专利名称：组合式生物安全操作间的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种实验室用洁净设备，尤其是一种组合式生物安全操作间。
背景技术：
生物实验中对实验设备进行操作时，在操作过程中可能会产生大量气溶胶。气溶胶飘散在环境中会污染周围的实验环境及对人体造成危害，环境中的微小粒子也会对实验样品造成污染。为了避免上述情况的发生，目前普通的生物实验一般都是在生物安全柜中进行。 生物安全柜是装备有高效空气过滤器的实验室洁净设备。生物安全柜通常用于实验室微生物的分析和研究。其中二级生物安全柜是前部开口的密封设备。实验室操作者可以从前部开口处把手伸进工作区进行微生物实验。通过前窗开口处向内流动的气流即进气气流可以使操作者避免受到安全柜内微生物的感染。洁净向下流动的气流即沉降气流可以保护安全柜内的实验样品安全。安全柜内的进气气流、沉降气流和工作区不断净化的气流由风机推动。现有的生物安全柜一般只能适用于器皿的操作，但是一些大型实验设备如流式细胞仪、高速离心机、浮质产生器等却无法放置在生物安全柜中；另外，现有的生物安全柜为一体式结构，承载力有限，鉴于实验室的空间，也无法制造出大型生物安全柜用来盛放流式细胞仪、高速离心机等大型实验设备。
发明内容
本发明的目的在于提出了一种组合式生物安全操作间，该操作间可以为大型的实验设备提供局部洁净环境，安装方便，并且可以实现现场安装，便于实验人员进行实验。本发明是采用以下的技术方案实现的一种组合式生物安全操作间，包括上密封箱和工作区域，上密封箱位于工作区域的上方，工作区域的后侧、左侧和右侧均设有墙体， 相邻墙体之间密封连接，上密封箱与墙体固定连接，其中，上密封箱由金属外壳组合并密封连接而成，工作区域的前侧设有大门，大门包括操作窗和门体，操作窗位于大门的上部，操作窗的底部设有操作口，大门与左侧墙体、右侧墙体之间为旋转连接，所述的墙体和门体由中空模块组合并固定连接而成，所述的中空模块包括内层板和外层板，内层板与外层板之间固定连接，内层板与外层板之间形成中空内腔，各中空模块的侧边均设有风口，通过风口使各相邻中空模块之间的中空内腔连通，所述的中空内腔为负压腔，负压腔环绕包围工作区域，工作区域内设有操作台式小车，操作台式小车包括操作台和底部的转向脚轮，操作口的下方且位于门体中空模板的顶部端面间隔设置进气格栅，后侧墙体的内表面上间隔设置一排进气格栅，进气格栅与负压腔连通，大门的进气格栅与后侧墙体的进气格栅位于同一水平面，后侧墙体内表面的下部设有至少一排进气格栅。所述上密封箱内设有排风过滤器、静压箱、风机和送风过滤器，风机固定在静压箱上，风机的进风口与负压腔连通，上密封箱的内部为负压环境，静压箱、排风过滤器和送风过滤器被负压包围，风机的排风口与静压箱内部连通，静压箱为正压腔，其前部或顶部设置排风过滤器，静压箱的底部设有送风过滤器，静压箱和工作区域之间通过送风过滤器连通。 所述的送风过滤器和排风过滤器为高效空气过滤器(High efficiency particulate air Filter，简称 HEPA)或超高效空气过滤器(Ultra Low Penetration Air Filte，简称 ULPA)。所述中空模板的内层板与外层板之间可以通过螺栓固定连接，也可以通过焊接方式固定连接，或者直接做成一体式结构。各中空模块之间可以通过螺栓固定连接，也可以通过焊接等其他方式固定连接。所述操作台式小车的转向脚轮带有自锁装置。 所述工作区域的底部设有底板，底板与墙体和大门密封连接，底板上设有滑道，转向脚轮可以沿滑道行走。