專利名稱：一種負壓保護型潔凈工作臺的制作方法
技術領域：
本發明涉及實驗室凈化設備技術領域，特別是負壓保護型潔凈工作臺。
背景技術：
在實驗室潔凈技術領域，實驗研究人員經常進行無害受試物的實驗工作。潔凈工作臺是當實驗研究人員在進行無害受試物的實驗工作時，用于保護實驗材料，使其避免暴露于實驗室的非潔凈環境，從而提高受試物的成品率而設計的通風設備，是一種實驗室的空氣凈化設備，在實驗室凈化設備技術領域得到了廣泛應用。潔凈工作臺分類，一般是針對層流結構來進行區分，可分為垂直流潔凈工作臺、水平流潔凈工作臺；從操作面角度，層流潔凈工作臺又可以分為單面操作和雙面操作。從原理角度，目前的產品完全相同，都是為保護實驗材料，并方便舒適地進行實驗材料工作，免受實驗室的非潔凈環境影響而設計的通風設備。潔凈工作臺廣泛應用于醫療衛生、生物制藥、食品安全、臨床和醫院、微生物、植物和動物培養、半導體電子、精密儀器、儀表、醫療設備制造和航天等等行業需要對產品進行保護而對操作人員無傷害的領域；潔凈工作臺能夠提供潔凈操作空間，在進行操作無害的實驗材料實驗時為受試的實驗材料提供有效的保護，并能夠提供一個主操作區、不銹鋼臺面、插座、風量調節器、照明、紫外滅菌等等裝置來方便進行受試材料的實驗工作。一般情況下，潔凈工作臺主體是由薄板金屬構造，配有玻璃側窗、主操作前窗(垂直型)，并且采用通風的結構設計，主操作區在操作實驗材料時始終保持穩定的層流氣流。具體的，潔凈工作臺的主操作實驗區的正上方(垂直層流)或正前方(水平)設置有送風口，送入經過高效過濾器過濾的潔凈氣體。為了使主操作實驗區的保持潔凈環境，送入的潔凈氣體需要穩定層流，并達到0.3m/S 0.6m/s的流速,其氣流由專門的風機系統來控制，從而使潔凈工作臺的主操作實驗區始終處于定向穩定潔凈的層流送風氣流環境。潔凈工作臺的主操作實驗區域的定向穩定潔凈的層流送風氣流環境，是潔凈工作臺用于保護實驗材料的最主要的技術手段。因為潔凈工作臺的主操作實驗區處于定向穩定潔凈的層流送風氣流環境中，實驗研究人員在進行實驗操作時，實驗材料始終處于動態的潔凈的層流區內，而不會導致實驗材料被污染。所以，如何保證其定向穩定潔凈的層流送風氣流環境是整個潔凈工作臺的關鍵技術。請參考圖1、圖2，圖1為氣溶膠泄漏和誘入到垂直層流潔凈工作臺的示意圖；圖2為氣溶膠泄漏和誘入到水平層流潔凈工作臺的示意圖。如圖所示，現有技術中的各種潔凈工作臺，因為其高效過濾器I邊緣密封不嚴或失效泄露氣溶膠(A方向)、主操作區2與送風高壓區密封不嚴誘導入的氣溶膠(B方向)、前玻璃窗與外部的縫隙會從外部誘導入氣溶膠(C方向)等等原因造成潔凈工作臺的主操作區的進入氣溶膠，從而導致受試的實驗材料被污染。這些問題在中華人民共和國建設部JG/T19-1999《層流潔凈工作臺檢驗標準》中作為潔凈工作臺檢測泄露氣溶膠和誘入氣溶膠的關鍵檢測指標，圖1和圖2均摘自這一標準，其原理在此不再贅述。因此，如何提供一種能夠使主操作實驗區始終處于定向穩定潔凈的層流送風氣流環境的潔凈工作臺，是本領域技術人員需要解決的技術問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種負壓保護型潔凈工作臺。該工作臺能夠為其主操作實驗區提供始終處于定向穩定潔凈的層流送風氣流環境。為了實現上述目的，本發明提供一種負壓保護型潔凈工作臺，包括:機架；設置于所述機架，且具有主操作區的潔凈工作臺；高壓風機，其出風口連接集風箱體的進風口，所述集風箱體的出風口向所述主操作區通風；所述主操作區的外圍為設有進風口的半包圍箱體，所述高壓風機和集風箱體設于所述半包圍箱體內部，所述高壓風機從半包圍箱體吸入氣體。優選地，所述半包圍箱體包括位于所述主操作區上方的進氣箱體和主操作區后側的后包圍箱體，所述進氣箱體與后包圍箱體相連通。