封闭空间内气体的净化装置及方法与流程

本发明涉及细胞培养，特别涉及封闭空间内气体的净化装置及控制方法。

背景技术：

对密闭空间进行稀释吹扫的目的是为了降低空间内颗粒物及微生物数量，使得进入的物体不会污染内部空间，维持稳定的无菌环境。

目前，通用的做法是：通过设定氧气含量上下限值(设定的上下限能使一个循环的过滤效率大于等于10％)，由纯氧气源充入氧气提高仓内氧气含量至设定值上限，由纯氮气气源充入氮气降低仓内氧气含量至设定值下限，再充入纯氧气源提高仓内氧气含量，以此为一个循环，做6次循环即可使污染物下降到10-6水平，且满足GMP A级无菌要求。这种技术方案具有诸多不足，如：

1.通过纯净氧气及氮气气源调节仓体内氧气含量，气源单价贵；

2.气体从高含量降至低含量比从低含量升至高含量的耗气量大，成本高，随着封闭空间体积的增大，成本越高。

技术实现要素：

为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种气体消耗量小、成本低的封闭空间内气体的净化装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种封闭空间内气体的净化装置；所述封闭空间内气体的净化装置包括：

容器，所述容器内装有含量为α的目标气体，所述目标气体在空气中的含量β为0-1％，α>β；

传感器，所述传感器检测所述封闭空间内所述目标气体的含量；

第一阀门，所述第一阀门设置在所述容器和第一净化单元之间的气路上；

第一净化单元，所述第一净化单元的输出端连通所述封闭空间；

第二阀门，所述第二阀门的输入端连通空气，输出端连通第二净化单元；

第二净化单元，所述第二净化单元的输出端连通所述封闭空间；

气路开关模块，所述气路开关模块的输入端连通所述封闭空间。

本发明的目的还在于提供了一种耗气量小的封闭空间内气体的净化方法，该发明目的通过以下技术方案得以实现：

封闭空间内气体的净化方法，所述封闭空间内气体的净化方法包括以下步骤：

(A1)含量为α的目标气体经过净化后注入封闭空间，封闭空间内目标气体的含量γ上升；所述目标气体在空气中的含量β为0-1％，α>β；

(A2)待目标气体的含量γ达到上限值时，停止注入目标气体；

(A3)空气经过净化后注入所述封闭空间，封闭空间内目标气体的含量γ下降；

(A4)待目标气体的含量γ达到下限值时，停止注入空气。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1.耗气量小。本发明采用的目标气体在空气中的含量很低，如空气中没有的气体、空气中具有但含量低于1％的气体，通过较高浓度的目标气体以及环境中的空气调节封闭空间内目标气体的含量，消耗的目标气体量小，且空气源源不断；

2.运行成本低。每个循环需要消耗的目标气体量减少，因此显著地降低了运行成本。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是根据本发明实施例1的封闭空间内气体的净化装置的结构简图；

图2是根据本发明实施例2的封闭空间内气体的净化装置的结构简图。

具体实施方式

图1-2和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1：

图1示意性地给出了本发明实施例的封闭空间内气体的净化装置的结构简图，如图1所示，所述封闭空间内气体的净化装置包括：

容器，所述容器内装有含量为α的目标气体，如含量是20％的二氧化碳，所述目标气体在空气中的含量β为0-1％，α>β；

传感器，所述传感器检测所述封闭空间内所述目标气体的含量；

第一阀门，所述第一阀门设置在所述容器和第一净化单元之间的气路上；

第一净化单元，所述第一净化单元的输出端连通所述封闭空间，用于去除气体中的颗粒物和微生物；

第二阀门，所述第二阀门的输入端连通大气环境，输出端连通第二净化单元；

第二净化单元，所述第二净化单元的输出端连通所述封闭空间，用于去除气体中的颗粒物和微生物；

气路开关模块，如泵，所述气路开关模块的输入端连通所述封闭空间。

本发明实施例的封闭空间内气体的净化方法，也即上述净化装置的工作过程，所述封闭空间内气体的净化方法包括以下步骤：

(A1)打开第一阀门，容器内含量为α的目标气体经过第一净化单元后注入封闭空间，并通过泵送出封闭空间，封闭空间内目标气体的含量γ上升；所述目标气体在空气中的含量β为0-1％，α>β；传感器检测封闭空间内的目标气体的含量；

(A2)待目标气体的含量γ达到上限值时，关闭第一阀门，停止注入目标气体；

(A3)通过泵降低封闭空间内的压力，打开第二阀门，空气经过第二净化单元后注入所述封闭空间，并通过泵送出封闭空间，封闭空间内目标气体的含量γ下降；

(A4)待目标气体的含量γ达到下限值时，关闭第二阀门停止注入空气；

上述步骤循环多次，从而将封闭空间内的颗粒物及微生物数量降至满足GMP A级洁净度要求，并且使污染物下降到10^-6水平。

实施例2：

图2示意性地给出了本发明实施例的封闭空间内气体的净化装置的结构简图，如图2所示，所述封闭空间内气体的净化装置包括：

第一容器，所述第一容器内装有含量为α的目标气体，如空气中不含且含量为1％的氢气，所述目标气体在空气中的含量β为0-1％，α>β，压力高于封闭空间内气体压力；

第二容器，所述第二容器内装有压缩空气，压力高于封闭空间内气体压力；

传感器，所述传感器检测所述封闭空间内所述目标气体的含量；

第一阀门，所述第一阀门设置在所述第一容器和第一净化单元之间的气路上；

第一净化单元，所述第一净化单元的输出端连通所述封闭空间，用于去除气体中的颗粒物和微生物；

第二净化单元，所述第二净化单元的输出端连通所述封闭空间，用于去除气体中的颗粒物和微生物；第一净化单元和第二净化单元为同一个单元；

第二阀门，所述第二阀门的输入端连通第二容器，输出端连通第二净化单元；第一阀门和第二阀门集成为多通阀，使净化单元选择性地连通第一容器、第二容器；

气路开关模块，如第三阀门，所述气路开关模块的输入端连通所述封闭空间。

本发明实施例的封闭空间内气体的净化方法，也即上述净化装置的工作过程，所述封闭空间内气体的净化方法包括以下步骤：

(A1)多通阀切换，第一容器内含量为α的目标气体经过净化单元后注入封闭空间，并排出封闭空间，封闭空间内目标气体的含量γ上升；所述目标气体在空气中的含量β为0-1％，α>β；传感器检测封闭空间内的目标气体的含量；

(A2)待目标气体的含量γ达到上限值时，多通阀切换，停止注入目标气体；

(A3)多通阀切换，第二容器内的压缩空气经过净化单元后注入所述封闭空间，并排出封闭空间，封闭空间内目标气体的含量γ下降；

(A4)待目标气体的含量γ达到下限值时，多通阀切换，停止注入空气；

上述步骤循环多次，从而将封闭空间内的颗粒物及微生物数量降至满足GMP A级洁净度要求，并且使污染物下降到10^-6水平。