CN101130172B - 一种用于控制生物安全柜开合玻璃门力度的平衡悬挂系统 - Google Patents

Abstract

一种用于生物安全柜玻璃门上的平衡悬挂系统，所述的平衡悬挂系统包括动滑轮组、定滑轮组、弹簧组及牵引绳组成，在上抬或下拉玻璃时，牵引绳通过定滑轮及动滑轮带动弹簧组伸缩，根据平衡原理控制，左右两组平衡器实现玻璃的随意升降及定位；本发明的优点在于，在实现生物安全柜的前窗玻璃的随意升降及定位的同时，通过加大开关玻璃门的阻力，完全避免了因操作人员误操作而带来的意外伤害。

Description

一种用于控制生物安全柜开合玻璃门力度的平衡悬挂系统

技术领域

本发明涉及的是一种医疗、卫生和制药上使用的生物安全柜的门上的平衡悬挂系统，更具体地说，本发明涉及的是一种用于生物安全柜玻璃门上的平衡悬挂系统。

背景技术

生物安全柜是用于科研院所、医院等实验研究机构的一种生物实验防护设备，生物安全柜是生物实验中最基本也是最为重要的第一道防线，它可以防止危险微生物处理时的污染气体溢出，同时也为了防止室内空气进入柜内操作平台，保护实验物品免受外界干扰。

CN200430047816.7公开了一种生物安全柜的左视图，包括安全柜柜体，送风口，排风口，在排风高效过滤器侧旁设置微型正压风机，风机的进风端设在室内侧，设有正压进风过滤器，风机的出风端的正压气流接管连接在排风口管壁和排风高效过滤器外壳之间的正压气密封腔，在排风高效过滤器的进风面设有带吸铁石的护板，在所述的生物安全柜前设置以活动的玻璃门。

但是，类似的生物安全柜玻璃门安装结构多为配重平衡式，即，正如附图1所示，该附图是一种现有技术的生物安全柜的左视图，其中，箱体侧面1，在箱体的二个顶角或者附近，设置二个滑轮2，牵引绳4跨国二个滑轮，在牵引绳4的一端，连接着配重块3，牵引绳4的另一端连接前窗玻璃5，通常，箱体后部安装的配重块和前窗玻璃基本等重，虽然这种设置具有开关门轻松、省力的优点，但是，由于前窗玻璃以及框架和配重块的重量形成了重力平衡，因此，一旦因误操作而碰触前窗玻璃，很容易破坏重力平衡，前窗玻璃很容易大幅度开启或者关闭，而前窗玻璃的大幅度开启或者关闭，会使保护气幕受到破坏，这种方式实际上与安全柜要起到的作用是冲突的。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于生物安全柜玻璃门上的平衡悬挂方法；

本发明的再一个目的是提供一种用于生物安全柜玻璃门上的平衡悬挂系统，通过本发明所述的平衡悬挂系统，可以保证生物安全柜前窗玻璃完全安全的随意升降及定位，具体地，本发明所述的前窗玻璃的平衡悬挂系统既可随意升降，也可以随时定位，所述的前窗玻璃无论是开启还是闭合，均需要克服一定的阻力，而这里所述的阻力，成为前窗玻璃的安全开启和关闭的安全性的保证。

本发明的目的可以通过以下方式得以实现，所述的生物安全柜的玻璃门的升降采用平衡悬挂系统进行控制，所述的平衡悬挂系统包括动滑轮组、定滑轮组、弹簧组及牵引绳组成，在上抬或下拉玻璃时，牵引绳通过定滑轮及动滑轮带动弹簧组伸缩，根据平衡原理控制，左右两组平衡器实现玻璃的随意升降及定位。