優選地，所述潔凈工作臺為垂直層流潔凈工作臺，所述高壓風機和集風箱體設于所述進氣箱體內部。優選地，所述潔凈工作臺為水平層流潔凈工作臺，所述集風箱體設于所述后包圍箱體內部，所述高壓風機設于所述進氣箱體或后包圍箱體內部。優選地，所述半包圍箱體的內壁包括集風箱體封板和內襯板，或者包括主操作區頂板和集風箱體封板。優選地，所述半包圍箱體的外壁包括前擋板、上擋板和后擋板。優選地，所述半包圍箱體的進風口設有初效過濾器。優選地，所述集風箱體的出風口連接高效過濾器。優選地，所述機架為上下分體式結構。優選地，所述集風箱體為袋式集風箱體或金屬集風箱體。本發明所提供的負壓保護型潔凈工作臺，可以通過其高壓風機對集風箱體內送風，從而形成集風箱體內的正壓環境；集風箱體內的正壓氣體通過高效過濾器過濾后均勻層流地排入到主操作區，從而提供主操作區的穩定層流潔凈的氣體環境；排入到主操作區的氣體通過操作口(或操作口和底板前部孔排以及后部孔排)等出風口排出。可以通過其高壓風機從半包圍箱體的空間進風，從而形成半包圍箱體的負壓環境；進而從半包圍箱體進氣口的初效過濾器進氣；同時半包圍箱體的負壓環境存在，使主操作區、高效過濾器、集風箱體外側也具有負壓環境，從而防止非潔凈氣體進入主操作區，工作時，主操作區內部具有穩定均勻的層流潔凈正壓環境，保護受試物，主操作區外部具有負壓環境，形成負壓保護，防止泄漏。
圖1為氣溶膠泄漏和誘入到垂直層流潔凈工作臺的示意圖2為氣溶膠泄漏和誘入到水平層流潔凈工作臺的示意圖；圖3為本發明所提供負壓保護型潔凈工作臺的一種具體實施方式
的結構示意圖；圖4為本發明所提供負壓保護型潔凈工作臺的另一種具體實施方式
的結構示意圖。圖1、圖 2 中:1.高效過濾器 2.主操作區圖3、圖 4 中:10.機架 20.高壓風機 21.集風箱體 22.高效過濾器 23.主操作區 30.進氣箱體 31.進風口 221.高效過濾器封板 222.集風箱體封板223.內襯板 224.主操作區頂板 231.第一出風口 301.前窗 302.前擋板 303.上擋板 304.后擋板 304-1.后上擋板 304-2.后下擋板 311.初效過濾器 331.第二出風口 332.第三出風口 32.后包圍箱體 33.底板
具體實施例方式為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明。本發明實施例提供的負壓保護型潔凈工作臺，共分成兩類:一類是負壓保護型垂直層流潔凈工作臺；另一類是負壓保護型水平層流潔凈工作臺。本文所敘述的正壓環境和負壓環境是相對于設備當時所處的正常大氣壓的環境而言，高于正常大氣壓的為正壓環境(圖中用正號表示)，低于正常大氣壓的為負壓環境(圖中用負號表示)。請參考圖3，圖3為本發明所提供負壓保護型潔凈工作臺的一種具體實施方式
的結構示意圖。先介紹負壓保護型垂直層流潔凈工作臺，此類工作臺主要由機架10和潔凈工作臺組成，潔凈工作臺設置在機架10上，具有進風口 31、第一出風口 231，第二出風口 331和第三出風口 332，其中出風口 231也是實驗人員的主操作口，第二出風口 331和第三出風口332是從主操作區23排出被污染的氣體的出口。進氣箱體30與進風口 31相通，高壓風機20用于提供通風動力，其出風側連接集風箱體21，集風箱體21另一端連接高效過濾器22。在負壓保護型垂直層流潔凈工作臺正常工作時，高壓風機20從進氣箱體30吸入氣體，首先為集風箱體21內部提供正壓環境；進一步地，因為集風箱體21內部正壓環境的存在，進而，通過高效過濾器22連接的主操作區23也處于正壓環境；更近一步地，由于主操作區23通過出風口與外界相通，因此實際上在主操作區23形成的是動態正壓環境；再近一步地，由于主操作區23的動態正壓環境的存在，主操作區23通過其出風口向外界排出氣體，從而在主操作區23內的實驗區域形成定向的穩定的層流排風氣流環境。