一种智能化生物安全柜及其使用方法与流程

1.本发明涉及生物安全柜，具体地说，涉及一种智能化生物安全柜及其使用方法。


背景技术：

2.生物安全柜是能防止实验操作处理过程中某些含有危险性或未知性生物微粒发生气溶胶散逸的箱型空气净化负压安全装置；
3.如图4所示，该装置包括内部中空的柜体100，柜体100内设置有操作腔室100a和混合腔室100c，在操作腔室100a内完成实验操作，混合腔室100c内设置的内负压件300将操作口120内进入的空气经过操作腔室100a底部的底部流道100b吸入至混合腔室100c，再通过操作腔室100a和混合腔室100c之间的循环滤件160过滤，使空气回流至操作腔室100a，这样就能够在操作腔室100a内形成一个垂直气流，以保护操作人员；另外还有一部分空气经过排出滤件170过滤排出柜体100。
4.可是内负压件300输出空气气流的一端只能进行水平输出，这样带来的弊端就是：循环滤件160是需要覆盖整个操作腔室100a的，所以其面积相对于内负压件300来说是要大很多的，所以水平输出的空气气流很难覆盖到整个循环滤件160，更不要说形成高效的垂直气流了，尽管现有的技术中有能够控制内负压件300输出能力的智能化控制器，该控制器也只能改变操作腔室100a和混合腔室100c内空气循环的速度，在面对垂直气流的高效形成上并无多大作用。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种智能化生物安全柜及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明目的之一在于，提供了一种智能化生物安全柜，其包括内部中空柜体，所述中空的柜体位于实验操作的一侧开设有操作口，所述操作口内通过设置的封闭构件进行封闭，所述柜体内位于操作口上方的位置设置有隔板，通过所述隔板在柜体内隔离出位于下方的操作腔室和位于上方的混合腔室，所述操作腔室的底部设置有台板，在所述台板和柜体内壁之间形成两端具有开口的底部流道，所述柜体的背侧设置有形成背流道的背板，所述混合腔室内设置有内负压件，所述内负压件将操作口内进入的空气气流经过底部流道和背流道连通形成的回流通道吸入至混合腔室，再通过操作腔室和混合腔室之间的循环滤件过滤，使部分空气气流回流至操作腔室，另外还有一部分空气经过混合腔室顶部的排出滤件过滤排出；
7.所述混合腔室内相对于内负压件的一侧设置有外负压件，所述外负压件输出空气气流的一端朝向循环滤件，并且所述外负压件进入空气气流的一端位于外界环境中，一方面带动外界环境中空气气流进入到所述混合腔室内，另一方面通过进入的空气气流作用使内负压件输出的空气气流全面的流入循环滤件。
8.作为本技术方案的进一步改进，所述混合腔室内设置有“l”形的内板，所述内板与
背板以及柜体内壁之间均为固定连接，以形成一个密闭的能够安装内负压件的内风腔室，在所述背板上对应内风腔室的位置开设有内风槽口，通过所述内风槽口将背流道与内风腔室连通，再通过所述内负压件的输出端与混合腔室连通。
9.作为本技术方案的进一步改进，所述内负压件包括内风机，所述内风机固定在内风腔室内，在所述内风机的输出端设置有内风输出罩，所述内风输出罩穿过内板与混合腔室连通。
10.作为本技术方案的进一步改进，所述外风输出罩顶部设置有通口。
11.作为本技术方案的进一步改进，所述外风机吸入空气气流的一端设置有导流管，所述导流管的端部连接有外滤板，所述外滤板安装在柜体顶部靠近排出滤件的位置。
12.作为本技术方案的进一步改进，所述台板底部向操作口所在侧延伸设置有底部滤板，所述底部滤板延伸的一端与柜体内壁固定。
13.作为本技术方案的进一步改进，所述台板底部向操作口所在侧延伸设置有底部滤板，所述底部滤板延伸的一端与柜体内壁固定。
14.作为本技术方案的进一步改进，所述台板靠近操作口的一端向下弯折形成延伸端，并且操作口的底沿设置有柔性部，所述柔性部的顶部切线的高度要低于台板水平表面的高度，并与延伸端之间形成流通间隙。
15.作为本技术方案的进一步改进，所述封闭构件包括封板，在所述封板上水平设置有连接耳，通过所述连接耳与安装在柜体外壁上的电动推杆的伸缩端固定连接；另外，所述操作口的上沿位于柜体外壁内开设有与封板滑动连接的容置腔，在所述容置腔对应的柜体外壁上开设有供连接耳活动的开槽。
