一种Ⅱ级生物安全柜内部气流温度控制设备的制作方法

本实用新型涉及一种ⅱ级生物安全柜，特别是涉及一种精确控制内部空气温度的ⅱ级a2生物安全柜。

背景技术：

特殊的医疗临床实验需要建立一个既满足空气洁净等级又满足空气温度要求的作业平台，如：生殖医学对人工体外授精作业平台，该平台的微环境洁净等级至少满足5级(iso)要求，还应当模拟人体温度，创建37℃环境温度，以达到获得最具活力的精子、卵子的目的。目前，这些医学作业配置的ⅱ级生物安全柜，洁净等级可满足使用要求，然而现有技术的ⅱ级生物安全柜缺乏温度控制，不能满足某些特殊医疗的临床应用。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种ⅱ级生物安全柜内部气流温度控制设备，用于解决现有技术中ⅱ级生物安全柜缺乏温度控制，不能满足某些特殊医疗的临床应用的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种ⅱ级生物安全柜内部气流温度控制设备，所述安全柜上部的内壁上设有一安装支架，所述设备设于所述安装支架上；所述设备包括静压箱、温度传感器及二次均流器；

所述静压箱位于所述二次均流器上端；

所述静压箱与所述二次均流器之间设有所述温度传感器；

所述静压箱包括进风系统、排风系统、加热器、预均流器及第一空气过滤器；

所述进风系统及排风系统均位于所述静压箱上部；

所述进风系统包括进风口及风机；

所述排风系统包括排风口、排风箱及第二空气过滤器；

所述进风系统下端设有所述预均流器，所述预均流器固定在所述静压箱内壁上；

所述加热器为两个，安装在所述预均流器上，并对称分布在所述风机的两侧；

所述预均流器下端设有所述第一空气过滤器。

于本实用新型的一实施例中，所述第一空气过滤器及所述第二空气过滤器均包括框架及滤芯；

所述框架为中空的方形铝合金结构，所述滤芯为玻璃纤维材质形成的滤纸；所述框架与所述滤芯通过灌胶密封成型；

所述第一空气过滤器框架的尺寸与所述静压箱底部尺寸相匹配，所述第二空气过滤器框架的尺寸与所述排风箱顶部尺寸相匹配。

于本实用新型的一实施例中，所述进风系统还包括风机导流圈及风机支架；

所述进风口位于所述静压箱顶板中心位置；

所述风机导流圈位于所述进风口下端，且与所述静压箱顶板固定连接；

所述风机支架为h型，与所述静压箱前后面板固定连接；

所述风机支架上固定安装有所述风机，且所述风机圆心与所述风机导流圈圆心对齐。

于本实用新型的一实施例中，所述排风系统还包括排风管；

所述排风口位于所述静压箱顶板的一侧；

所述排风口上设有所述排风管，所述排风管的一端与所述静压箱顶板固定连接，另一端与所述排风箱固定连接；

所述排风箱上端叠加有所述第二空气过滤器。

于本实用新型的一实施例中，所述加热器包括加热器支架及两个ptc热敏电阻；所述加热器支架底端固定在预均流器上，所述加热器支架顶端对称放置有两个所述ptc热敏电阻。

于本实用新型的一实施例中，所述静压箱内还设有预均流器安装框，所述预均流器安装框的尺寸与所述静压箱相匹配；所述预均流器为一块均匀设有穿孔的平板，所述平板的穿孔率为30％-40％；所述预均流器固定安装在所述预均流器安装框上。

于本实用新型的一实施例中，所述温度传感器为多个；所述安装支架上设有传感器支架，所述传感器支架上预设有多个通孔，所述温度传感器安装在所述通孔上。

于本实用新型的一实施例中，所述二次均流器位于所述静压箱的正下方，所述二次均流器为一块均匀设有穿孔的平板，所述平板的穿孔率为30％-40％；所述二次均流器与所述静压箱的第一空气过滤器的底部高度差为50mm。

如上所述，本实用新型的完整的一种ⅱ级生物安全柜内部气流温度控制设备，具有以下有益效果：本实用新型在现有的ⅱ级生物安全柜基础上引入空气温度控制技术，对气流压力与流速均质的同时对升温、控温、温度均质作技术性处理，模拟人体温度，使生物安全柜操作舱的下降气流温度达到37℃±2℃水平，满足了某些特殊医疗的临床应用，将该生物安全柜由通用型设备向专用型设备转变。

