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8/9/2019 Nbr 13697 - Equipamentos de Protecao Respiratoria - Filtros Mecanicos

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ABNT-Associação

Brasileira deNormas Técnicas

Palavras-chave: Proteção respiratória. Filtro para partículas 14 páginas

Equipamentos de proteção respiratória -Filtros mecânicos

NBR 13697JUN 1996

Origem: Projeto 02:011.03-008/1994CB-02 - Comitê Brasileiro de Construção CivilCE-02:011.03 - Comissão de Estudo de Proteção RespiratóriaNBR 13697 - Respiratory protective devices - Particles filters - SpecificationDescriptors: Respiratory protection. Particle filtersVálida a partir de 29.07.1996

Especificação

SUMÁRIO1 Objetivo2 Documentos complementares3 Definições4 Condições gerais5 Condições específicas6 Inspeção7 Aceitação e rejeiçãoANEXO - Figuras

1 Objetivo

1.1 Esta Norma fixa as condições exigíveis para filtros mecâ-

nicos para uso como parte de um equipamento de proteçãorespiratória, excluídos os respiradores de fuga e as peçasfaciais filtrantes.

1.2 Os filtros que atendem aos requisitos desta Norma sódevem ser utilizados em peças faciais que tenham todas assuas partes e componentes aprovados em normas espe-cíficas (ver NBR 13694 e NBR 13695).

2 Documentos complementares

Na aplicação desta Norma é necessário consultar:

NBR 12543 - Equipamentos de proteção respiratória -Terminologia

NBR 13694 - Equipamentos de proteção respiratória -Peças semifacial e um quarto facial - Especificação

NBR 13695 - Equipamentos de proteção respiratória -Peça facial inteira - Especificação

EN-143 - Respiratory Protective Devices. ParticleFilters. Requirements, Testing, Marking

3 Definições

Os termos técnicos utilizados nesta Norma estão definidosem 3.1 a 3.3 e na NBR 12543.

3.1 Equipamento de proteção respiratória

Equipamento que visa a proteção do usuário contra a inala-

ção de ar contaminado ou de ar com deficiência de oxigênio.

3.2 Filtro mecânico

Filtro destinado a reter partículas em suspensão no ar.

3.3 Penetração

Relação percentual entre a concentração do aerossol deensaio, medida na saída e entrada do filtro ensaiado emcondições especificadas.

4 Condições gerais

4.1 O filtro deve ser fabricado em material adequado parasuportar temperaturas e umidades usuais.

4.2 O filtro deve ser facilmente removido sem o uso de fer-ramentas e deve ser projetado e fabricado de modo a evitaruma montagem incorreta.

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4.2.1 A ligação entre o filtro e a peça facial pode ser obtidapor conexão do tipo especial ou por rosca.

4.2.2 A conexão entre o filtro e o suporte e deste com a peçafacial deve ser firme e não apresentar vazamento.

4.3 O filtro mecânico deve possuir identificação e marcaçãovisíveis e de difícil remoção, que contenham:

a) identificação do fabricante pelo nome, marca regis-trada ou outro meio de identificação;

b) data de fabricação e o prazo de validade;

c) os símbolos: P1, P2, P3, de acordo com a sua clas-sificação;

d) a letra S ou SL, de acordo com sua capacidade de

proteção contra partículas sólidas, ou sólidas e líqui-das, respectivamente, conforme 5.1.1;

e) o cartucho do filtro mecânico classe P3 deve estaridentificado também pela cor magenta colocada nasua parte lateral.

4.4 O filtro mecânico deve ser entregue acompanhado deinstruções de uso que permitam a sua utilização por pessoaltreinado, ressaltando as conseqüências do uso incorreto.Estas instruções devem compreender a limitação para ouso e ajuste correto à peça facial para o qual o filtro foi projetado, incluindo os procedimentos de manutenção e es-

tocagem.

4.5 O filtro não aprovado no ensaio com óleo de parafinasomente deve ser usado contra aerossóis sólidos ou líqui-dos contendo água.

5 Condições específicas

5.1 Classificação

Esta Norma cobre três classes de filtros mecânicos: P1,P2 e P3.