16.本发明目的之二在于，提供了一种使用上述中任意一项所述的智能化生物安全柜的方法，包括如下方法步骤：
17.步骤一、将实验物品放置在台板上；
18.步骤二、使内风机和外风机工作，然后借助回流通道实现如下空气气流流动步骤：
19.内风机吸入空气气流的一端利用回流通道在操作口处吸入空气气流，吸入的空气气流a首先经过靠近操作口侧的开口进入底部流道；
20.进入底部流道的空气气流b再由另一侧开口进入背流道，然后形成空气气流c，此时空气气流c受到内风机的吸力经过内风槽口形成空气气流d，以供内风机吸入空气气流的一端吸入；
21.内风输出罩将内风机吸入的空气气流输送至混合腔室内，然后一部分空气气流e经过排出滤件过滤后排出，而绝大部分气流在外风输出罩输出空气气流的作用下朝向循环滤件流动，形成空气气流f；
22.经过循环滤件过滤后形成垂直作用在台板上的净化后空气气流g。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果：
24.1、该智能化生物安全柜及其使用方法中，外风输出罩输出的空气气流改变内风输出罩水平输出的空气气流的流向，使其倾斜的流向循环滤件，这样解决了水平输出的空气气流无法流至内风输出罩底部的问题，从而扩大了水平输出的空气气流的覆盖循环滤件的范围，这样在台板上能够形成高效的、全方位的垂直气流，进而提高实验物品周围净化空气气流的充斥量。
25.2、该智能化生物安全柜及其使用方法中，当封板封闭操作口时，需要挤压柔性部，一方面提高封板封闭的密封性，另一方面受到挤压的柔性部变形，变形后的柔性部贴合延伸端，然后将流通间隙密封，此时，垂直流下的净化后空气气流就直接经过流槽进入到背流道内，省去了底部流道这一段，进而提高了循环的效率。
26.3、该智能化生物安全柜及其使用方法中，空气气流在流速差形成的压力作用下，有部分气流会流入通口，进入通口的空气气流经过外风输出罩输出，这样可以减小排出滤件排出空气气流的量，但又不会完全不排出空气气流，而且在控制器对外风机内叶轮转速的控制下，可以对排出滤件排出空气气流的量进行控制，从而实现智能化的控制。
附图说明
27.图1为本发明的整体结构示意图；
28.图2为本发明的操作口结构示意图；
29.图3为本发明的封闭构件结构示意图；
30.图4为本发明的柜体内部结构示意图；
31.图5为本发明的外负压件结构位置示意图；
32.图6为本发明的内负压件结构示意图；
33.图7为本发明的外负压件结构示意图；
34.图8为本发明的柜体内部空气气流流向示意图；
35.图9为本发明的外负压件工作原理示意图其一；
36.图10为本发明的外负压件工作原理示意图其二；
37.图11为本发明的底部滤板结构示意图；
38.图12为本发明的延伸端和柔性部结构示意图。
39.图中各个标号意义为：
40.100、柜体；
41.110、支脚；
42.120、操作口；120a、容置腔；120a、开槽；120b、柔性部；
43.130、台板；100a、操作腔室；100b、底部流道；131、底部滤板；130a、延伸端；
44.140、背板；100e、背流道；
45.150、隔板；160、循环滤件；100c、混合腔室；
46.170、排出滤件；
47.180、内板；100d、内风腔室；100d、内风槽口；
48.200、封闭构件；
49.210、封板；220、电动推杆；221、连接耳；
50.300、内负压件；
51.310、内风机；320、内风输出罩；
52.400、外负压件；
53.410、外风机；411、导流管；412、外滤板；420、连接管；430、外风输出罩。
具体实施方式
54.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
55.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
56.此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
57.生物安全柜是能防止实验操作处理过程中某些含有危险性或未知性生物微粒发生气溶胶散逸的箱型空气净化负压安全装置；
