CN103127964B - 匀风速无污染生物安全柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种匀风速无污染生物安全柜，属于实验设备技术领域。所述的安全柜包括壳体，在壳体内设置有工作室、净化室和空气循环系统，其中净化室设置在工作室之上，空气循环系统用于在工作室和净化室之间循环空气，其特征在于，净化室还包括依次包括设置在进风口处的初级过滤器、风机、第一紫外线灯、第一光触媒层、第二紫外线灯、第二光触媒层和主过滤器，在工作室的上端设置有第一臭氧分解器，在工作室和净化室之间设置有第二臭氧分解器。本发明提供的生物安全柜能够杀菌消毒，无污染。

Description

匀风速无污染生物安全柜

技术领域

本发明涉及一种无污染生物安全柜，尤其涉及一种能净化空气的生物安全柜，属于实验设备技术领域。

背景技术

图1是现有技术中的生物安全柜的侧面示意图。如图1所示，1所示，所述生物安全柜包括设置在支架30上的壳体1，在支架30的四个腿的下端设置有脚轮31。壳体1包括前封板25、前盖板26、左壁、右壁、顶壁和底壁，在壳体1中部设置有一个散风板27，前盖板26、左壁的上半部分、右壁的上部分、顶壁和散风板构成一个上部空间，前封板25、左壁的下半部分、右壁的下半部分和底壁构成一个下部空间，上部空间内设置有净化室2，下部空间内设置有工作室3，前封板25可以活动并能收缩在上部空间内，在工作室内的下端的底板29上设置有气孔。净化室和工作室相连接形成的结构的后面、左面和右面和壳体之间形成负压通道，在净化室进风口处的平台上安放风机4。在净化室的顶端设置有排风口，在排风口下设置有排风过滤器10。在净化室2和工作室3设间设置主过滤器11。在上部空间内设置有带动前封板25的电机24，在前盖板26下设置有照明灯28。为了杀菌，在工作室内安装了UV(紫外线)灯32，即利用UV(紫外线)灯进行照射杀死空气中的有机化合物或者菌类，但是杀菌并不彻底，同时，紫外线照射也使空气中的氧气成为臭气，当空气中的臭气的浓度超标时，臭氧则是个无形杀手，它强烈刺激人的呼吸道，造成咽喉肿痛、胸闷咳嗽、引发支气管炎和肺气肿；造成人的神经中毒，头晕头痛、视力下降、记忆力衰退；对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用，致使人的皮肤起皱、出现黑斑；还会破坏人体的免疫机能，诱发淋巴细胞染色体病变，加速衰老，致使孕妇生畸形儿，因此生物安全柜排出的臭氧会造成对空气的二次污染。

发明内容

为克服现有技术中所存在的缺点，本发明的发明目的是提供一种无污染生物安全柜，所述生物安全柜能够灭菌、消毒，并且不会对空气造成二次污染。

为实现所述发明目的，本发明提供一种生物安全柜，所述安全柜包括壳体，在壳体内设置有工作室、净化室和空气循环系统，其中净化室设置在工作室之上，空气循环系统用于在工作室和净化室之间循环空气，其特征在于，净化室还包括依次包括设置在进风口处的初级过滤器、风机、第一紫外线灯、第一光触媒层、第二紫外线灯、第二光触媒层和主过滤器，在工作室的上端设置有第一臭氧分解器，在工作室和净化室之间设置有第二臭氧分解器。

优选地，第一光触媒层和第二光触媒层均具有多个蜂窝状通孔，蜂窝状通孔的表面上涂覆了二氧化钛颗粒。

优选地，所述第一臭氧分解器和第二臭氧分解器均具有多个蜂窝状通孔，每个通孔的表面上涂覆了二氧化锰颗粒。

与现有技术相比，本发明提供的生物安全柜可以杀菌，消毒，无污染。

说明书附图

图1是现有技术中的生物安全柜的侧面示意图；

图2是本发明提供的生物安全柜的正面示意图；

图3是本发明提供的生物安全柜的侧面示意图；

图4是本发明提供的生物安全柜的控制系统的电路图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明，相同的附图标记表示相同或者相似的部件。