5.1.1 Os filtros de classe P1 são indicados somente parapartículas sólidas. Os de classe P2 e P3 são subdivididosde acordo com a sua capacidade de remover partículas só-

lidas e líquidas (SL, aprovados nos ensaios com aerossolde cloreto de sódio e de óleo de parafina), ou somente sóli-das (S, aprovados no ensaio com aerossol de cloreto desódio).

5.1.2 A proteção propiciada por um filtro de classe P2 e P3

compreende também a proteção fornecida pelo filtro cor-respondente de classe(s) inferior(es).

5.2 Resistência à respiração

A resistência imposta pelo filtro novo ao fluxo contínuo dear deve ser tão baixa quanto possível e em nenhum casoexceder os valores contidos na Tabela 1.

Tabela 1 - Resistência máxima à respiração dos filtrosmecânicos

Resistência máxima (Pa)Classe do filtro

30 L/min(A) 95 L/min(A)

P1 60 210

P2 70 240

P3 120 420

(A) Fluxo de ar contínuo.

Nota: Quando a peça facial é usada com mais de um filtro em pa-ralelo, o fluxo indicado na Tabela 1 deve ser dividido pelo nú-mero dos filtros; porém, se este filtro puder ser utilizado so-

zinho, então deve ser usado todo o fluxo de ar no ensaio.

5.3 Penetração

A penetração inicial dos aerossóis de ensaios não deve ex-ceder os valores contidos na Tabela 2. Entende-se porpenetração inicial a relação percentual entre a concentraçãodo aerossol depois do filtro e a concentração deste mesmoaerossol antes do filtro, medidas nos primeiros segundos.

5.4 Condicionamento de vibração

Após submetido ao condicionamento de vibração, o filtronão deve apresentar deformações apreciáveis e deve sa-tisfazer aos requisitos de penetração. O condicionamentodeve ser feito conforme 6.2.

Tabela 2 - Penetração inicial máxima

Penetração inicial máxima do aerossol de ensaio (%)Classe do filtro

Ensaio de cloreto de sódio Ensaio de óleo de parafina95 L/min(A) 95 L/min(A)

P1 20 -

P2 6 2P3 0,05 0,01

(A) Fluxo de ar contínuo.



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5.5 Entupimento

O ensaio de entupimento é opcional. São disponíveis doistipos de ensaios: o ensaio de poeira de carvão para fil trosde uso em mineração de carvão e o ensaio de poeira dedolomita para outros usos.

6 Inspeção

6.1 Condições gerais

6.1.1 Todos os ensaios de desempenho devem ser condu-zidos de tal modo que o ar ou o aerossol de ensaio passeatravés do filtro inteiro. Cada ensaio deve ser feito em filtroscondicionados pelo ensaio de vibração. Quando a peça fa-cial utiliza mais de um filtro, o fluxo usado no ensaio deveser dividido pelo número de filtros. Porém, se o fil tro puderser utilizado sozinho, então deve ser usado o fluxo total dear no ensaio.

6.1.2 Os ensaios devem ser realizados nas condições detemperatura e umidade ambientes.

6.1.3 Cada ensaio deve ser realizado com um número mí-nimo de dez filtros.

6.1.4 Antes do ensaio de resistência à respiração e pene-tração, o filtro deve ser submetido ao ensaio de vibração.Após este tratamento, os filtros não devem apresentar de-feitos mecânicos e devem satisfazer aos requisitos mínimosde resistência à respiração e penetração.

6.2 Ensaio de vibração

6.2.1 Aparelhagem

A aparelhagem necessária à execução do ensaio é mostradaesquematicamente na Figura 1 do Anexo e consiste emuma caixa (K) fixada em um pistão com movimento vertical(S) capaz de ser levantado até 20 mm por um eixo excêntrico(N) e cair sobre um prato de aço (P) devido ao seu própriopeso, à medida que o eixo gira. A massa da caixa de açodeve ser de 10 kg.

6.2.2 Execução do ensaio

Os filtros, encapsulados ou não, devem ser ensaiados comorecebidos, após a remoção de sua embalagem, mas ainda

selados, e montados no suporte do filtro no qual ele vai serusado. Os filtros devem ser colocados na caixa (K), de mo-do que não se toquem entre si durante o ensaio, permitindoum movimento de 6 mm na horizontal e movimento livre navertical. Após o ensaio de vibração, qualquer material quese soltar do filtro deve ser removido antes da realizaçãodos ensaios de desempenho. O equipamento é operado a100 rpm, por aproximadamente 20 min, em um total de2000 rotações.