本发明所述的生物安全柜，包括由左侧壁、右侧壁、顶壁、底壁和后壁围成的柜体，柜体中部设置中横梁和沿中横梁水平设置的中间隔壁，中间隔壁将柜体分成上部过滤区和下部工作区，过滤区的前部设置密封挡板，工作区前部设置可上下推拉的玻璃门体，至少工作区的柜体部分由内胆和外壁形成中空的风道，过滤区中设置与风道连通的风机，柜体的顶壁和/或中间隔壁中设置可通过风机送风的透气过滤层，至少在工作区底壁内胆的外侧以及左侧壁和右侧壁内胆外侧的中下部设置与风道连通的进风口。

生物安全柜在使用时，启动风机，通过与风机连通的风道和进风口，工作区中的空气向上部过滤区中的风机流动，工作区形成负压，柜体周围的空气由于工作区的负压向柜体中流动，风机将吸入的空气通过风道送入柜体隔壁上部的过滤区，过滤区的压力大于工作区的压力，当在顶壁和中间隔壁中均设置透气过滤层时，过滤区中的空气部分通过顶壁上的过滤层进入大气中，部分通过中间隔壁上的过滤层后进入柜体下部的工作区，带有病毒或病菌的空气通过过滤层过滤后，其中的病毒或病菌被吸附或杀灭，成为纯净的空气，因此可防止自柜体中进入大气的气体携带病毒或病菌，产生危害。

本发明所述的生物安全柜工作区前部设置有上下推拉的门体，在实验或检验过程中，门体推拉到适合工作区域即可，即不需要全部推拉至工作区的上部，门体在推拉到工作区上部的一定位置后被止挡，止挡位置的上部门体与安全柜箱体之间通过自身的结构密封，而在不通过门体与柜体密封的其他位置即工作区底壁内胆的外侧以及左侧壁和右侧壁内胆外侧的中下部，设置与风道连通的进风口，该进风口可将预向柜体外部泄露的携带病毒或病菌的空气及时吸入风道中，并送入过滤层中进行杀菌消毒，该进风口也将柜体外部的空气吸入风道中，防止工作区中携带病毒或病菌的空气向柜体外部泄露，保护环境污染和食盐人员的人身健康。

本发明所述的生物安全柜门上的平衡悬挂方法，包括二个平衡器，所述的平衡器包括弹簧、定滑轮、动滑轮、动滑轮架、定滑轮架和牵引绳，所述的牵引绳连接在前窗玻璃门上方，所述的动滑轮架通过弹簧连接在箱体的下端，所述的定滑轮架固定在箱体的上方，当前窗玻璃完全关闭时，弹簧组伸长最大，给出的拉力最大，弹簧组给出的拉力、动滑轮组的重力和系统阻力之和等于前窗玻璃门的重力，且，随着前窗玻璃门上升，弹簧长度缩小，弹簧的拉力减小，系统阻力增加，弹簧组给出的拉力、动滑轮组的重力和系统阻力之和仍然等于前窗玻璃门的重力。

本发明所述的系统摩擦力或者阻力包括牵引绳和滑轮之间、滑轮和滑轮轴之间形成的各种动摩擦力和静摩擦力。

本发明所述的生物安全柜门上的平衡悬挂系统，包括至少二个平衡器，所述的平衡器包括弹簧、滑轮和牵引绳，所述的牵引绳绕过至少一个直接或间接设置在箱体上部的定滑轮以及至少一个直接或间接设置在箱体下部的动滑轮，其一端和柜门连接，另一端和弹簧组直接或间接连接。

本发明所述的平衡悬挂系统优选为至少二个直接或间接设置在箱体上部的定滑轮和一个通过弹簧直接或间接连接设置在箱体下部的动滑轮，以及一牵引绳，所述的牵引绳绕过定滑轮，然后向下绕过动滑轮，再向上绕过定滑轮，再向下和动滑轮直接或间接连接，其另一端和柜门连接，一对平衡器的二个牵引绳端部分别连接柜门上端。