图2是本发明提供的生物安全柜的示意图。图3是本发明提供的生物安全柜的侧面示意图。如图2和3所示，所述生物安全柜包括设置在支架30上的壳体1，壳体包括前封板26、前盖板25、左壁、右壁、顶壁和底壁，在壳体1中部设置有一个散风板27，前盖板26、左壁的上半部分、右壁的上半部分、顶壁和散风板构成一个上部空间，前封板25、左壁的下半部分、右壁的下半部分和底壁构成一个下部空间，上部空间内设置有净化室2，下部空间内设置有工作室3，前封板25可以活动并能收缩在上部空间内，在工作室内的下端设置有气孔。净化室和工作室相连接形成的结构的后面、左面和右面和壳体之间形成负压通道，在净化室4的右面设置有进风口，在进风口处依次设置有初级过滤器10、风机4、第一紫外线灯6、第一光触媒层8、第二紫外线灯7、第二光触媒层9和主过滤器11。从负压风道流入的携带有机化合物、氨气、二氧硫等污染物的污染空气先经初级过滤器10过滤，而后经紫外线灯6所发出的紫外光照射，有机化合物形成污染物微粒物质，而后再经具有多个蜂窝状通孔的第一光触媒层、第二紫外线灯7、具有多个蜂窝状通孔的第一光触媒层和主过滤器，光触媒层的蜂窝状通孔的表面上涂覆了二氧化钛颗粒。在主过滤器的出风口处设置了风流导向板14，在净化室的左壁上与光触反应器9的出风口相对应的地方设置了风流导向体15。在净化室的顶端设置有排风口，在排风口下依次设置有第一臭氧分解器12。在净化室2和工作室3之间依次设置有第二臭氧分解器13，所述臭氧分解器具有多个蜂窝状通孔，每个通孔的表面上涂覆了二氧化锰颗粒。

仍如图2所示，本发明提供的控制系统包括处理器21、显示器22、报警器23、和电源20和风压传感器组件16，风压传感器18、风压传感器17和风压传感器18。其中，风压传感器组件16的两个传感器分别设置有初级过滤器12和的两端，用于探测初级过滤器10上游的风压与下游的风压之差，将风压差转换成电压u₁输入到处理器21；风压传感器组件17的两个传感器分别设置在负压风道和净化室内，用于探测净化室的风压与负压风道的风压差，将风压差转换成电压u₂输入到处理器21；风速传感器18用于探测主过滤器13上游的风压与下游的风压差，将风压差转换成电压u₃输入到处理器21。处理器根据电压u₁的变化情况判断初级过滤器12是否失效，如果失效，处理器21会给报警器23发送一个信号，提示用户初级过滤器失效，用户及时更换初级过滤器。处理器根据电压u₃的变化情况判断主过滤器是否失效，如果失效，处理器21会给报警器23发送一个信号，提示用户主过滤器失效，用户及时更换下过滤器。处理器21根据电压u₃的变化情况判断主过滤器是否失效，如果失效，处理器会给报警器发送一个信号，提示用户主过滤器失效，用户及时更换主过滤器。

图4是本发明提供的生物安全柜的控制系统的电路图。如图4所示，本发明提供的控制系统还包括按键AN1-AN6、上限位霍尔开关KH和下限位霍尔开关KL，其中按键AN1-AN6设置在壳体的前盖板上。上限位霍尔开关KH设置在工作的上端，下限位霍尔开关KL设置在工作的上端。在玻璃伸缩门的下端设置有磁钢，当门关闭工作室时，磁钢与下限位霍尔开关KL对准，KL1闭合。处理器21包括控制器、压差第一阀值比较器OP1、第一光电耦合器PE1、压差第二阀值比较器OP2、第二光电耦合器PE2、压差第三阀值比较器OP3、第三光电耦合器PE3、压差第四阀值比较器OP4、第四光电耦合PE4、用于驱动第一继电器J1的第一驱动器，用于驱动第二继电器J2的第二驱动器，用于驱动第三继电器J3的第三驱动器，用于驱动第三继电器J3的第三驱动器，用于驱动第四继电器J4的第四驱动器、用于驱动报警器的驱动电路和多个继电器。