6.3 Ensaio de penetração

6.3.1 Aparelhagem

Na execução deste ensaio podem ser utilizados os seguin-tes métodos:

a) com cloreto de sódio. As condições descritas em6.3.1.1 foram baseadas na utilização do equipamentoMoore’s. Outro equipamento pode ser utilizado,

desde que as respostas obtidas sejam tecnicamentecompatíveis;

b) com óleo de parafina, conforme 6.3.1.2.

6.3.1.1 Ensaio de penetração com cloreto de sódio

6.3.1.1.1 O equipamento é mostrado na Figura 2 do Anexo.O aerossol é gerado por um nebulizador tipo Collision ,contendo uma solução aquosa de cloreto de sódio a 1%. Onebulizador, mostrado na Figura 3 do Anexo, consiste emum reservatório de vidro, dentro do qual está um cilindromaciço com três bicos de nebulização. O ar é suprido aonebulizador com pressão de 345 kPa e o líquido nebulizadose choca com uma chicana que remove as partículasmaiores. As partículas menores são removidas do ar e mis-turadas com ar seco. A água, ao se evaporar, produzaerossol de cloreto de sódio seco.

6.3.1.1.2 O aerossol gerado por este método é polidispersocom diâmetro médio mássico das partículas de 0,6 µm. Adistribuição de tamanho das partículas é mostrada na Figu-ra 4 do Anexo. Verifica-se se o aerossol permanece comcaracterísticas constantes, dentro de limites aceitáveis, comrespeito ao tamanho e concentração, desde que a pressãodo ar de nebulização se mantenha na faixa de 330 kPa a360 kPa e a vazão de ar, através dos três bicos, permaneçana faixa de 12,5 L/min a 13,0 L/min. O ar que sai do recipientede vidro do nebulizador é misturado com 82 L/min de ar se-co, dando uma vazão total de 95 L/min.

6.3.1.1.3 O consumo de solução no nebulizador é de apro-ximadamente 15 mL/h.

Nota: Esta perda de massa é devida em parte à nebulização dasolução e em parte à evaporação da água do reservatório. Ovolume do reservatório é tal que a variação da concentraçãoe a perda de volume da solução em 8 h não causam apreciá-veis alterações nas características do aerossol.

6.3.1.1.4 O aerossol de cloreto de sódio é analisado antes edepois do filtro em ensaio, por exemplo, por fotometria dechama. O fotômetro usado para esta análise pode ser qual-quer instrumento que tenha a sensibilidade necessária, po-rém existe disponível no mercado um fotômetro especial-mente construído para esta finalidade.

6.3.1.1.5 Quando se emprega um fotômetro de chama de hi-drogênio, o queimador deve estar envolto por um tubo ver-tical, o qual está ligado, na parte inferior, com o tubo deamostragem, dentro do qual escoa o aerossol que vai seranalisado. A vazão do aerossol que chega na chama é con-trolada por convecção natural.

6.3.1.1.6 Uma pequena quantidade de ar filtrado chega conti-nuamente no tubo de amostragem, a jusante da chaminéonde se localiza a chama. A função deste ar limpo é impedirque o ar ambiente, que pode conter quantidades conside-ráveis de sais de sódio, atinja o queimador quando não hou-ver fluxo de ar no tubo de amostragem.

6.3.1.1.7 O queimador de hidrogênio, que dá uma chama si-métrica em relação ao eixo vertical, deve ser revestido porum tubo de vidro à prova de calor. Este tubo deve ser opti-camente homogêneo, a fim de minimizar o efeito da luztransmitida pela chama.



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6.3.1.1.8 As partículas de cloreto suspensas no ar, ao pas-sarem pela chama, são vaporizadas, dando a emissão ca-racterística de sódio: 589 nm. A intensidade desta emissãoé proporcional à concentração de sódio na corrente de ar.

6.3.1.1.9 A intensidade da luz emitida pela chama é medidausando-se um tubo fotomultiplicador. Para separar a emis-são de sódio da luz de fundo, devido a outros comprimentosde onda, é usado um filtro de interferência de banda estreita,com filtros apropriados para bandas laterais. Este filtro deveter, preferivelmente, uma banda de meio pico de não maisque 5 nm.