本发明所述的每个平衡器包括弹簧、至少三个直接或间接设置在箱体上部的定滑轮和二个通过弹簧直接或间接连接设置在箱体下部的动滑轮，以及一牵引绳，所述的牵引绳绕过第一定滑轮，然后向下绕过第一动滑轮，再向上绕过第二定滑轮，再向下绕过第二动滑轮，再向上绕过第三定滑轮，再向下和通过弹簧直接或间接连接设置在箱体下部的动滑轮直接或间接连接，其另一端和柜门连接，一对平衡器的二个牵引绳端部分别连接柜门上端。

本发明所述的更加优选的方式是，每个平衡器包括弹簧、定滑轮架、三个定滑轮、动滑轮架、二个动滑轮，三个定滑轮可转动地固定在定滑轮架上，二个动滑轮可旋转地固定在动滑轮架上，定滑轮架固定在箱体上部，动滑轮架通过弹簧拉接在箱体下部；一牵引绳，所述的牵引绳绕过第一定滑轮，然后向下绕过第一动滑轮，再向上绕过第二定滑轮，再向下绕过第二动滑轮，再向上绕过第三定滑轮，再向下和动滑轮架连接，牵引绳的另一端和柜门连接。

所述的动滑轮设置在动滑轮架上，动滑轮架通过一组弹簧组成的弹簧组拉接在箱体下部。

所述的一组弹簧优选由二根弹簧组成。

通过二根牵引绳分别绕过滑轮，一端和柜门连接，一端和动滑轮架连接，动滑轮架通过弹簧组和箱体下部连接，使得柜门的重力与系统摩擦力和弹簧的拉力之间实现平衡。使用时，当使用者将柜门正常向上推时，即在玻璃门上加向上的力，抵消了玻璃门的重力，使弹簧拉伸长度缩小，在玻璃门上移后，弹簧弹力、静摩擦力、玻璃门重力依然能形成平衡，同理，柜门正常向下推时，在玻璃门下移后，弹簧弹力、静摩擦力、玻璃门重力依然能形成平衡。

如果发生向上或者向下误推的情形，由于需要克服最小摩擦力或者弹力。因此很难发生误操作而使柜门大幅度开启的可能。

当然，读者也可以使用一个弹簧，虽然达到需要的弹性系数的弹簧制作工艺很难并且成本也会提高，但是，也在本发明的设计思想中。如果采用本发明的优选方案，所述的弹簧用普通弹簧即可，因此用普通弹簧成本会较低。

本发明的优点在于，在实现生物安全柜的前窗玻璃的随意升降及定位的同时，完全避免了安全隐患，无论出现什么样的异常情况，也不会给操作人员带来伤害。

附图说明

图1、3是现有技术中生物安全柜以及玻璃门的设置方式和结构，其中，图1中显示的是配重平衡式玻璃门；

图2a是本发明所述的生物安全柜的玻璃门平衡悬挂控制系统的正面图；

图2b是本发明所述的生物安全柜的玻璃门平衡悬挂控制系统的示意图；

图4是将图2所述的悬挂系统展开成平面方式的示意图，以便更加清楚地理解本发明。

其中，本发明附图中的部件名称和标注对应如下：箱体侧面1，滑轮2，配重块3，牵引绳4，前窗玻璃5，左平衡器6，右平衡器7，箱体正面8，弹簧9，定滑轮组10，动滑轮组11，弹簧组12，平衡器13，牵引绳14，定滑轮架15，定滑轮16，定滑轮17，定滑轮18，动滑轮19，动滑轮20，弹簧21，弹簧22，动滑轮架23。

以下是本发明的具体实施方式，通过一下对具体实施方式的描述并结合附图，可以更加清楚地理解本发明。

具体实施方式

                    实施例1

下面具体描述平衡器的工作原理，其中，牵引绳4的一端连接前窗玻璃5的一边，然后，所述的牵引绳4向上绕过定滑轮18后向下，再绕过动滑轮19，牵引绳4再向上绕过定滑轮16，再向下绕过动滑轮20，而后，牵引绳14继续向上绕过定滑轮17，最后向下连接在动滑轮架23上。