附图说明

图1显示为本实用新型整体结构示意图。

图2-图3显示为本实用新型静压箱结构示意图。

图4显示为本实用新型加热器结构示意图。

图5显示为本实用新型预均流器结构示意图。

图6显示为本实用新型第一空气过滤器、第二空气过滤器结构示意图。

图7显示为本实用新型温度传感器安装示意图。

图8显示为本实用新型气体流向示意图。

元件标号说明

1-静压箱；2-温度传感器；3-二次均流器；

101-进风系统；102-排风系统；103-加热器；104-预均流器；105-第一空气过滤器；

201-传感器支架；

1011-进风口；1012-风机导流圈；1013-风机；1014-风机支架；

1021-排风口；1022-排风管；1023-排风箱；1024-第二空气过滤器；

1031-加热器支架；1032-ptc热敏电阻；

1041-预均流器安装框；1051-框架；1052-滤芯。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图8。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

请参阅图1，本实用新型提供一种ⅱ级生物安全柜内部气流温度控制设备，所述安全柜上部的内壁上设有一安装支架，所述设备设于所述安装支架上；

所述设备包括静压箱1、温度传感器2及二次均流器3；

所述静压箱1位于所述二次均流器3上端；所述静压箱1与所述二次均流器3之间设有所述温度传感器2。

请参阅图2，所述静压箱1包括进风系统101、排风系统102、加热器103、预均流器104及第一空气过滤器105；所述进风系统101及排风系统102均位于所述静压箱1上部。

请参阅图3，所述进风系统101包括进风口1011、风机导流圈1012、风机1013及风机支架1014；所述进风口1011位于所述静压箱1顶板中心位置；所述风机导流圈1012位于所述进风口1011下端，且与所述静压箱1顶板固定连接；所述风机支架1014为h型，与所述静压箱1前后面板固定连接；所述风机支架1014上固定安装有所述风机1013，且所述风机1013的圆心与所述风机导流圈1012的圆心对齐。

风机支架1014需要足够的机械强度，风机运行时的离心力不能使安装架变形，本实施例中采用不锈钢板折边形成加强筋的方法作为提高机械强度的措施。

所述排风系统102包括排风口1021、排风管1022、排风箱1023及第二空气过滤器1024；所述排风口1021位于所述静压箱1顶板的一侧；所述排风口1021上设有所述排风管1022，所述排风管1022的另一端与所述排风箱1023连接；所述排风箱1023上端叠加有所述第二空气过滤器1024。

排风管1022连接静压箱1与排风箱1023，排风管1022上下两端套住静压箱1、排风箱1023的法兰，由喉箍夹紧固定。

所述排风箱1023采用201#或304#不锈钢薄板折弯成型，相交壁板间采用氩弧焊接工艺形成无缝箱体结构。所述排风箱1023的截面与第二空气过滤器1024截面相等。

所述风机1013下端设有所述预均流器安装框1041，所述预均流器安装框1041由201#或304#不锈钢薄板折弯成角钢，角钢的所有相交处采用氩弧焊接工艺形成无缝框型结构。所述预均流器安装框1041的尺寸与所述静压箱1相匹配，且固定在所述静压箱1的内壁上，所述预均流器104固定安装在所述预均流器安装框1041上。

请参阅图4，所述预均流器104为一块均匀设有穿孔的平板，穿孔率过高或过低都将影响均质效果，本实施例中所述穿孔率为30％-40％；

请参阅图5，所述加热器103包括加热器支架1031及两个ptc热敏电阻1032；所述加热器支架1031底端固定在预均流器104上，所述加热器支架1031顶端对称放置有两个所述ptc热敏电阻1032。加热器支架1031与预均流器104之间采用不锈钢氩弧焊工艺装配。