6.3.1.1.10 Como o sinal de saída do fotomultiplicador é pro-porcional somente à luz incidente em uma faixa relativamenteestreita, altas intensidades de luz são atenuadas por filtrosde densidade neutra. Estes filtros são cuidadosamente ca-librados juntamente com o filtro de interferência em uso e,deste modo, a intensidade de luz atual pode ser calculada apartir do sinal de saída da fotomultiplicadora. O sinal da fo-

tomultiplicadora é ampliado e aparece em um painel, ou éregistrado graficamente.

6.3.1.1.11 A calibração do fotômetro de chama depende doprojeto do instrumento e as instruções do fabricante devemser obedecidas para se obter resultados confiáveis. Em ge-ral, porém, os métodos que podem ser usados são: diluiçãomúltipla do aerossol, diluição da solução de nebulização ouuma combinação de ambas. Se somente a diluição doaerossol ou da solução for utilizada, o limite inferior de cali-bração é, aproximadamente, duas ordens de grandeza maiorque a sensibilidade limite do instrumento.

6.3.1.1.12 Quando se usa a fotomultiplicadora com filtros de

atenuação para a detecção, isto não é importante, pois afotomultiplicadora mede um nível de luz em uma faixa cons-tante do instrumento e os valores dos filtros de atenuaçãosão conhecidos e invariáveis.

Nota: Deste modo, a curva de calibração é linear na faixa debaixas concentrações e pode, com segurança, ser extra-polada para valores mais baixos. O limite superior da linea-ridade da curva de calibração é de, aproximadamente,0,12 mg/m3, devido à reabsorção da luz dentro da chama. Acalibração não é possível acima deste ponto até, aproxima-damente, 15 mg/m3. Quando outros detectores são usados,a condição anterior pode não ocorrer, sendo, neste caso, ne-cessárias combinações de técnicas para se atingir a sensi-

bilidade limite.

6.3.1.2 Ensaio de penetração com óleo de parafina

6.3.1.2.1 O aparelho é mostrado na Figura 5 do Anexo. Oaerossol é gerado usando-se um nebulizador (Figuras 6 e 7do Anexo). O frasco de nebulização (6) é carregado comóleo de parafina (paraffinum perliquidum CP 27 DAB 7), demodo que o nível fique entre as marcas de mínimo e máximo(10). O frasco é aquecido por meio de um dispositivo elétrico(8), de modo que a temperatura do óleo seja mantida em110oC por meio de um termostato (9). A temperatura é medi-da pelo termômetro (11).

6.3.1.2.2 Ar comprimido filtrado a 400 kPa (3 e 4) é preaquecido(8) e passa pelos bicos de nebulização (12) (ver Figura 7do Anexo).

6.3.1.2.3 As gotas grandes da névoa gerada são separadasno bico de controle (13) e no tubo espiral (15). No frasco de

mistura (5), as gotas de óleo e o vapor são diluídos com50 L/min de ar filtrado, medido pelo medidor de vazão (2).Como o ar de diluição está na temperatura ambiente, o va-por de óleo se condensa no frasco de mistura. O aerossolgerado é o aerossol de ensaio, o qual tem sua concentraçãoreduzida para (20 ± 5) mg/m3, rejeitando uma fração apro-priada da névoa de óleo (ver Figura 5 do Anexo, item 18,conjuntamente com 11, 7, 10, 12 e 17) e por posterior diluiçãocom ar filtrado na vazão de 83 L/min, em um frasco demistura (tipo Friedrichs - Antlinger, ver Figura 5, item 5, eFigura 8 do Anexo). O aerossol obtido por este método épolidisperso. A distribuição de tamanho das partículas é dotipo normal logarítmica, com diâmetro médio de Stokes de0,4 m para distribuição por número de partículas e comdesvio-padrão log de 0,216 (ver Figura 9 do Anexo). Oaerossol de ensaio é alimentado na câmara de ensaio (Figu-ra 5, item 1, do Anexo), onde está fixado o filtro em ensaio(15). O excesso do aerossol é filtrado por um filtro de altaeficiência, com baixa resistência ao fluxo de ar (10).

6.3.1.2.4 A vazão através do filtro em ensaio é de 95 L/min.A concentração é medida antes e depois do filtro sob ensaio,por meio de fotômetro de luz dispersa. O esquema do fotô-metro é mostrado na Figura 10 do Anexo. O instrumento éum fotômetro de luz dispersa a 45°.