所述的定滑轮组10包括定滑轮架15，在定滑轮架15上可转动地固定有定滑轮16、定滑轮17、定滑轮18，通常，定滑轮18在上，定滑轮16、定滑轮17在下，定滑轮16和定滑轮17可如图所示的串连可转动固定，也可转动地固定在一个平面上，定滑轮架15可以固定在箱体的上端适当的位置上，只要不仿碍实现本发明的目的即可。

所述的动滑轮组11包括动滑轮架23、动滑轮19、动滑轮20，所述的动滑轮19、动滑轮20可以如图所示的串连可转动固定，也可转动地固定在一个平面上，所述的动滑轮架23下端用弹簧组12可有限伸缩地固定在箱体的下端，只要不仿碍实现本发明的目的即可，所述的伸缩是指弹簧的有限的伸缩。

所述的弹簧组12，至少采用一个弹簧，优选二个弹簧，即，弹簧21、弹簧22，所述的弹簧组12的上端固定在动滑轮架23的下端，所述的弹簧组12的下端固定在箱体的适当位置，只要不仿碍实现本发明的目的即可。

所述的平衡器包括定滑轮组10、动滑轮组11，其中，定滑轮组10固定在箱体的上端的适当位置，动滑轮组11通过弹簧组12可伸缩地固定在箱体的下端的适当位置，定滑轮组10和动滑轮组11通过牵引绳4绕接，牵引绳4一端和前窗玻璃5固定连接，另一端和动滑轮组11固定连接。

所述的平衡器至少一个，优选使用一组二个，其上的牵引绳4分别连接在前窗玻璃5上的二边的适当位置上。

由于本发明所述的滑轮组由定滑轮和动滑轮构成，因此，当前窗玻璃5发生一个位移时，动滑轮架23的位移小于前窗玻璃5的位移，在本发明作为本发明的优选实施例，当前窗玻璃5发生一个位移时，动滑轮架23的位移小于等于窗玻璃5发生的位移三分之一，优选的，为小于等于四分之一，最好是小于等于五分之一。

具体地，作为一个例子，前窗完全关闭时弹簧长度410mm，前窗完全升高200mm时弹簧长度370mm，弹簧的位移差，就是动滑轮架23的位移，可以看出，动滑轮架23的位移为前窗玻璃的位移的五分之一，作为生物安全柜的一个指标，前窗玻璃的最大工作行程为200mm。

参见附图4，附图4是本发明所述的悬挂系统2(a)的的平面图示意图，其中，H1代表前窗玻璃的产生一个位移时，整个滑轮组的其他位置的牵引绳14的位移分别为H2、H3、H4、H5、H6；P1代表直接连接前窗玻璃的牵引绳14上的受力，P2-P6代表滑轮组其他牵引绳上的受力，可以看出，基于这样的结构，当前窗玻璃完全关闭时，弹簧组给出的拉力最大，设定，此时的弹簧拉力经过滑轮组转化后，和前窗玻璃的重力平衡，当前窗玻璃被人为地升高，弹簧的拉力下降，这时，需要更多的力才能使得前窗玻璃上移，因为，生物安全柜玻璃门需要制止的就是门体突然开启，或者快速开启，这样会给操作人员带来伤害，因此，本发明的设计特点就是前窗玻璃越向上，需要克服的力就越大，所述的力包括前窗玻璃门体的重力和整个滑轮组产生的阻力，但是，主要是前窗玻璃的重力，通常，所述弹簧组的拉力通过滑轮组施加在前窗玻璃上的拉力小于前窗玻璃门体的重力，所述的拉力，通常是由左右各设置一个平衡器，引出的二个牵引绳连接在玻璃门体上形成的。

本发明所述的生物安全柜玻璃门设计就完全避免了现有技术的隐患，无论出现什么样的异常情况，也不会给操作人员带来伤害。

Claims (10)