58.如图4所示，该装置包括内部中空的柜体100，柜体100内设置有操作腔室100a和混合腔室100c，在操作腔室100a内完成实验操作，混合腔室100c内设置的内负压件300将操作口120内进入的空气经过操作腔室100a底部的底部流道100b吸入至混合腔室100c，再通过操作腔室100a和混合腔室100c之间的循环滤件160过滤，使空气回流至操作腔室100a，这样就能够在操作腔室100a内形成一个垂直气流，以保护操作人员；另外还有一部分空气经过排出滤件170过滤排出柜体100。
59.通过图4可以看出，内负压件300只能够设置在混合腔室100c内的一侧，输出空气气流的范围有限，而且为了保证有空气气流能够排出柜体100，所以内负压件300输出空气气流的一端只能进行水平输出，这样带来的弊端就是：循环滤件160是需要覆盖整个操作腔室100a的，所以其面积相对于内负压件300来说是要大很多的，所以水平输出的空气气流很难覆盖到整个循环滤件160，更不要说形成高效的垂直气流了，尽管现有的技术中有能够控制内负压件300输出能力的智能化控制器，该控制器也只能改变操作腔室100a和混合腔室100c内空气循环的速度，在面对垂直气流的高效形成上并无多大作用。
60.为此，本发明提供了一种智能化生物安全柜，其包括现有安全装置具有的柜体100、操作腔室100a以及混合腔室100c，请参阅图2所示，中空的柜体100位于实验操作的一侧开设有操作口120，结合图1所示，操作口120内通过设置的封闭构件200进行封闭；在图4中，柜体100内位于操作口120上方的位置设置有隔板150，通过隔板150在柜体100内隔离出操作腔室100a和混合腔室100c，混合腔室100c位于操作腔室100a的上方，并且使操作口120落在操作腔室100a覆盖范围内，以便于操作人员通过操作口120在操作腔室100a内进行实验操作，另外，在操作腔室100a的底部设置有不与柜体100内壁贴合的台板130(至于台板130的固定，可以在柜体100内位于操作口120两侧的内壁上设置内缘，通过内缘与台板130固定连接实现对台板130的固定，固定连接的方式可以是螺栓连接，也可以进行焊接)，通过台板130对实验操作的物品进行支撑，而且在台板130和柜体100内壁之间形成两端具有开口的底部流道100b，其中一端的开口位于操作口120下沿位置；
61.继续参阅图4所示，在柜体100内相对于操作口120的一侧，即柜体100的背侧设置
有背板140，背板140与隔板150固定连接，并且背板140的上边及两侧边与柜体100内壁固定连接，需要说明的是，背板140的下边与台板130之间形成流槽，再参阅图8所示，背板140与柜体100内壁之间形成背流道100e，其中：底部流道100b与背流道100e连通形成回流通道；
62.回归到图4，混合腔室100c内设置有“l”形的内板180，内板180与背板140以及柜体100内壁之间均为固定连接，以形成一个密闭的能够安装内负压件300的内风腔室100d，但是如图8所示，在背板140上对应内风腔室100d的位置开设有内风槽口100d，通过内风槽口100d将背流道100e与内风腔室100d连通，再利用内负压件300的输出端与混合腔室100c连通，以将回流通道内的空气输出至混合腔室100c内，继续参阅图4，在混合腔室100c内通过顶部设置的排出滤件170贯穿柜体100顶壁与外界环境连通，而底部则通过设置的循环滤件160贯穿隔板150与操作腔室100a保持连通。
63.图5示出了本发明的改进之点，在上述结构的基础上，在混合腔室100c内相对于内负压件300的一侧设置有外负压件400，外负压件400输出空气气流的一端朝向循环滤件160，并且外负压件400进入空气气流的一端位于外界环境中，一方面带动更多的空气气流进入到混合腔室100c内，另一方面利用进入的空气气流作用使内负压件300输出的空气气流高效的流入循环滤件160，从而形成高效的垂直气流。
64.接下来，图1-图9示出了本发明的第一实施例，
65.首先，图3对封闭构件200的具体结构进行了公开，封闭构件200包括封板210，在封板210上水平设置有连接耳221，通过连接耳221与安装在柜体100外壁上的电动推杆220的伸缩端固定连接；另外，如图2所示，操作口120的上沿位于柜体100外壁内开设有与封板210滑动连接的容置腔120a，其主要目的是在电动推杆220伸缩端收缩是能够为上移的封板210提供容置空间，保证操作口120正常打开；并且，在容置腔120a对应的柜体100外壁上开设有供连接耳221活动的开槽120a。