另一方面，高壓風機20向集風箱體21送風的同時從進氣箱體30的空間進風，從而形成進氣箱體30的負壓環境；進一步地，進氣箱體30的負壓環境的存在，進氣箱體30從設備頂部的上擋板303的進風口 31進氣；當然，從進風口 31進入的氣體會通過進風初效過濾器311進行過濾，保證了進入集風箱體21的氣體有了初步的潔凈；更進一步的，高壓風機20、集風箱體21、高效過濾器22、主操作區23等裝置與前窗301、前擋板302、上擋板303、后擋板304、內襯板223等設備內外殼，形成進氣箱體30和后包圍箱體32的半包圍的箱體結構；此結構使進氣箱體30和后包圍箱體32連為一體，由于進氣箱體30的負壓環境存在,使得后包圍箱體32也形成了負壓環境。再進一步，由于進氣箱體30和后包圍箱體32的負壓環境存在，進而使集風箱體21、高效過濾器22、主操作區23的外部均處于負壓環境之中。進一步分析:首先是集風箱體21、高效過濾器22、主操作區23的內部氣壓的環境是正壓環境；其次是集風箱體21、高效過濾器22、主操作區23的外部是負壓環境包圍。根據流體力學原理:氣體從高氣壓往低氣壓方向流動，形成氣流。同理，如果存在泄漏和誘導的可能，是從集風箱體21、高效過濾器22、主操作區23等裝置的正壓環境內部向負壓環境的外部流動；反之，不可能發生。由此可以得出，由于半包圍的箱體結構、內正外負的壓差的存在，即使存在集風箱體21有少許的泄漏、高效過濾器22的邊緣密封泄漏、主操作區23接縫誘導、主操作區23和前窗301縫隙誘導，氣體也是從集風箱體21、高效過濾器22、主操作區23等裝置的內部向外部流動。具體地，當集風箱體21存在少許的泄漏時，集風箱體21內的氣體漏向集風箱體21外的進氣箱體30 ;當高效過濾器22的上邊緣(高效過濾器22與高效過濾器封板221之間)、下邊緣(高效過濾器22與集風箱體封板222之間)密封存在少量泄漏時，上邊緣從集風箱體21內漏向集風箱體21外的進氣箱體30，下邊緣從主操作區23漏向集風箱體21外的進氣箱體30 ;當主操作區23接縫(集風箱體封板222與內襯板223之間、內襯板223與底板33之間等)存在誘導泄漏的情況時，從主操作區23漏向集風箱體21外的進氣箱體30或后包圍箱體32 ;當主操作區23和前窗301的縫隙(集風箱體封板222與前窗301之間)存在誘導泄漏時，從主操作區23漏向集風箱體21外的進氣箱體30。從以上分析，可以得出:由于半包圍的箱體結構、內正外負的壓差的存在，解決了高效過濾器22邊緣密封泄漏問題，解決了主操作區23制造接縫誘導泄漏的問題，解決了主操作區23和前窗301的縫隙存在誘導泄漏問題，實現了即使有泄漏的發生也只是從潔凈區往非潔凈區的泄漏，從而不會對潔凈區的潔凈度造成污染，形成了負壓保護型結構的垂直層流潔凈工作臺的工作原理。此結構，只要垂直層流潔凈工作臺高壓風機20正常工作，負壓保護一直有效。請參考圖4，圖4為本發明所提供負壓保護型潔凈工作臺的另一種具體實施方式
的結構示意圖。接下來介紹負壓保護型水平層流潔凈工作臺，主要由機架10和潔凈工作臺組成，潔凈工作臺設置在機架10上，且具有進風口 31、第一出風口 231，第一出風口 231是從主操作區23排出被污染的氣體的出口，也是實驗人員的主操作口。進氣箱體30與進風口 31相通，高壓風機20用于提供通風動力，其出風側連接集風箱體21，集風箱體21另一端連接高效過濾器22。在負壓保護型水平層流潔凈工作臺正常工作時，高壓風機20從進氣箱體30吸入氣體，首先為集風箱體21內提供正壓環境；進一步地，因為集風箱體21內正壓環境的存在，通過高效過濾器22連接的主操作區23也處于正壓環境；更近一步地，由于主操作區23通過第一出風口 231與外界相通，因此實際上在主操作區23形成的是動態正壓環境；再近一步地，由于主操作區23的動態正壓環境的存在，主操作區23通過其出風口 231向外界排出氣體，從而在主操作區23內的實驗區域形成定向的穩定的層流排風氣流環境。