станция экологического контроля окружающей среды

Формула изобретения

Станция экологического контроля окружающей среды, содержащая теплоизолированный герметичный цилиндрический корпус с размещенными внутри его приборами и агрегатами систем измерения, контроля и служебного обеспечения станции, а также кондиционер с всасывающими и нагнетательными воздуховодами, отличающаяся тем, что теплоизолированный герметичный цилиндрический корпус с крышкой обтекаемой формы разделен на верхний и нижний отсеки перегородкой-полом, приборы и агрегаты систем измерения и контроля установлены в верхнем отсеке и размещены на перфорированных полках стеллажей, расположенных по периметру корпуса с образованием свободного центрального пространства для обслуживающего персонала, приборы и агрегаты системы служебного обеспечения станции с кондиционером размещены в нижнем отсеке, при этом перегородка-пол выполнена с перфорацией в зоне расположения стеллажей, всасывающий воздуховод выполнен в виде кожуха, расположенного вдоль стены корпуса, с входом в потолочной зоне верхнего отсека и выходом, сообщающимся с объемом нижнего отсека, а верхний отсек снабжен теплоизолированной герметичной дверью, установленной в корпусе станции заподлицо с его внешней поверхностью.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к экологическим информационным станциям, а именно к станциям автоматического контроля физико-химического, радиационного состояния атмосферного воздуха.

Создание эффективных автоматических средств, применение которых особенно актуально в районах нефтегазовых месторождений, металлургических, химических, атомных и других производств, работающих в сложных климатических условиях, преимущественно без участия человека, при резком перепаде температур, влажности, давлений, является сложной проблемой, решение которой вызывает интерес во всем мире. Такие станции, созданные с той или иной степенью автоматизации, используются, например, в США (города: Чикаго, Лос-Анджелес, Нью-Йорк), Японии (префектура Гума, город Нагоя), Великобритании (станции фирмы "Тельстор"), Польше (Горносилезкий промышленный округ) и т.д.

Известна, например, станция экологического контроля окружающей среды АНКОМ-АМ (см. "Проблемы экологии Москвы. Сеть наземных измерений". /Под редакцией Е.Н. Пупырева. - М.: Московское отделение гидрометеоиздата, 1992, с. 144-146), содержащая корпус, опорную раму, метеокомплекс, измерительную аппаратуру загрязненности воздуха, пробозаборники воздуха, блоки диагностики, управления и передачи информации, кондиционер и нагреватель, датчики температуры нагретого и холодного воздуха. Станции подобного типа имеют малоэффективное термостатирование измерительной аппаратуры и используются преимущественно при эксплуатации в городских условиях.

Недостатком таких станций экологического контроля окружающей среды является отсутствие стабильности характеристик измерительной аппаратуры из-за малоэффективного термостатирования приборов и агрегатов длительной эксплуатации станции.

Известна также станция экологического контроля окружающей среды (см., например, патент RU 2078357, МПК 6 G 01 W 1/02 от 27.04.1997 г.), выбранная в качестве прототипа и содержащая теплоизолированный герметичный цилиндрический корпус с размещенными внутри его системами измерения, контроля и служебного обеспечения станции и кондиционер с всасывающим и нагнетательным воздуховодами.

Такие станции имеют теплоизолированный герметичный цилиндрический корпус, выполненный в виде обечайки с полусферической крышкой и днищем. Внутренние поверхности корпуса, крышки и днища накрыты теплоизоляцией. Приборы и агрегаты систем измерения и контроля окружающей станцию среды размещены в замкнутом объеме станции без возможности оперативного доступа человека к ним. Указанные приборы и агрегаты сгруппированы и закреплены на центральной раме с двух ее сторон и имеют тепловое влияние друг на друга, что снижает эффективность охлаждения приборов и агрегатов при циркуляции воздуха внутри станции.

Кроме того, для замены прибора или агрегата в случае аварийного выхода из рабочего состояния, а также для проведения внутри станции регламентных работ с отдельными приборами или агрегатами, работающими длительное время особенно в экстремальных условиях эксплуатации, потребуется раскрытие и разгерметизация корпуса станции путем снятия полусферической крышки, что не всегда возможно, например при эксплуатации в полевых условиях в зимнее время.

Недостатками известной станции экологического контроля окружающей среды являются отсутствие стабильности характеристик измерительной аппаратуры, из-за малоэффективного охлаждения (подогрева) приборов и агрегатов и сложность обслуживания при длительной эксплуатации.

Задачей настоящего изобретения является создание станции экологического контроля окружающей среды, которая обеспечивала бы стабильные характеристики измерительной аппаратуры в течение длительного времени эксплуатации за счет повышения эффективности охлаждения (подогрева) приборов и агрегатов и упрощения обслуживания при эксплуатации.