66.在操作人员进行操作时，电动推杆220伸缩端进行收缩，收缩的距离根据操作人员的需求、实验物品的大小来确定，当电动推杆220伸缩端收缩后就能够利用连接耳221带动封板210移至容置腔120a内，同时连接耳221会在开槽120a内滑动，这时候操作口120也就被打开了，打开的大小程度就由电动推杆220收缩的距离来控制了，收缩距离越大，操作口120打开的程度也就越大，反之收缩距离越小，打开的程度也就越小；
67.还有就是无需人员操作，实验物品也需要一个安全的环境进行摆放，此时操作口120就会被封板210封闭，避免开放性的空气进入，造成循环滤件160不必要的过滤负载。
68.此外，如图1所示，在不同的环境下，对柜体100的摆放高度也有需求，为此在柜体100底部设置有多个能够稳定支撑柜体100的支脚110，以通过支脚110的高度增加柜体100的摆放高度。
69.其次，图6和图7对内负压件300和外负压件400的具体结构进行公开，图6中，内负压件300包括内风机310，内风机310固定在内风腔室100d内(可以与柜体100内壁固定，也可以与内板180固定)，在内风机310的输出端设置有内风输出罩320，内风输出罩320穿过内板180与混合腔室100c连通，实现空气气流的输出；
70.图7中，外负压件400包括外风机410、连接管420和外风输出罩430，外风机410安装在柜体100外壁上，其输出端通过连接管420连接外风输出罩430，并且连接管420贯穿柜体100外壁，使外风输出罩430被固定在混合腔室100c内，然后朝向循环滤件160，且外风输出
罩430的输出侧成长矩形设置，以扩大空气气流的作用范围，更匹配循环滤件160的宽度范围。
71.请参阅图8所示，图中主要对空气气流的流向进行公开，并结合本实施例公开的结构说明原理：首先，内风机310工作，通过内部的叶轮转动产生一个负压力，在负压力的作用下使内风机310吸入空气气流的一端由内风槽口100d吸入空气气流d，再通过内风输出罩320将空气气流输送至混合腔室100c内；
72.在这，吸入空气气流的一端利用回流通道在操作口120处吸入空气气流，吸入的空气气流a首先经过靠近操作口120侧的开口进入底部流道100b，进入底部流道100b的空气气流b再由另一侧开口进入背流道100e，然后形成空气气流c，此时空气气流c受到内风机310的吸力经过内风槽口100d形成空气气流d；
73.内风输出罩320将空气气流输送至混合腔室100c内后，会进行分流，一部分空气气流e经过排出滤件170过滤后排出，参阅图9所示，绝大部分气流在外风输出罩430输出空气气流的作用下朝向循环滤件160流动，形成空气气流f，因为外风输出罩430是倾斜朝向循环滤件160的，所以能够使空气气流f尽可能的覆盖循环滤件160，经过循环滤件160过滤后形成净化后空气气流g，又因为空气气流f能够尽可能的覆盖循环滤件160，所以进入操作腔室100a的净化后空气气流g能够实现全方位的进入，而且净化后空气气流g是垂直作用在台板130上的(这里的垂直强调的是面与面的垂直，也就是说净化后空气气流g在垂直于台板130的平面上可以是倾斜的)，垂直流下的净化后空气气流g一方面能够保证台板130顶部范围内的空气质量，提高操作实验物品的安全性；另一方面，避免气流吹向操作人员，提高对操作人员的保护，并且净化后空气气流g能够携带空气气流a高效的进入底部流道100b的开口，从而利用回流通道在柜体100内形成一个循环流体，保证净化后空气气流g持续的形成。
74.整个过程中带来的优点是：
75.外风输出罩430输出的空气气流改变内风输出罩320水平输出的空气气流的流向，使其倾斜的流向循环滤件160，这样解决了水平输出的空气气流无法流至内风输出罩320底部的问题，从而扩大了水平输出的空气气流的覆盖循环滤件160的范围，这样在台板130上能够形成高效的、全方位的垂直气流，进而提高实验物品周围净化空气气流的充斥量。
76.需要说明的是，垂直流下的净化后空气气流g还有一部分通过流槽汇入回流通道的。
