата, и выбрать основные узлы. Приведенные основные математические зависимости являются основой для практического расчета конструкции дыхательного аппарата.

3. По разработанной методологии проведен расчет аэродинамических показателей пневмотракта дыхательного аппарата и определена компоновочная'схема аппарата: пневмошЛем ЛИЗ-4 - соединительный шланг - две противогазовые коробки малого габарита.

4. Теоретические и экспериментальные исследования показали возможность применения в дыхательном аппарате стандартных противогазовых коробок, однако при концентрациях аэрозоля в воздухе свыше 11,7 х 1СГ6 кг/м3 необходимо применение фильтра предварительной очистки.

5. Разработанная методика выбора предфильтра позволяет графоаналитически определить его эффективность и эксплуатационную пригодность. Расчет эффективности выбранного предфильтра из материала нетканого полипропиленового показал возможность его применения при скоростях фильтрации от 0,05 до 0,5 м/с. Теоретически рассчитанный полный коэффициент проскока равный 8,55% отличается от экспериментально полученного коэффициента проскока всего на 4,56%.

6. На основе проведенных исследований разработана конструкция нового дыхательного аппарата и графоаналитически определены конструктивные параметры ИПВ. Конструкция дыхательного аппарата защищена тремя авторскими свидетельствами. Лабораторные исследования и производственная проверка подтвердили правильность заложенных технических решений и преимущества аппарата в сравнении с другими СИЗОД.

7. Опытные образцы дыхательного аппарата и нормативно-техническая документация по его использованию и разработке базо-

вых вариантов и комплектов данных изделий широко внедрены в производство.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основные положения диссертации отражены в следующих публи-, кациях:

1. Гаврищук В.И., Васильева Г.Н., Мальцев В В., Тюриков Б.М. Пути повышения эффективности использования средств индивидуальной защиты органов дыхания при работе с пестицидами II Охрана труда в сельском хозяйстве. Безопасность труда в растениеводстве: Сб. трудов. - Орел, МСХ СССР. ЛСХА, ВНИИОТСХ, 1982 - вып. IV, С. 114-117.

2. Тюрикоз Б.М., Гаврищук В.И. Исследование средств индивидуальной защиты органов дыхания для работников кормопроизводства II Безопасность труда в животноводстве: Сб. трудов. - Орел, ВНИИОТСХ, 1983. - выпЛ/, С.86-90.

3. Тюриков Б.М. О разработке азтономных средств индивидуальной защиты органов дыхания с принудительной фильтрацией воздуха // Охрана и безопасность труда при применении агрохимикатов в сельском хозяйстве: Сб. трудов. - Орел, ВНИИОТСХ, 1984. - С. 104107.

4. Тюриков Б.М., Гаврищук В.И. Анализ конструкций средств индивидуальной защиты органов дыхания с принудительной фильтрацией воздуха для условий сельскохозяйственного производства / Орел, ВНИИОТСХ, 1983. - 42 с -Деп. во ВНИИМИ МЗ СССР № 7250-83 (МРЖ № 5, 1984, раздел УИ, публ. 1594)

5. Тюриков Б.М., Мальцев В.В., Гаврищук В.И. Дыхательный аппарат с принудительной фильтрацией воздуха II Техника в сельском хозяйстве, - 1984 - №7. - С.53.

6. Гаврищук В.И., Тюриков Б.М., Мальцев В.8. Защита органов дыхания пневматическими аппаратами II Обеспечение безопасных и здоровых условий труда в интенсивном сельскохозяйственном произ-, водстве: Тез. докл. науч.-техн. конер. - Вильнюс, 1984 г. - С. 86-88.

•7. Гаврищук В.И.. Тюриков Б.М. и др. Дыхательный аппарат с принудительной фильтрацией вЪздуха II ИЛ № 84 Орл.ЦНТИ. - Орел, 1984.

8. Тюриков Б.М., Мальцев В.В., Гаврищук В.И Пневматический дыхательный аппарат с принудительной фильтрацией воздуха II Проспект выставки "Охрана труда-84" ВДНХ СССР - Орел, ВНИИОТСХ, 1984.-4 с.