本发明的有益效果是首先，本发明增大了整个生物安全操作间的体积，便于在生物安全操作间内放置体积较大的实验设备，为大型实验设备如流式细胞仪、高速离心机、浮质产生器等提供局部洁净环境；第二，在生物安全操作间的工作区域内设置操作台式小车， 通过小车可以承载实验设备，实验进行时可以作为操作台使用，同时在工作区域的前侧设置大门，承载有大型实验设备的操作台式小车可以通过大门方便地推入和拉出工作区域， 便于操作人员进行实验；第三，上密封箱由多个金属壳体组合连接而成，工作区域的墙体和大门由多个中空模块组合连接，因此整个生物安全操作间为组合式安装结构，可以实现在实验室内生物安全操作间的现场安装，省去了繁琐的搬运工作，便于生物安全操作间的安装和放置，并且可以方便地进入门体狭小的实验室；第四，该生物实验操作间不仅可以保护操作人员及外界环境免受所操作实验物质的污染，也保护了实验产品免受空气中漂浮物的污染。
图1是本发明的立体结构示意图；图2是本发明中进气格栅的结构示意图；图3是本发明的工作原理图。图中1操作窗；2操作口 ；3大门；4进气格栅I ；5进气格栅II ；6后侧墙体；7风机；8静压箱；9上密封箱；10送风过滤器；11散流罩；12负压腔；13操作台式小车；14排风过滤器；15进气格栅III。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步说明。图1至图3为本发明所述的组合式生物安全操作间。该操作间包括上密封箱9和工作区域，上密封箱9位于工作区域的上方，工作区域的外部环绕包围有负压腔。上密封箱 9为密封箱体，该密封箱体由多块金属外壳组合并密封连接而成，各块金属外壳可以通过螺栓固定连接，也可以通过焊接等其他方式固定连接。工作区域由墙体、大门3和底板环绕密封连接而成。上密封箱9与墙体固定连接。上密封箱9内设有排风过滤器14、静压箱8、风机7和送风过滤器10。风机7固定在静压箱8上。风机7的进风口与负压腔连通，上密封箱9的内部为负压环境，静压箱8、 排风过滤器14和送风过滤器10均被负压包围。风机7的排风口与静压箱8内部连通，风机7不断地向静压箱8注入空气。静压箱8为正压腔，其前部或顶部设置排风过滤器14，静压箱8与外部环境之间通过排风过滤器14连通。排风过滤器14可以为高效空气过滤器， 对0. 3微米的固体颗粒截留率在99. 999%以上，充分捕获微生物污染物，保证流入外部环境的气流是洁净的。排风过滤器14被负压腔所包围，一旦排风过滤器与静压箱之间发生泄露，污染气流会被负压腔捕获，并重新进入风机循环。静压箱8的底部设有送风过滤器10和散流罩11，静压箱8和工作区域之间通过送风过滤器10和散流罩11连通。送风过滤器10为高效空气过滤器，对0. 3微米的固体颗粒截留率在99. 999%以上，可以充分捕获微生物污染物，保证流入工作区域的的气流的洁净。 送风过滤器10被负压腔包围，一旦送风过滤器与静压箱之间发生泄露，污染气流会被负压腔捕获，防止污染气流对工作区域的污染。散流罩11使沉降气流经过整流后由紊流形态成为层流气流，防止实验样品之间发生交叉污染。排风过滤器14和送风过滤器10也可以采用超高效空气过滤器。
由于送风过滤器10和排风过滤器14具有不同的表面积和初阻力，静压箱8内 65% -70%的气流通过送风过滤器10过滤掉微生物污染物形成沉降气流，经过散流罩11形成垂直下沉的层流气流，吹入工作区域；剩余30% -35%的气流通过排风过滤器14的过滤形成洁净气流即排出气流，排入室内或室外环境中，不会对环境造成污染。所述的墙体包括后侧墙体、左侧墙体和右侧墙体，各相邻墙体之间密封连接。大门 3位于工作区域的前侧，打开大门3即可进入工作区域。大门包括操作窗1和门体，操作窗 1位于大门3的上部，操作窗1上安装有玻璃，玻璃不完全遮盖操作窗1，因此在操作窗1的底部形成高度为200mm的操作口 2，操作人员可以通过该操作口 2对工作区域内的仪器进行操作。大门与左侧墙体、右侧墙体之间通过铰链等旋转部件形成旋转连接，从而实现大门3 的打开和关闭。