Сущность изобретения заключается в том, что у станции экологического контроля окружающей среды, содержащей теплоизолированный герметичный цилиндрический корпус с размещенными внутри его приборами и агрегатами систем измерения, контроля и служебного обеспечения станции, а также кондиционер с всасывающими и нагнетательными воздуховодами, в отличие от известной теплоизолированный герметичный цилиндрический корпус с крышкой обтекаемой формы разделен на верхний и нижний отсеки перегородкой-полом, приборы и агрегаты систем измерения и контроля установлены в верхнем отсеке и размещены на перфорированных полках стеллажей, расположенных по периметру корпуса с образованием свободного центрального пространства для обслуживающего персонала, приборы и агрегаты системы служебного обеспечения станции с кондиционером размещены в нижнем отсеке, при этом перегородка-пол выполнена с перфорацией в зоне расположения стеллажей, всасывающий воздуховод выполнен в виде кожуха, расположенного вдоль стены корпуса, с входом в потолочной зоне верхнего отсека и выходом, сообщающимся с объемом нижнего отсека, а верхний отсек снабжен теплоизолированной герметичной дверью, установленной в корпусе станции заподлицо с его внешней поверхностью.

Задача решается тем, что станция экологического контроля окружающей среды разделена на верхний и нижний отсеки измерения, контроля и служебного обеспечения станции и снабжена кондиционером; в отсеках организовано эффективное охлаждение или подогрев приборов и агрегатов, установленных и размещенных на стеллажах по периметру корпуса станции, имеющее направленный поток воздуха, циркулирующего от кондиционера через перфорацию в половой перегородке и полках стеллажей. Кроме того, для обслуживания приборов и агрегатов в условиях длительной эксплуатации станции при размещении входа воздуховода в потолочной зоне создалась необходимость снабдить верхний отсек теплоизолированной герметичной цилиндрической дверью.

Технический результат в части снабжения теплоизолированного герметичного цилиндрического корпуса станции, выполненного в виде цилиндра с крышкой обтекаемой формы (форма крышки может быть не только полусферической, но и эллипсоидной, конической и т.д.), разделения на верхний и нижний отсеки для размещения и обслуживания систем измерения, контроля и служебного обеспечения станции с кондиционером, размещения приборов и агрегатов систем измерения и контроля на перфорированных полках стеллажей, расположенных по периметру корпуса станции с образованием свободного центрального пространства для обслуживающего персонала, а приборов и агрегатов системы служебного обеспечения станции с кондиционером - в нижнем отсеке, снабжения станции теплоизолированной герметичной дверью, а также взаимная конструктивная связь всех составных элементов станции обеспечивает стабильные характеристики измерительной аппаратуры в течение длительного времени эксплуатации за счет повышения эффективности охлаждения (подогрева) приборов и агрегатов, а также за счет упрощения обслуживания при эксплуатации, что подтверждено испытаниями опытных образцов, изготовленных с использованием предлагаемого технического решения.

Использование предлагаемой станции экологического контроля окружающей среды в районах нефтегазовых месторождений, металлургических, химических и атомных производств позволит дать значительный экономический эффект за счет обеспечения стабильных характеристик измерительной аппаратуры в течение длительного времени эксплуатации за счет повышения эффективности охлаждения (подогрева) приборов и агрегатов, а также за счет упрощения обслуживания при эксплуатации.

Суть изобретения поясняется чертежом.

Предлагаемая станция экологического контроля окружающей среды состоит из следующих основных систем, узлов, деталей, приборов и агрегатов: теплоизолированного герметичного цилиндрического корпуса 1 с размещенными внутри его системами измерения 2 и контроля 3, системы служебного обеспечения 4 станции и кондиционера 5 с всасывающим воздуховодом 6 и нагнетательным воздуховодом 7.

Теплоизолированный герметичный цилиндрический корпус 1, выполненный в виде цилиндра с крышкой 8, имеющей обтекаемую форму, например каплеобразную, разделен на отсеки верхний и нижний 9, 10 для размещения и обслуживания указанных систем 2, 3, 4. Приборы 11 и агрегаты 12 системы измерения 2 и системы контроля 3 установлены в верхнем отсеке 9 и размещены на перфорированных полках 13 стеллажей 14, расположенных по периметру корпуса 1 станции с образованием свободного центрального пространства 15 для обслуживающего персонала, а приборы 16 и агрегаты 17 системы служебного обеспечения 4 станции с кондиционером 5 размещены в нижнем отсеке 10, отделенном от верхнего отсека 9 перегородкой-полом 18, содержащей перфорацию 19 в зоне 20 расположения стеллажей 14 с приборами 11 и агрегатами 12, через которую верхний отсек 9 сообщен с кондиционером 5 посредством нагнетательного воздуховода 7, при этом верхний отсек 9 снабжен теплоизолированной герметичной дверью 21, выполненной, например, по типу устройства самолетной двери и установленной в корпусе 1 заподлицо с его внешней цилиндрической поверхностью 22. Кроме того, всасывающий воздуховод 6 выполнен в виде кожуха, расположенного вдоль стены 23 корпуса 1, вход 24 которого расположен в потолочной зоне 25 верхнего отсека 9, выход 26 сообщен с объемом 27 нижнего отсека 10. Метеокомплекс 28, входящий в состав станции, установлен на выносной штанге 29, закрепленной на корпусе 1 станции. В качестве теплоизоляции 30 используют, например, пенопласт ППУ-4 или "Теплон".