9. Тюриков Б.М. Автономное устройство для отбора проб воздуха // ИЛ № 78 Орл. ЦНТИ. - Орел, 1984. -4 с.

10. Тюриков Б.М, Мальцев В.В., Гаврищук В.И. Дыхательные аппараты модели ИДА II ИЛ 64-86, Орл.ЦНТИ. - Орел, 1986. - 4 с.

11. Гаврищук В.И., Тюриков Б.М., Мальцев В.В. Установка для испытания фильтрующих элементов по твердым аэрозолям // ИЛ 89-86. Орл.ЦНТИ. - Орел, 1986,- С.4.

12. A.c. № 1251391. Устройство для принудительной фильтрации воздуха дыхательного аппарата / Тюриков Б.М., Мальцев В.В., Гаврищук В.И., Нютин Ю С. - № 3708839 ; Заявлено 10.03.84.

13. Пестрякова Е.П., Балашев С.К., Тюриков Б.М. Улучшение эксплуатационных характеристик автономных средств индивидуальной защиты органов дыхания с принудительной фильтрацией воздуха // Повышение эффективности применения СИЗ в сельском хозяйстве: Тез. докл.Всесоюзной науч.-практ.конф. - Орел, 1986. - С.36-38.

14. Тюриков Б.М. Разработка и применение дыхательных аппаратов с принудительной фильтрацией воздуха II Повышение эффективности применения средств индивидуальной защиты в сельском хозяйстве. Тез.докл.Всесоюзной научн.-практ. конф. - Орел, 1986,- С. 9091.

15 . Гаврищук В.И., Тюриков Б.М. Средства защиты - единственное // Сельский механизатор. - 1986. № 12.- С. 6-7.

16. Рюмшин ВМ, Тюриков Б.М., Мальцев В.В., Гаврищук В.И. Фи-зиолого-гигиеническая оценка индивидуального аппарата с принудительной подачей воздуха // Гигиена труда и профессиональные заболевания. - 1987,- № 6 -С. 41-44.

17. Классификатор средств индивидуальной защиты от действия пестицидов / Горбачев Н.Б., Гаврищук В.И., Тюриков Б.М. и др. Утв. зам. начальника Главного упр. химизации и мелиорации земель Го-сагропрома РСФСР Масловым С.Ф. 06.07.87. - Орел, ВНИИОТ Го-сагропрома СССР, 1987. - 24 с.

18. Тюриков Б.М. Исследование фильтров предварительной очистки для дыхательного аппарата с принудительной фильтрацией воздуха II Исследование эффективности СИЗ для работников с/к: Сб. трудов. - Орел, ВНИИОТ Госагропрома СССР, 1988. - С.89-97

19. A.c. № 1369045. Дыхательный аппарат с принудительной фильтрацией воздуха. Тюриков Б.М., Гаврищук В.И., Загородних АН. / № 4121772/40-23 ; Заявлено 13.06.86, Опубл 03.88.

20. Патент РФ на изобретение №1460632. Способ определения газопылезащитной эффективности защитных очков закрытого типа /

Гаврищук В.И., Тюриков Б.М., Коротеева А.Н., действует с 4.12.95 г.

21. Тюриков Б.М., Коротеева А Н., Гаврищук В.И. Удобное средство защиты органов дыхания и зрения II Химизация сельского хозяйства -1988,-№3.-С. 36-38.

22. Гаврищук В.И.. Тюриков Б.М., Савенкова H.A. Средства индивидуальной защиты органов дыхания для работы с ядохимикатами II Всесоюзная научно-практическая конференция по проблемам охраны труда в условиях ускорения научно-технического прогресса : Тезисы докладов в 2-х частях. - М., ВЦНИИОТ ВЦСПС, 1988,- ч.Н. - с.84-85. ДСП.

,23. Классификатор средств индивидуальной защиты от действия пестицидов / Горбачев Н.Б., Гаврищук В.И., Тюриков Б.М. и др. Утв. нач. упр. охраны труда, техники безопасности и противопожарных мероприятий Госагропрома РСФСР Куплевацким Н.М. 22.09.88. 2-е изд., перераб. и доп. - Орел, ВНИИОТ ГАП СССР, 1988. - 39 с.