所述的墙体为中空墙体，所述的门体为中空门体。墙体和门体均由多个中空模块组合并固定连接而成。所述的中空模块包括内层板和外层板，内层板与外层板之间紧密固定连接，其中内层板由不锈钢板材制成，外层板为由经过喷涂处理的碳钢板材制成，内层板与外层板之间形成中空内腔。各中空模块的侧边均设有风口，通过风口使各相邻中空模块之间的中空内腔连通，即各相邻墙体之间以及门体与墙体之间的中空内腔相互连通。由于风机的吸风作用，墙体和门体的中空内腔相对于外部环境和工作区域呈负压，因此腔体和门体的中空内腔为负压腔。负压腔环绕包围工作区域、送风过滤器10、排风过滤器14和静压箱8。墙体上设有过线孔，内部仪器的电源、数据交换线通过过线孔与外部环境相连。内层板与外层板之间可以通过螺栓固定连接，也可以通过焊接方式固定连接，或者直接做成一体式结构。各中空模块之间可以通过螺栓固定连接，也可以通过焊接等其他方式固定连接。因此该生物安全操作间安装方便，并且可以实现现场安装，省去了繁琐的搬运工作，便于进入门体狭小的实验室。工作区域内设有操作台式小车13，操作台式小车13包括操作台和底部的转向脚轮，对应的底板上设置滑道。体积较大、重量较重的实验设备可以直接放置在操作台上，通过转向脚轮可以方便地将操作台式小车13从工作区域内推入或拉出，从而使实验设备进出生物安全操作间，操作台的高度不高于操作口 2的高度。转向脚轮带有自锁装置，将操作台式小车推入工作区域后把锁紧装置置于锁紧位置；将操作台式小车从工作区域中撤出前，首先把脚轮上的脚踏锁紧装置旋转到水平位置，然后将操作台式小车从工作区域拉出。 综上所述，操作台式小车13不仅可以承载实验设备，还能够带动实验设备方便地进出生物安全操作间。操作口 2的下方且位于门体中空模板的顶部端面间隔设有多个进气格栅I 4，进气格栅14与门体的负压腔连通。同时，后侧墙体6的内表面上也间隔设置一排进气格栅II 5，进气格栅II 5与后侧墙体6的负压腔连通。进气格栅I 4与进气格栅II 5位于同一水平面上。同时，在后侧墙体6内表面的下部也设有至少一排进气格栅11115。沉降气流在操作台上方中央处分为两部分，一部分通过大门3上的进气格栅I 4流入负压腔，进入大门中的沉降气流阻止了环境中的污染物进入工作区域。同时在负压腔的吸气作用下，环境中的气流也通过进气格栅I 4流入负压腔，该部分沉降气流与流入气流形成气幕平衡，阻止了该部分沉降气流进入环境中，有效地保护了室内环境以及实验人员的安全；另一部分沉降气流通过后侧墙体上的进气格栅II 5进入负压腔；而剩余的沉降气流则通过后侧墙体6 下部的进气格栅III15进入负压腔内，保证了工作区域内被污染的沉降气流能够全部吸入负压腔内。本发明的工作过程如下所述首先，将放置有实验设备的操作台式小车13推入工作区域，关闭大门。然后启动风机7，风机7的进风口不断地从负压腔内吸入气流，从而使负压腔保持负压状态，风机7的排风口排出的气流进入静压箱8，静压箱内30% -35%的气流通过排风过滤器14的过滤后形成洁净气流即排出气流，并排到室内环境；剩余65% -70% 的气流通过送风过滤器10过滤掉微生物污染物，形成洁净气流即沉降气流，经散流罩11整流后吹向操作台式小车13。沉降气流进入工作区域后，在操作台上方中央处分为两部分，一部分气流通过大门的进气格栅I 4流入负压腔，同时在负压腔的吸气作用下，环境中的气流也通过进气格栅I 4流入负压腔，该部分沉降气流与流入气流形成气幕平衡；另一部分气流通过后侧墙体上的进气格栅II 5进入负压腔，剩余的沉降气流则通过后侧墙体下部的进气格栅III15进入负压腔。进入负压腔的污染气流被不断地吸入风机7内，并通过风机7的排风口进入静压箱8内，其中30% -35%的被污染气流通过排风过滤器14的过滤后形成洁净气流，排到室内环境，剩余65% -70%的气流则通过送风过滤器10过滤掉微生物污染物，形成洁净气流，吹向操作台式小车13，并循环上述工作过程。本发明中，所述的工作区域内可以不设有底板，即工作区域由大门3、墙体和地面环绕密封连接而成。