请参阅图2及图3，所述加热器103为两个，安装在所述预均流器104上，并对称分布在所述风机1013的两侧；风机输出气流可在两个加热器103上产生等量风速，对称分布是为了每个发热元件热功率一致，这有助于气流温度均匀。风机输出并流经加热器103的气流流速不低于3m/s，这个速度满足热能耗散而产生空气升温的转换效率，并使热空气产生静压力。静压力是空气张力作用于箱体内壁板的能力，该能力由过滤器的气流阻力决定。

请参阅图6，所述第一空气过滤器105及所述第二空气过滤器1024结构相同，均包括框架及滤芯；本实施例以第一空气过滤器105为例说明其结构。

所述第一空气过滤器105包括框架1051及滤芯1052，所述框架1051为中空的长方形结构，材质为铝合金，其内填充有滤芯1052，所述滤芯1052为玻璃纤维材质形成的滤纸；所述框架1051及滤芯1052通过灌胶密封成型。所述框架1051的尺寸与所述静压箱1底部尺寸相匹配。

所述框架1051的四周，沿上下面两侧均贴有橡胶密封圈，压紧后不产生气溶胶泄漏。

第一空气过滤器105相对0.3μm直径当量颗粒的过滤效率≥99.99％，静压箱1输入中值粒径当量为0.7μm，几何标准偏差±2.4，称重浓度≥10μg/l的pao气溶胶粒子群，在过滤器下游侧截面作光散射扫描检漏时，透过率不高于0.01％。

所述第二空气过滤器1024的框架尺寸与所述排风箱1023顶部尺寸相匹配。所述第二空气过滤器1024设置的目的是使安全柜排出部分气流，这样可在安全柜前部格栅形成与排风等量空气体积的气流，该气流体积使安全柜前部操作口形成额定流速的气流，该流速用以防止气溶胶逸出。本实施例要求安全柜的前部开口流速为0.55m/s±0.025m/s。

安全柜实际的排风量(m3/h)通过前部开口额定气流平均流速0.55m/s×前部设计开口面积×3600获得。第二空气过滤器1024的阻力应与第一空气过滤器105的阻力相等，否则安全柜前部气流流速将不能控制。

请参阅图7，所述温度传感器2有多个，所述安装支架上设有传感器支架201，所述传感器支架201上预设有多个通孔，所述温度传感器2安装在所述通孔上。

所述温度传感器2与伺服电路组成温度控制系统。当温度达到上限时，温度传感器2输出信号触发伺服电路中的继电器释放，ptc热敏电阻1032瞬间失电而获得温度过冲控制。当温度下降到下限时，伺服电路中的继电器复位，温度瞬间恢复至控制范围内。鉴于温度对细胞活性的敏感性考虑，安全柜操作舱空气温度的控制值在37℃±2℃范围内。

所述温度传感器2安装在所述静压箱1与所述二次均流器3之间，所述二次均流器3空间内的气流是提供给操作舱的垂直下降气流，它代表了操作舱气流的温度。

请参阅图1，所述二次均流器3位于所述静压箱1的正下方，所述二次均流器3与预均流器104的结构类似，为一块均匀设有穿孔的平板，所述穿孔率为30％-40％；所述二次均流器3与第一空气过滤器105下游之间的空间高度对均流效果敏感，本实施例中高度差设为50mm。

请参阅图8，安全柜内设有风道；

实际使用时，气流从安全柜底部的通风口进入，经风道上升，被静压箱内的风机抽取进入静压箱内部。风机输出的气流吹过加热器，气流即获得快速升温。热空气经过预均流器与第一空气过滤器的空间时，获得一次流速及温度的均质；进一步，热空气经第一空气过滤器过滤，流出静压箱。

静压箱内的一部分气体经静压箱的排风系统排出到安全柜外部。

温度传感器检测静压箱流出的气体温度，当温度达到上限时，加热器失电停止加热；当温度达到下限时，加热器得电开始加热。

下降气体在二次均流器的空间内再次均流、均温，然后垂直下降到整个操作舱。

综上所述，本实用新型在现有的ⅱ级生物安全柜基础上引入空气温度控制技术，对气流压力与流速均质的同时对升温、控温、温度均质作技术性处理，模拟人体温度，使生物安全柜操作舱的下降气流温度达到37℃±2℃水平，满足了某些特殊医疗的临床应用，将该生物安全柜由通用型设备向专用型设备转变。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。