1.一种生物安全柜门上的平衡悬挂方法，包括二个平衡器，所述的平衡器包括弹簧、定滑轮、动滑轮、动滑轮架、定滑轮架和牵引绳，所述的牵引绳连接在前窗玻璃门上方，所述的动滑轮架通过弹簧连接在箱体的下端，所述的定滑轮架固定在箱体的上方，其特征在于当前窗玻璃完全关闭时，弹簧组伸长最大，给出的拉力最大，弹簧给出的拉力、动滑轮组的重力和系统摩擦力之和等于前窗玻璃门的重力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的当前窗玻璃开启一部分时，弹簧组伸长减小，给出的拉力随着增加，弹簧给出的拉力、动滑轮组的重力和系统摩擦力之和仍然等于前窗玻璃门的重力。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的系统摩擦力包括牵引绳和滑轮之间、滑轮和滑轮轴之间形成的各种动摩擦力和静摩擦力。

4.一种实现权利要求1所述方法的用于生物安全柜门上的平衡悬挂系统，包括至少二个平衡器，所述的平衡器包括弹簧、滑轮和牵引绳，其特征在于，牵引绳绕过至少一个直接或间接设置在箱体上部的定滑轮以及至少一个直接或间接设置在箱体下部的动滑轮，其一端和柜门连接，另一端和弹簧组间接连接。

5.根据权利要求4所述的平衡悬挂系统，其特征在于，所述的平衡悬挂系统为至少二个直接或间接设置在箱体上部的定滑轮和一个通过弹簧直接或间接连接设置在箱体下部的动滑轮，以及一牵引绳，所述的牵引绳绕过定滑轮，然后向下绕过动滑轮，再向上绕过定滑轮，再向下和动滑轮直接或间接连接，其另一端和柜门连接，一对平衡器的二个牵引绳端部分别连接柜门上端。

6.根据权利要求4所述的平衡悬挂系统，其特征在于，所述的每个平衡器包括弹簧、至少三个直接或间接设置在箱体上部的定滑轮和二个通过弹簧直接或间接连接设置在箱体下部的动滑轮，以及一牵引绳，所述的牵引绳绕过第一定滑轮，然后向下绕过第一动滑轮，再向上绕过第二定滑轮，再向下绕过第二动滑轮，再向上绕过第三定滑轮，再向下和通过弹簧直接或间接连接设置在箱体下部的动滑轮直接或间接连接，其另一端和柜门连接，一对平衡器的二个牵引绳端部分别连接柜门上端。

7.根据权利要求4所述的平衡悬挂系统，其特征在于，所述的每个平衡器包括弹簧、定滑轮架、三个定滑轮、动滑轮架、二个动滑轮，三个定滑轮可转动地固定在定滑轮架上，二个动滑轮可旋转地固定在动滑轮架上，定滑轮架固定在箱体上部，动滑轮架通过弹簧拉接在箱体下部；一牵引绳，所述的牵引绳绕过第一定滑轮，然后向下绕过第一动滑轮，再向上绕过第二定滑轮，再向下绕过第二动滑轮，再向上绕过第三定滑轮，再向下和动滑轮架连接，牵引绳的另一端和柜门连接。

8.根据权利要求4-7任一项所述的平衡悬挂系统，其特征在于，所述的动滑轮设置在动滑轮架上，动滑轮架通过一组弹簧组成的弹簧组拉接在箱体下部。

9.根据权利要求8所述的平衡悬挂系统，其特征在于，所述的一组弹簧由二根弹簧组成。

10.根据权利要求4所述的平衡悬挂系统，其特征在于，通过二根牵引绳分别绕过滑轮，一端和柜门连接，一端和动滑轮架连接，动滑轮架通过弹簧组和箱体下部连接，使得柜门的重力与系统摩擦力和弹簧的拉力之间实现平衡。

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