24. A.c. 1556674. Защитная маска. Тюриков Б.М,, Гаврищук В.И., Загородних А Н., Суздальцев А.И. / - № 4340599; Заявлено 09.12.87; Опубл. 28.12.88.

25. Гаврищук В.И., Тюриков Б.М. Защита органов дыхания при работе с минеральными удобрениями II Пути ускорения нормализации условий труда работников с/х агропромышленного комплекса: Сб.трудов,- Орел, ВНИИОТ ГАП СССР, 1988 - С.116-121.

26. Тюриков Б.М., Савенкова H.A., Гаврищук В.И. Источник питания для автономных дыхательных аппаратов II Механизация и электрифи- „ кация с/х - 1989. - № 6 - С.60

27. Средства индивидуальной защиты для работающих АПК: Каталог- справочник /Горбачев Н.Б., Новикова Е.П., Тюрикоз Б.М. и др. -М„ 1989.-35п.л.

28. Тюриков Б.М. Улучшение условий труда женщин, работающих с использованием средств индивидуальной защиты органов дыхания II. Всесоюзная научно-практическая конференция "Проблемы охраны труда женщин и подростков на предприятиях АПК и пути их решения в • новых условиях хозяйствования : Тезисы докладов - Орел, ВНИИОТ, 1990. - С.38-39.

29. Тюриков Б.М. Передвижная выставка средств индивидуальной защиты II Вестник охраны труда. - Орел, ВНИИОТ, 1991,- № 3 - С.25-27

30. Тюриков Б.М., Коротеева А.Н Облегченный респиратор "Нечерноземье" II Вестник охраны труда. - Орел. 1992.- № 1. - С.21-23.

31. Тюриков Б.М., Капитанов В Н. Дыхательный аппарат ИВА-Р 1 // Вестник охраны труда - Орел 1932.- № 2 - С.27-29. .

32. Рекомендации по профилактике профессиональных заболеваний рабочих сварочных профессий, занятых в отраслях АПК / Дорофеев В.М., Овчинникова И В , Тюриков Б М . Овсянников Е П. и др."-М„ 1991.-25 с.

33. Рекомендации по ведению сельского хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения земель Белорусской ССР // Кирий В.Г., Овсянников Е.П., Тюриков Б.М и др. - Минск, 1991.- 40 с

34. Тюриков Б.М Контиевская Н.В Облегченный газопылезащитный респиратор "Лепесток-КД" // Вестник охраны труда. - Орел, 1992 -№ 4 - С. 27-28.

35. Тюриков Б.М. Разработка и исследование дыхательного аппарата с принудительной фильтрацией воздуха // Охрана труда и здоровья работников агропромышленного производства России : Сб. научн. трудов. - Орел, ВНИИОТ МСХ РФ, 1993. - С. 173-179

36. Контиевская Н.В., Тюриков Б.М. Разработка облегченного комплекта для защиты органов дыхания и зрения при работах с пестицидами // Охрана труда и здоровья работников агропромышленного производства России : Сб. научн. трудов. - Орел, ВНИИОТ МСХ РФ 1993.

- С 197-206.

37. Патент РФ № 40109 на промышленный образец "Респиратор" / Б.М.Тюриков, Г.Ф.Сизова, Л.П Юдичева:- № 93010428. приоритет 11.03.93.

38. Тюриков Б.М. Здоровье в Ваших руках //.Вестник охраны труда.

- Орел, ВНИИОТ МСХП РФ 1995. 1995 - № 1-2. - С 21

39. Тюриков Б.М. Исследование характеристик фильтрующих средств индивидуальной защиты органов дыхания с принудительной подачей воздуха II Теоретические и практические аспекты в АПК : Сб. научн. трудов - Орел, ВНИИОТ, 1998. - С. 150-157.