其中，阀值比较器OP1到OP4均为运算放大器。第一阀值比较器OP1的同相端输入第一阀值电压，该电压由RW1通过电源Ec分压取得，反相端接第一压差传感器16的输出端，第一阀值比较器OP1的输出端经第一光电耦合器PE1接连于控制器。第二阀值比较器OP2的反相端输入第二阀值电压，该电压由RW2通过电源Ec分压取得，同相端接第一压差传感器16的输出端，第二阀值比较器OP2的输出端经第二光电耦合器PE2接连于控制器。第三阀值比较器OP3的同相端输入第三阀值电压，该电压由RW3通过电源Ec分压取得，反相端接第二压差传感器17的输出端，第三阀值比较器OP1的输出端经第三光电耦合器PE3接连于控制器。第四阀值比较器OP4的反相端输入第四阀值电压，该电压由RW4通过电源Ec分压取得，正相端接第二压差传感器17的输出端，第四阀值比较器OP4的输出端经第四光电耦合器PE4接连于控制器。

第一驱动器包括晶体管TR1、电阻R1和二级管D1，其中晶体管的基极TR1经电阻R1连接于控制器，发射极接地，集电极接二极管D1的正极。二极管D1的负极接电源，二极管D1的两端与继电器J1的线包相并联。继电器J1的常开触点的一端接220V的电源的第一端，另一端接紫外线灯6的一个端子，紫外线灯6的另一个端子接接220V的电源的第二端。当用户需要紫外线灯6发光时，按动AN1时，处理器检查到按动AN1的信号，给晶体管TR1的基极提供一个高电位信号，晶体管导通，与其集电极相连的继电器J1的线包有电流通过，其常开触点闭合，紫外线灯6接通220V电源而发光；当用户不需要紫外线灯6发光时，再将按动AN1时，处理器检查到按动AN1的信号，给晶体管TR1的基极提供一低电位信号，晶体管截止，与其集电极相连的继电器J1的线包没有电流通过，其常开触点断开，紫外线灯6与220V电源断开。

第二驱动器包括晶体管TR2、电阻R2和二级管D2，其中晶体管的基极TR2经电阻R2连接于控制器，发射极接地，集电极接二极管D2的正极。二极管D2的负极接电源，二极管D2的两端与继电器J2的线包相并联。继电器J2的常开触点的一端接220V的电源的第一端，另一端接紫外线灯7的一个端子，紫外线灯7的另一个端子接接220V的电源的第二端。当用户需要紫外线灯7发光时，按动AN2时，处理器检查到按动AN2的信号，给晶体管TR2的基极提供一个高电位信号，晶体管导通，与其集电极相连的继电器J2的线包有电流通过，其常开触点闭合，紫外线灯7接通220V电源而发光；当用户不需要紫外线灯7发光时，再将按动AN2时，处理器检查到按动AN2的信号，给晶体管TR2的基极提供一低电位信号，晶体管截止，与其集电极相连的继电器J2的线包没有电流通过，其常开触点断开，紫外线灯7与220V电源断开。

第三驱动器包括晶体管TR3、电阻R3和二级管D3，其中晶体管的基极TR3经电阻R3连接于控制器，发射极接地，集电极接二极管D3的正极。二极管D3的负极接电源，二极管D3的两端与继电器J3的线包相并联。继电器J3的常开触点的一端接220V的电源的第一端，另一端接照明灯28的一个端子，照明灯28的另一个端子接接220V的电源的第二端。当用户需要照明灯28发光时，按动AN3时，处理器检查到按动AN3的信号，给晶体管TR3的基极提供一个高电位信号，晶体管导通，与其集电极相连的继电器J3的线包有电流通过，其常开触点闭合，照明灯28接通220V电源而发光；当用户不需要照明灯28发光时，再将按动AN3时，处理器检查到按动AN3的信号，给晶体管TR3的基极提供一低电位信号，晶体管截止，与其集电极相连的继电器J3的线包没有电流通过，其常开触点断开，照明灯28与220V电源断开。