6.3.1.2.5 A fonte de luz é dirigida para a célula de medição epara a fotomultiplicadora. O feixe dirigido à fotomultiplicadoraé corrigido sempre por variações de intensidade da fonte. Ofeixe de referência é atenuado automaticamente por meiode filtros de densidade neutra e de uma cunha de densidadeneutra até a intensidade do feixe de luz dispersa. A inten-sidade da luz dispersa, que é uma medida da concentraçãodo aerossol, é indicada em um mostrador.

6.3.1.2.6 As propriedades físicas do óleo são as seguintes:

a) densidade de massa a 20°C = 0,846 g/cm3;

b) viscosidade a 20°C = 0,026 Pa.s. a 0,031 Pa.s.

6.3.2 Execução do ensaio

Os filtros devem ser ensaiados antes e após o seguintecondicionamento térmico:

a) 24 h em atmosfera seca a 65°C;

b) 24 h em temperatura de -15°C.

Notas: a) Os métodos usados para ensaiar os filtros contra aeros-sóis sólido e líquido são:

- o de cloreto de sódio, de acordo com 6.3.2.1;

- o de óleo de parafina, de acordo com 6.3.2.2.

b) O método usado para ensaiar filtros contra partículas só-lidas e líquidas de origem aquosa é o de cloreto de sódio.

6.3.2.1 Ensaio com cloreto de sódio

6.3.2.1.1 Princípio do método

Um aerossol de partículas de cloreto de sódio é gerado, ne-bulizando-se uma solução aquosa do sal e evaporando aágua. A concentração deste aerossol é medida antes e de-



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pois do filtro sob ensaio, por exemplo, por meio de fotometriade chama. São possíveis determinações precisas de pene-tração na faixa de 0,0001% a 100%.

6.3.2.1.2 Condições de ensaio

Deve ser observado o seguinte:

a) distribuição de tamanho do aerossol de ensaio: verFigura 4 do Anexo;

b) vazão do aerossol de ensaio: 95 L/min;

c) concentração do aerossol: (8 ± 4) mg/m3;

d) pressão do ar de nebulização: (345 ± 15) kPa;

e) vazão no nebulizador: (12,75 ± 0,25) L/min;

f) vazão do hidrogênio no queimador: 450 a500 mL/min;

g) comprimento de onda do sódio: 589 nm;

h) temperatura do ar: ambiente;

i) umidade relativa: menor que 60%.

6.3.2.1.3 Procedimento de ensaio

A vazão através do filtro é de 95 L/min e a concentração doaerossol é medida nos primeiros segundos pelo fotômetro,imediatamente antes e depois do filtro.

6.3.2.2 Ensaio com óleo de parafina

6.3.2.2.1 Princípio do método

Um aerossol de gotas de parafina é gerado por nebulizaçãode óleo de parafina aquecido. A concentração deste aerossolé medida antes e depois do filtro em ensaio, por exemplo,por fotometria. São possíveis determinações precisas depenetração na faixa de 0,003% a 100%.

6.3.2.2.2 Condições de ensaio

Deve ser observado o seguinte:

a) distribuição do tamanho das partículas: ver Figu-ra 9 do Anexo;

b) vazão através do filtro em ensaio: 95 L/min;

c) concentração do aerossol: (20 ± 5) mg/m3;

d) temperatura do ar: ambiente;

e) pressão do ar de nebulização: (400 ± 15) kPa;

f) vazão no nebulizador: (13,5 ± 0,5) L/min;

g) vazão de ar para a mistura no gerador do aerossol:50 L/min;

h) vazão de ar de diluição: 83 L/min;

i) temperatura do óleo no gerador: 100°C a 110°C.

6.3.2.2.3 Procedimento de ensaio

Uma vazão de 95 L/min é estabelecida por sucção atravésdo filtro, por meio de uma bomba conveniente. A concentra-ção do aerossol é medida imediatamente antes e depois dofiltro, por exemplo, por fotometria.