权利要求
1.一种组合式生物安全操作间，包括上密封箱(9)和工作区域，上密封箱(9)位于工作区域的上方，工作区域的后侧、左侧和右侧均设有墙体，相邻墙体之间密封连接，上密封箱(9)与墙体固定连接，其特征在于上密封箱(9)由金属外壳组合并密封连接而成，工作区域的前侧设有大门(3)，大门包括操作窗(1)和门体，操作窗(1)位于大门(3)的上部，操作窗(1)的底部设有操作口(2)，大门与左侧墙体、右侧墙体之间为旋转连接，所述的墙体和门体由中空模块组合并固定连接而成，中空模块包括内层板和外层板，内层板与外层板之间固定连接，内层板与外层板之间形成中空内腔，各中空模块的侧边均设有风口，通过风口使各相邻中空模块之间的中空内腔连通，所述的中空内腔为负压腔，负压腔环绕包围工作区域，工作区域内设有操作台式小车(13)，操作台式小车(13)包括操作台和底部的转向脚轮，操作口(2)的下方且位于门体中空模板的顶部端面间隔设置进气格栅(4)，后侧墙体 (6)的内表面间隔设置一排进气格栅(5)，进气格栅与负压腔连通，门体的进气格栅(4)与后侧墙体的进气格栅(5)位于同一水平面，后侧墙体(6)内表面的下部设有至少一排进气格栅(15)。
2.根据权利要求1所述的组合式生物安全操作间，其特征在于所述上密封箱(9)内设有排风过滤器(14)、静压箱(8)、风机(7)和送风过滤器(10)，风机(7)固定在静压箱(8) 上，风机(7)的进风口与负压腔连通，上密封箱(9)的内部为负压环境，静压箱(8)、排风过滤器(14)和送风过滤器(10)被负压包围，风机(7)的排风口与静压箱(8)内部连通，静压箱(8)为正压腔，其前部或顶部设置排风过滤器(14)，静压箱(8)的底部设有送风过滤器 (10)，静压箱⑶和工作区域之间通过送风过滤器(10)连通。
3.根据权利要求2所述的组合式生物安全操作间，其特征在于所述的送风过滤器 (10)和排风过滤器(14)为高效空气过滤器或超高效空气过滤器。
4.根据权利要求1所述的组合式生物安全操作间，其特征在于所述中空模块的内层板和外层板之间通过螺栓固定连接或者通过焊接方式固定连接。
5.根据权利要求1所述的组合式生物安全操作间，其特征在于所述中空模块的内层板和外层板呈一体式结构。
6.根据权利要求1所述的组合式生物安全操作间，其特征在于所述各中空模块之间通过螺栓固定连接。
7.根据权利要求1所述的组合式生物安全操作间，其特征在于所述操作台式小车的转向脚轮带有自锁装置。
8.根据权利要求1所述的组合式生物安全操作间，其特征在于所述工作区域的底部设有底板，底板与墙体和大门密封连接，底板上设有滑道，转向脚轮沿滑道行走。
全文摘要
本发明涉及一种实验室用洁净设备，尤其是一种组合式生物安全操作间。该操作间包括上密封箱和工作区域，上密封箱位于工作区域的上方，工作区域的后侧、左侧和右侧均设有墙体，上密封箱由金属外壳组合并密封连接而成，工作区域的前侧设有大门，大门包括操作窗和门体，墙体和门体由中空模块组合并固定连接而成，中空模块包括内层板和外层板，内层板与外层板固定连接，内层板与外层板之间形成中空内腔，中空模块的侧边设有风口，通过风口使各相邻中空模块之间的中空内腔连通，中空内腔为负压腔，负压腔环绕包围工作区域，工作区域内设有操作台式小车。其可以为大型的实验设备提供局部洁净环境，安装方便，实现现场安装，便于实验人员进行实验。
文档编号B01L1/00GK102205254SQ201110136970
公开日2011年10月5日 申请日期2011年5月24日 优先权日2011年5月24日
发明者曾博文, 王振忠, 赵立润 申请人:青岛柏镁仪器有限公司