40. Тюриков Б.М. Фракционная зффективность предфильтров дыхательных аппаратов // Сб. научн. трудов - Орел. ВНИИОТ МСХП РФ, 1997. •

41. Шкрабак B.C., Тюриков Б.М.. Лапин А П Обоснование и расчет аэродинамических параметров дыхательных аппаратов II Сб. научн. трудов,- С.-Петербург-Пушкин, СГАУ, 1997.

42. Ратников В.А., Лёпин А.П., Тюриков Б.М. Рекомендации по применению средств индивидуальной защиты от действия пестицидов. -Орел, ВНИИОТ МСХП РФ, 1997. - 28 с

Список использованной литературы

43. Справочник по гигиене труда / Под ред. Карпова Б Д., Ковшило B E. - Л.: Медицина, 1979. - 448 с.

44. Гигиена труда в сельскохозяйственном производстве: Руковод- ' ство / Под ред. Медведя Л.И., Кундиева Ю.И. - М.: Медицина, 1981. -460 с

45. Химическая защита растений / Под ред. Груздева ГС. - 2-е изд. -М.: Колос, 1980.-448 с

46. Шкрабак B.C. Охрана труда. - Л.. Агропромиздат; Ленингр. отд-ние, 1990.-247с. -

47. Кобриц Г А Меры безопасности при работе с пестицидами: Справочник. - M : Агропромиздат, 1992. - 127 с.

48. Лапин А П. Охрана труда в фермерском хозяйстве. - М.: Ин-формагротех, 1996. - 92 с.

49. Каминский С Л., Басманов П.И. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. - М.: Машиностроение, 1982. -126 с.

50. Каминский С.Л. Сопротивление дыханию в респираторах и противогазах как источник дополнительного напряжения // Физиологические вопросы охраны труда. - М.: ВЦНИИОТ ВЦСПС, 1977. - С. 66-73.

51. Река Я.Д., Дубовой B.C. Создание индивидуальных противопы-левых респираторов с принудительной подачей воздуха для рабочих угольной промышленности // Пути совершенствования средств индивидуальной защиты работающих на производстве: Материалы Всесоюзного совещания. - M : ВЦНИИОТ ВЦСПС, 1973.. С. 203-208.

52. Воробьев В.А., Авагимов Э.А., Конарев Ф.М. Индивидуальное защитное устройство ;Экран-1М" II Вопросы использования и ремонта сельскохозяйственной техники: Труды КубСХИ. - Краснодар, 1974. Вып. 82/110. -С. 106-111.

53. Молодцов А.Н., Сосенков Ю.Н. Автономные источники воз-духоснабжения для средств индивидуальной защиты // Медико-технические проблемы индивидуальной защиты человека: Сб. научн. работ / Под ред. Кощеева B.C. - М.: Минздрав СССР, Институт биофи-•зики, 1980. Вып. 21. - С.121-128.

54. User instruction book aníi-dust helmet "Airstreanrf type AH-1. Racal Safety Ltd. Wembley, Middlesex HAO 1 01 England, 1978. -16 p.

55. Personal environment system. Compressed and power air purifying. equipment. Occupational health and safety products division / 3M Company. 220-7W, 3 M Center, St. Paul, Minnesota 55101, USA, 1980. -

56. Безопасность производственных процессов: Справочник / Под общ. ред. Белова С.В. -М.: Машиностроение, 1985. - 448 с.

57. Калинушкин М.П. Вентиляторные установки. - М.: Высшая школа, 1979. -223 с.

58. Калинушкин М.П. Определение основных размеров радиальных вентиляторов II Водоснабжение и санитарная техника. - 1978, №8. -С. 17-19.

59. 'Лепесток" (Легкие респираторы) / И.В.Петрянов, B.C.Кощеев и др. - М.: Наука, 1984.-.216 с.

60. Справочник химика. - М. -Л.: Химия, 1966. Том V. - 976 с.

61. Мигай К.В. Гигиена и безопасность труда при электросварочных работах в судостроении. - Л., 1975. - 85 с.

62. Городинский С.М. Средства индивидуальной защиты при работах с радиоактивными веществами. - М.: Атомиздат, 1979. - 296 с.