Всасывающий воздуховод 6 снабжен заслонкой 31 для регулирования циркулирующего потока воздуха.

Перфорированные перегородки 13 стеллажей 14 выполнены преимущественно из низкотеплопроводного материала, например стеклопластика, что позволяет защитить приборы от теплового влияния (воздействия) на них от приборов, расположенных в смежных (соседних) отсеках стеллажей 14.

Работает станция экологического контроля следующим образом.

Процесс термостатирования станции экологического контроля характеризуется определенным температурно-влажностным режимом, который устанавливается в результате тепло- и влагопереноса. При работе кондиционера 5 в режиме охлаждения из внутреннего объема верхнего отсека 9 отработанный отепленный и увлажненный воздух поступает на вход 24 во всасывающий воздуховод 26, попадает в объем 27 нижнего отсека, после чего поступает в кондиционер 5, где происходит его охлаждение и осушение. На выходе из кондиционера 5 подсоединен нагнетательный воздуховод 7, выход из которого подведен к зоне 20 перфорации 19 в половой перегородке 18, через которую осуществляется подача охлаждающего воздуха в верхний отсек 9 к приборам 11 и агрегатам 12, размещенным на перфорированных полках 13 стеллажей 14. После выхода холодного воздуха из отверстий перфорации 19 он, проходя через отверстия перфорированных полок 13, равномерно омывает и охлаждает приборы 11 и агрегаты 12 системы измерения 2 и системы контроля 3 до заданной температуры. При организации такой подачи охлаждающего воздуха из нагнетательного воздуховода 7 оказывается, что поток воздуха на выходе из отверстий перфорированных полок 13 имеет термодинамические параметры, которые характеризуются минимальными значениями температуры и минимальной относительной влажностью по отношению ко всем последующим измерениям температурно-влажного режима воздушного потока в элементах станции в объеме верхнего отсека 9, всасывающем воздуховоде 6, объеме 27 нижнего отсека 10.

При работе кондиционера 5 в режиме подогрева и очистки воздуха от пыли циркуляция воздуха в отсеках 9, 10 осуществляется аналогично.

Расположение в верхнем отсеке 9 стеллажей 14 с размещенными на них приборами 11 и агрегатами 12 системы измерения 2 и системы контроля 3 загрязненности воздуха окружающей станцию среды по периметру корпуса 1 станции с образованием свободного центрального пространства 15 для обслуживающего персонала и снабжение верхнего отсека 9 теплоизолированной герметичной дверью 21, установленной в корпусе 1 станции заподлицо с его внешней цилиндрической поверхностью 22, обеспечивают свободный доступ обслуживающего персонала к приборам 11 и агрегатам 12 при длительной эксплуатации станции экологического контроля окружающей среды. Также обеспечивается доступ из верхнего отсека 9 к приборам 16 и агрегатам 17 системы служебного обеспечения 4 станции и к кондиционеру 5 через люки, предусмотренные и выполненные в перегородке-поле 18. Выполнение теплоизолированного герметичного корпуса 1 в виде цилиндра с крышкой 8 обтекаемой формы и установка дверей 21 заподлицо с корпусом 1 позволяют исключить возможные ветровые завихрения воздуха в зонах расположения метеокомплекса 28 и заборников проб воздуха, а также исключается сбор метеоосадков, например снега, на внешней поверхности крышки 8, что повышает точность измерения и контроля параметров окружающей среды.

Забор и подача воздуха из окружающей станцию среды к приборам 11 системы измерения 2 и системы контроля 3 производятся посредством пробозаборников 32, установленных снаружи станции.

Таким образом, предлагаемая станция экологического контроля окружающей среды обеспечивает стабильные характеристики измерительной аппаратуры в течение длительного времени эксплуатации за счет повышения эффективности охлаждения (подогрева) приборов и агрегатов, а также за счет упрощения обслуживания при эксплуатации станции, что в свою очередь обеспечивает выполнение поставленной задачи.