另一方面，高壓風機20向集風箱體21送風的同時從進氣箱體30的空間進風，從而形成進氣箱體30的負壓環境；進一步地，進氣箱體30的負壓環境的存在，進氣箱體30從設備頂部的上擋板303的進風口 31進氣；當然，從進風口 31進入的氣體會通過進風初效過濾器311進行過濾，保證了進入集風箱體21的氣體有了初步的潔凈；更進一步的，高壓風機20、集風箱體21、高效過濾器22、主操作區23等裝置與主操作區頂板224、前擋板302、上擋板303、后上擋板304-1、后下擋板304-2、底板33等設備內外殼，形成進氣箱體30和后包圍箱體32的半包圍的箱體結構；此結構使進氣箱體30和后包圍箱體32連為一體，由于進氣箱體30的負壓環境存在，使得后包圍箱體32也形成了負壓環境。再進一步，由于進氣箱體30和后包圍箱體32的負壓環境存在，進而使集風箱體21、高效過濾器22、主操作區23的外部均處于負壓環境之中。進一步分析:首先是集風箱體21、高效過濾器22、主操作區23的內部氣壓的環境是正壓環境；其次是集風箱體21、高效過濾器22、主操作區23的外部是負壓環境包圍。根據流體力學原理:氣體從高氣壓往低氣壓方向流動，形成氣流。同理，如果存在泄漏和誘導的可能，是從集風箱體21、高效過濾器22、主操作區23等裝置的正壓環境內部向負壓環境的外部流動；反之，不可能發生。由此可以得出，由于半包圍的箱體結構、內正外負的壓差的存在，即使存在集風箱體21有少許的泄漏、高效過濾器22的邊緣密封泄漏、主操作區23接縫誘導，氣體也是從集風箱體21、高效過濾器22、主操作區23等裝置的內部向外部流動。具體地，當集風箱體21存在少許的泄漏時，集風箱體21內的氣體漏向集風箱體21外的后包圍箱體32 ;當高效過濾器22的進氣端邊緣(高效過濾器22與高效過濾器封板221之間)、出氣端邊緣(高效過濾器22與集風箱體封板222之間)密封存在少量泄漏時，進氣端邊緣從集風箱體21內漏向集風箱體21外的后包圍箱體32，出氣端邊緣從主操作區23漏向集風箱體21外的后包圍箱體32 ;當主操作區23接縫(集風箱體封板222與主操作區頂板224之間、集風箱體封板222與底板33之間、前擋板302與主操作區頂板224之間等等)存在誘導泄漏的情況時，從主操作區23漏向集風箱體21外的后包圍箱體32或進氣箱體30。從以上分析，可以得出:由于半包圍的箱體結構、內正外負的壓差的存在，解決了高效過濾器22邊緣密封泄漏問題，解決了主操作區23制造接縫誘導泄漏的問題，實現了即使有泄漏的發生也只是從潔凈區往非潔凈區的泄漏，從而不會對潔凈區的潔凈度造成污染，形成了負壓保護型結構的水平層流潔凈工作臺的工作原理。此方法，只要水平層流潔凈工作臺高壓風機正常工作，負壓保護一直有效。從以上對圖3負壓保護型垂直層流潔凈工作臺和圖4負壓保護型水平層流潔凈工作臺兩類負壓保護型潔凈工作臺進行實施的具體分析，可以得出:本發明提供的負壓保護型潔凈工作臺，通過初效過濾器311、高壓風機20、集風箱體21、高效過濾器22、主操作區23等組成的通風系統，定向穩定地為主操作區23的實驗區提供潔凈的層流送風氣流環境。通過半包圍的箱體結構、內正外負的壓差環境，形成了負壓保護型結構，徹底解決了邊緣泄漏和誘導泄漏氣溶膠問題，進一步提高和穩定了潔凈工作臺的潔凈度。當然，在負壓保護型潔凈工作臺，還可以進一步地將集風箱體采用耐用的不透氣的袋式結構，這種結構可以塑造成任何形狀，具有減少渦流，降低風燥等優點。當然其他金屬結構也可以實現集風功能。本方案負壓保護型潔凈工作臺設備機架10采用上、下分體結構，并在操作區23內部安裝有電源插座、照明燈、紫外燈等電器裝置，以方便實驗操作人員相關進行操作。