63. British standard 4558. Section 5, paragraph 5.1. Positive pressure powered dust respirators. London, 1970. - 24 p.

64. Respirators and Protective Clothing. Safety Series. N-22. Vienna: IAEA, 1967. - 92 p

65. Respiratory Protective Equipment// National Safety News. - 1979, vol. 120, №2. -P. 83-90.

66. Respiratory Protection: An employer's manual - a guide for the employee. DHEW (NIOSH) Publication № 78-193A and 78-193B. National Institute for Occupational Safety and Health. - Cincinnati, 1978, 2 booklets. - 92 and 32 p.

67. Birkner L.R. Respiratory Protection - A manual and guideline. American Industrial Hygiene Association. - Akron, 1980. - 93 p.

68. American national standard practices for respiratory protection. ANSI Z 88.2-1969. - New York: American National Standards Institute, 1969, № 10018. -16 p.

69. Разработка и внедрение новых средств индивидуальной защиты органов дыхания и зрения для работающих с ядохимикатами. Промежуточный отчет / ВНИИ охраны труда в сельском хозяйстве; Проблема О.сх. 127, тема 03.02., № ГР 018240356670; Инв. № 02830016524. - Орел, 1982. -115 с.

70. Nelson GO., Correia A.N., Harder С.A. Respirator cartridge efficiency. Studies \/П. Effect of relative humidity and temperature'' // American Industrial Hygiene Association Journal, 1976, № 5, - P. 280-288.

71. Willeke К., Ayer H.E., Blanchard I.D. New methods for quantitative respirator fit testing with aerosols // American Industrial Hygiene

Association Journal, 1981, vol. 42, № 2, P. 121-125.

72. Ужов В.H., Мягков Б.И. Очистка промышленных газов фильтрами. - М.: Химия, 1970. - 320 с.

73. Буркацкая Е.Н., Цапко В.Г. Гигиена труда при использовании ядохимикатов и минеральных удобрений в сельском хозяйстве. - Киев : Здоровье, 1977. - 356 с.

74. Гордон Г.М. Взаимосвязь структуры и свойств фильтровальных тканей с основными показателями фильтрации запыленных газов // Пылеулавливание и очистка газов в цветной промышленности. - М., 1970, №31. -С. 56-69.

75. Кирш А.А., Стечкина И.Б., Фукс Н.А. Исследования в области волокнистых аэрозольных фильтров: Экспериментальное определение эффективности волокнистых фильтров в области максимального проскока частиц // Коллоидный журнал, 1969, т.31, № 2. - С.227-232.

76. Стечкина И.Б., Кирш А.А., Фукс Н.А. Исследования в области волокнистых аэрозольных фильтров. Расчет осаждения аэрозолей в модельных фильтрах в области максимального проскока частиц II Коллоидный журнал, 1969, т.31, № 1. - С.121-126.

77. Ужов В.Н., Вальдберг А.Ю., Мягков Б.И., Решидов И.К. Очистка промышленных газов от пыли. - М.: Химия, 1981. - 392 с.

78. Филиппов В.И., Васильева Н.М., Косинская Л.В. К вопросу о методике расчета социально-экономической эффективности научно-исследовательских работ в области средств индивидуальной защиты органов дыхания II Проблемы разработки и испытания средств индивидуальной защиты органов дыхания. - М.: ВЦНИИОТ, 1977. - С. 3136. ,

Б. М. Тюриков

■ УЛУЧШЕНИЕ УСЛОВИЙ И ОХРАНЫ ТРУДА РАБОТНИКОВ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ПУТЕМ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФИЛЬТРУЮЩИХ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ С ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ ПОДАЧЕЙ ВОЗДУХА

Набрано и сверстано на компьютере ВНИИОТ Набор Тюриков Б.М. Верстка и правка Токарь Н.В,

Технический редактор Коренева Л.К.

Отпечатано на ротапринте ВНИИОТ

Подписано в печать " 5 " января 1998 г. Формат 60х 84 1/16. Объем 2,5 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 2

302016, г. Орел, ул. Комсомольская, 127