第四驱动器包括晶体管TR4、电阻R4和二级管D4，其中晶体管的基极TR4经电阻R4连接于控制器，发射极接地，集电极接二极管D4的正极。二极管D4的负极接电源，二极管D4的两端与继电器J4的线包相并联。继电器J4的常开触点的一端接220V的电源的第一端，另一端接风机电机4的一个端子，风机电机4的另一个端子接接220V的电源的第二端。当用户需要风机电机4工作时，按动AN4时，处理器检查到按动AN4的信号，给晶体管TR4的基极提供一个高电位信号，晶体管导通，与其集电极相连的继电器J4的线包有电流通过，其常开触点闭合，风机电机4接通220V电源而工作；当用户不需要风机电机4工作时，再将按动AN4时，处理器检查到按动AN4的信号，给晶体管TR4的基极提供一低电位信号，晶体管截止，与其集电极相连的继电器J4的线包没有电流通过，其常开触点断开，风机电机4与220V电源断开。本发明中，采用了负反馈电路来控制风机电机4的转速，用压差传感器探测风压风道和净化室之间的风压差，压差传感器所输出的电压为u₃，该电压通过运算放大器OP6进行放大。RW5分压取得Ec-1上的电压U并通过运算放大器OP5放大。上述两个电压分别经相同阻值的两个电阻接到误差放大器的同相端和反相端；如果u₃大于U，则误差放大器输出正电压信号，该正电压信号经比例调节积分器积分输入到变频调速器，变频调速器输出的电源的频率降低，使风机的转速降低；如果u₃等于U，则误差放大器输出为零，变频调速器输出的电源的频率不变低，风机的转速降不变；如果u₃小于U，则误差放大器输出负电压信号，该负电压信号经比例调节积分器积分输入到变频调速器，变频调速器输出的电源的频率提高，使风机的转速提高。

用于驱动报警器的驱动电路包括晶体管TR5和电阻R5，其中晶体管的基极TR5经电阻R5连接于控制器，发射极接地，集电极接蜂鸣器(报警器)的一端，蜂鸣器的另一端接电源。

第一阀值比较器OP1将第一压差传感器16所输出的信号与第一阀值进行比较，当压差传感器16所输出的信号大于第一阀值时，比较器OP1输出低电位信号，第一光电耦合器PE1中发光二极管导通而发光，光电耦合器PE1中光电管导通，处理器的第一个输入端得到一低电位信号，处理器得到该低电位信号后给报警器和显示器发送信号，使报警器报警，使显示器显示排风过滤器10失效的字样，当压差传感器16所输出的信号小于第一阀值时，比较器OP1输出高电位信号，第一光电耦合器PE1中发光二极管截止，光电耦合器PE1中光电管截止，处理器的第一个输入端得到一高电位信号；第二阀值比较器OP2将第一压差传感器16所输出的信号与第二阀值进行比较，当压差传感器所输出的信号小于第二阀值时，比较器OP2输出低电位信号，第二光电耦合器PE2中发光二极管导通而发光，光电耦合器PE2中光电管导通，处理器的第二个输入端得到一低电位信号，处理器接收到该低电位信号后给报警器和显示器发送信号，使报警器报警，使显示器显示排风过滤器10破损的字样，当第一压差传感器所输出的信号大于第二阀值时，比较器OP2输出高电位信号，第二光电耦合器PE2中发光二极管截止，光电耦合器PE1中光电管截止，处理器的第二个输入端得到一高电位信号。

第三阀值比较器OP3将第二压差传感器17所输出的信号与第三阀值进行比较，当压差传感器17所输出的信号大于第三阀值时，比较器OP3输出低电位信号，光电耦合器PE3中发光二极管导通而发光，光电耦合器PE3中光电管导通，处理器的第三个输入端得到一低电位信号，处理器得到该低电位信号后给报警器和显示器发送信号，使报警器报警，使显示器显示主过滤器11失效的字样，当压差传感器17所输出的信号小于第三阀值时，比较器OP3输出高电位信号，光电耦合器PE3中发光二极管截止，光电耦合器PE3中光电管截止，处理器的第三个输入端得到一高电位信号；第四阀值比较器OP4将第二压差传感器17所输出的信号与第四阀值进行比较，当压差传感器17所输出的信号小于第四阀值时，比较器OP4输出低电位信号，第四光电耦合器PE4中发光二极管导通而发光，光电耦合器PE4中发光电管导通，处理器的第四个输入端得到一低电位信号，处理器接收到该低电位信号后给报警器和显示器发送信号，使报警器报警，使显示器显示主过滤器11破损的字样，当第二压差传感器所输出的信号大于第四阀值时，比较器OP2输出高电位信号，第四光电耦合器PE4中发光二极管截止，光电耦合器PE4中光电管截止，处理器的第四个输入端得到一高电位信号。