當然，負壓保護型潔凈工作臺的也同時具備用于實驗研究人員的進行相關工作的通用潔凈工作臺相同的功能。其顯著的改進是在氣流控制領域，通過半包圍的箱體結構、內正外負的壓差環境，形成了負壓保護型結構，徹底解決了邊緣泄漏和誘導泄漏氣溶膠問題，進一步提高和穩定了潔凈工作臺的潔凈度。這將在改善潔凈工作臺的泄漏和誘導問題方面，取得實質性的改變。以上對本發明所提供的負壓保護型潔凈工作臺進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。
權利要求
1.一種負壓保護型潔凈工作臺，包括: 機架(10)； 設置于所述機架(10)，且具有主操作區(23)的潔凈工作臺； 高壓風機(20 )，其出風口連接集風箱體(21)的進風口，所述集風箱體(21)的出風口向所述主操作區(23 )通風，其特征在于: 所述主操作區(23)的外圍為設有進風口(31)的半包圍箱體，所述高壓風機(20)和集風箱體(21)設于所述半包圍箱體內部，所述高壓風機(20)從半包圍箱體吸入氣體。
2.根據權利要求1所述的負壓保護型潔凈工作臺，其特征在于，所述半包圍箱體包括位于所述主操作區(23)上方的進氣箱體(30)和主操作區(23)后側的后包圍箱體(32)，所述進氣箱體(30)與后包圍箱體(32)相連通。
3.根據權利要求2所述的負壓保護型潔凈工作臺，其特征在于，所述潔凈工作臺為垂直層流潔凈工作臺，所述高壓風機(20 )和集風箱體(21)設于所述進氣箱體(30 )內部。
4.根據權利要求2所述的負壓保護型潔凈工作臺，其特征在于，所述潔凈工作臺為水平層流潔凈工作臺，所述集風箱體(21)設于所述后包圍箱體(32)內部，所述高壓風機(20)設于所述進氣箱體(30)或后包圍箱體(32)內部。
5.根據權利要求2所述的負壓保護型潔凈工作臺，其特征在于，所述半包圍箱體的內壁包括集風箱體封板(222)和內襯板(223)，或者包括主操作區頂板(224)和集風箱體封板(222)。
6.根據權利要求2所述的負壓保護型潔凈工作臺，其特征在于，所述半包圍箱體的外壁包括前擋板(302 )、上擋板(303 )和后擋板(304 )。
7.根據權利要求1至6任一項所述的負壓保護型潔凈工作臺，其特征在于，所述半包圍箱體的進風口(31)設有初效過濾器(311)。
8.根據權利要求7所述的負壓保護型潔凈工作臺，其特征在于，所述集風箱體(21)的出風口連接高效過濾器(22 )。
9.根據權利要求1至6任一項所述的負壓保護型潔凈工作臺，其特征在于，所述機架(10)為上下分體式結構。
10.根據權利要求9所述的負壓保護型潔凈工作臺，其特征在于，所述集風箱體(21)為袋式集風箱體或金屬集風箱體。
全文摘要
本發明公開了一種負壓保護型潔凈工作臺，包括機架(10)；設置于所述機架(10)，且具有主操作區(23)的潔凈工作臺；高壓風機(20)，其出風口連接集風箱體(21)的進風口，所述集風箱體(21)的出風口通過高效過濾器(22)向所述主操作區(23)通風；所述主操作區(23)的外圍為設有進風口(31)的半包圍箱體，所述高壓風機(20)和集風箱體(21)設于所述半包圍箱體內部，所述高壓風機(20)從半包圍箱體吸入氣體。該工作臺能夠為其主操作實驗區提供始終處于定向穩定潔凈的層流送風氣流環境，徹底解決了邊緣泄漏和誘導泄漏氣溶膠問題，進一步提高和穩定了潔凈工作臺的潔凈度。
文檔編號B01D46/00GK103191790SQ20131014842
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月25日 優先權日2013年4月25日
發明者潘勁風, 陳豪情, 李晨 申請人:北京世安科進實驗室設備有限公司