6.3.3 Cálculos

6.3.3.1 Cálculo da penetração (método com cloreto de sódio)

O cálculo é feito através da equação:

P =C2

C1 x 100

Onde:

P = penetração

C1 = concentração do aerossol antes do filtro

C2 = concentração do aerossol depois do filtro

6.3.3.2 Cálculo da penetração (método com óleo de parafina)

O cálculo é feito através da equação:

P =I - I

I - I x 100%

2 0

1 0

Onde:

P = penetração

I1 = leitura do fotômetro antes do filtro

I2 = leitura do fotômetro depois do filtro

I0 = leitura do fotômetro com ar limpo

6.4 Ensaio de resistência à respiração

O filtro deve ser conectado ao equipamento de ensaio por

meio de um adaptador apropriado que evite vazamentos.

Os ensaios devem ser realizados nas vazões de 30 L/min e95 L/min.

6.5 Ensaio de entupimento

Os ensaios de entupimento com carvão e com dolomita,por serem opcionais, não são descritos nesta Norma. Estesensaios, quando requisitados, devem ser feitos conforme a

EN-143.

7 Aceitação e rejeição

Um filtro mecânico somente pode ser considerado aceito

se satisfizer no mínimo as condições especificadas nestaNorma.

/ANEXO



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Figura 1 - Equipamento para ensaio de vibração

ANEXO - Figuras



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8 NBR 13697/1996

Figura 2 - Esquema do aparelho para ensaio com cloreto de sódio

1 - Garrafa Kilner ou similar

2 - Bico do nebulizador

3 - Arruela de fibra

4 - Chicana

5 - Haste

6 - Gaxeta de borracha

7 - Corpo

8 - Gaxeta de borracha

9 - Porca

10 - Tampa rosqueada

Figura 3 - Nebulizador



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Figura 4 - Distribuição do tamanho das partículas



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1 - Câmara de ensaio: Lucite. Diâmetro: 500 mm; altura: 500 mm; tampa dos dois lados de madeira compensada

2 - Porta da câmara com vedação3 - Disco coletor doóleo com vedação

4 - Cobertura do frasco de mistura

5 - Frasco de mistura (tipo Friedrichs - Antlinger) para acerto da concentração da névoa

6 - Medidores de vazão (faixa 800 L/h a 8000 L/h)

a) para medida do ar propelente no frasco de mistura (500 L/h)

b) para medida do ar de ensaio (95 L/min)

7 - Válvulas para controle da vazão de ar

8 - Filtro de alta eficiência

9 - Filtro de redução (faixa 100 kPa - 500 kPa) para pressão alta de 600 kPa - 100 kPa

10 - Filtro de alta eficiência e baixa resistência

11 - “T” para tomar a quantidade de névoa necessária para o ensaio

12 - Válvula de agulha para controle da concentração da névoa na câmara

13 - Gerador de névoa

1 4 - Fotômetro

15 - Tubo conector para o filtro em ensaio

16 - Tubo amostrador para medida da concentração da névoa na câmara. O fotômetro é conectado com 15 ou 16, quando necessário, pormeio de um tubo curto. O tubo de conexão que não está em uso deve ser fechado facilmente. O tubo para névoa de óleo é de plásticoreforçado com fibra com diâmetro interno de 19 mm

17 - Garrafa tipo Woulf

18 - Frasco pulmão de 5 L

Figura 5 - Aparelho para o ensaio com aerossol de óleo de parafina



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1 - Entrada de ar a 500 kPa com filtro

2 - Medidor de vazão

3 - Redutor de pressão

4 - Manômetro

5 - Frasco de mistura

6 - Frasco de nebulização

7 - Termostato - Vaso

8 - Camisa de aquecimento

9 - Termostato10 - Indicador do nível de óleo

11 - Termômetro

12 - Bico do nebulizador

13 - Bico de controle

1 4 - Manômetro tipo U

15 - Tubo espiral

16 - Dreno

17 - Saída para o equipamento de medida

18 - Purga

19 - Válvula20 - Bomba de óleo

21 - Depósito de óleo

22 - Parafuso de fixação

Figura 6 - Gerador para aerossol de óleo de parafina



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Figura 7 - Bico do nebulizador

Unid.: mm



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Figura 8 - Frasco de mistura (Friedrichs - Antlinger, JENAer GLASS D 50)

Unid.: mm



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14 NBR 13697/1996

Figura 9 - Distribuição de tamanho das partículas do aerossol de óleo de parafina

Figura 10 - Esquema do fotômetro


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