77.进一步说明的是，循环滤件160和排出滤件170均采用hepa过滤器，其为特殊防火材料为框架，框内用波纹状的铝片分隔成栅状，里面填充乳化玻璃纤维亚微粒，其过滤效率可达到99.99％-100％。
78.图10示出了本发明的第二实施例，
79.本实施例中的外风输出罩430顶部设置有通口，图中，空气气流e在流速差形成的压力作用下，有部分气流会流入通口，进入通口的空气气流经过外风输出罩430输出，这样可以减小排出滤件170排出空气气流的量，但又不会完全不排出空气气流，而且在控制器对外风机410内叶轮转速的控制下，可以对排出滤件170排出空气气流的量进行控制，从而实现智能化的控制；
80.本实施例更适合对安全柜外界环境净化能力有控制需求的场景使用，例如：外界环境中的污染源不固定，无法对外界净化能力的需求有绝对需求(就是绝对需要或者绝对
不需要)，此时就需要根据不绝对的需求对排出滤件170排出空气气流的量进行智能化控制了。
81.此外，在外风机410吸入空气气流的一端设置有导流管411，导流管411的端部连接有外滤板412，外滤板412安装在柜体100顶部靠近排出滤件170的位置，从而通过导流管411吸入排出滤件170排出的空气，这样可以吸收排出滤件170排出的净化空气气流，再加上外滤板412的过滤能够提高外风输出罩430输出空气气流的质量，降低循环滤件160过滤的负担，延长循环滤件160的使用寿命，延长更换周期。
82.除此之外，为了进一步降低循环滤件160以及排出滤件170的过滤负担，如图11所示，台板130底部向操作口120所在侧延伸设置有底部滤板131，底部滤板131延伸的一端与柜体100内壁固定，其主要目的是对底部流道100b靠近操作口120一侧开口进入的空气气流a进行过滤。
83.需要说明的是，底部滤板131和外滤板412为预过滤罩或预过滤器，使空气预过滤净化后再进入hepa过滤器中，可延长hepa过滤器的使用寿命。
84.图12示出了本发明的第三实施例，
85.本实施例台板130靠近操作口120的一端向下弯折形成延伸端130a，并且操作口120的底沿设置有柔性部120b，柔性部120b的顶部切线的高度要低于台板130水平表面的高度，并与延伸端130a之间形成流通间隙，由于柔性部120b的顶部切线的高度要低于台板130水平表面的高度，所以操作口120内沿柔性部120b进入的空气气流直接受到延伸端130a的导向就进入底部流道100b了，而且由于柔性部120b为柔性结构，所以当封板210封闭操作口120时，需要挤压柔性部120b，一方面提高封板210封闭的密封性，另一方面受到挤压的柔性部120b变形，变形后的柔性部120b贴合延伸端130a，然后将流通间隙密封，此时，垂直流下的净化后空气气流g就直接经过流槽进入到背流道100e内，省去了底部流道100b这一段(因为流通间隙已经被密封，而操作口120也被密封，此时的底部流道100b已经没有原有的作用效果了)，进而提高了循环的效率。
86.本发明还提供了一种使用智能化生物安全柜的方法，其包括如下方法步骤：
87.步骤一、将实验物品放置在台板130上；
88.步骤二、使内风机310和外风机410工作，然后借助底部流道100b和背流道100e连通形成的回流通道实现如下空气气流流动步骤：
89.内风机310吸入空气气流的一端利用回流通道在操作口120处吸入空气气流，吸入的空气气流a首先经过靠近操作口120侧的开口进入底部流道100b；
90.进入底部流道100b的空气气流b再由另一侧开口进入背流道100e，然后形成空气气流c，此时空气气流c受到内风机310的吸力经过内风槽口100d形成空气气流d，以供内风机310吸入空气气流的一端吸入；
91.内风输出罩320将内风机310吸入的空气气流输送至混合腔室100c内，然后一部分空气气流e经过排出滤件170过滤后排出，而绝大部分气流在外风输出罩430输出空气气流的作用下朝向循环滤件160流动，形成空气气流f；
92.经过循环滤件160过滤后形成垂直作用在台板130上的净化后空气气流g。
93.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明
的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。