本发明提供的控制系统还包括用于驱动步进电机24的步进电机驱动器，其通过光电耦合器与控制器相连。当用户需要开启伸缩门时，用户按动AN5，处理器接收到AN5接通的信号后，经光电耦合器给步进电机驱动器提供正转的脉冲信号，电机正转，其带动伸缩门向上移动，这时霍尔开关KH1和KL1均断开，这时继续按动AN5，电机继续正转，伸缩门继续向上移动；当移动到最上端时，伸缩门上的磁钢与霍尔开关KH1对准，KH1接通，处理器接收到该信号后，经光电耦合器给步进电机驱动器不提供信号，使步进电机停止工作。当用户需要半闭伸缩门时，用户按动AN6，处理器接收到AN6接通的信号后，经光电耦合器给步进电机驱动器提供反转的脉冲信号，电机反转，其带动伸缩门向下移动，这时霍尔开关KH1和KL1均断开，这时继续按动AN6，电机继续反转，伸缩门继续向下移动；当移动到最下端时，伸缩门上的磁钢与霍尔开关KL1对准，KL1接通，处理器接收到该信号后，经光电耦合器给步进电机驱动器不提供信号，使步进电机停止工作。在稳压电源与220V电源间设置开关KH2和KL2，是为了防止，当控制信号不起作用时，强制关闭电源。

以上结合附图，详细说明了本发明的工作原理。但是本领域的普通技术人员应当明白，说明书仅是用于解释权利要求书。但本发明的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明批露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种生物安全柜，所述安全柜包括壳体，在壳体内设置有工作室、净化室、空气循环系统和控制系统，其中，净化室设置在工作室之上，空气循环系统用于在工作室和净化室之间循环空气，其特征在于，在净化室的右面设置有进风口，其特征在于，在进风口处依次设置有初级过滤器、风机、第一紫外线灯、第一光触媒层、第二紫外线灯、第二光触媒层和主过滤器，在净化室的左壁上与第二光触媒层的出风口相对应的地方设置了风流导向体，在净化室的顶端设置有排风口，在排风口下设置有第一臭氧分解器，在工作室和净化室之间设置有第二臭氧分解器，控制系统包括处理器、第一风压传感器组件和第二风压传感器组件，其中，第一风压传感器组的两个传感器分别设置在初级过滤器的两端，用于探测初级过滤器上游的风压与下游的风压之差，将风压差转换成电压输入到处理器；第二风压传感器组件用于探测主过滤器上游的风压与下游的风压差，将风压差转换成电压输入到处理器；处理器包括控制器、压差第一阀值比较器、第一光电耦合器、压差第二阀值比较器、第二光电耦合器、压差第三阀值比较器、第三光电耦合器、压差第四阀值比较器和第四光电耦合器，压差第一阀值比较器的同相端输入第一阀值电压，第一阀值电压由第一可变电阻通过电源分压取得，压差第一阀值比较器的反相端接第一风压传感器组件的输出端，压差第一阀值比较器的输出端经第一光电耦合器接连于控制器；差压第二阀值比较器的反相端输入第二阀值电压，第二阀值电压由第二可变电阻通过电源分压取得，差压第二阀值比较器的同相端接第一风压传感器组件的输出端，压差第二阀值比较器的输出端经第二光电耦合器接连于控制器；压差第三阀值比较器的同相端输入第三阀值电压，第三阀值电压由第三可变电阻通过电源分压取得，压差第三阀值比较器的反相端接第二风压传感器组件的输出端，压差第三阀值比较器的输出端经第三光电耦合器接连于控制器；压差第四阀值比较器的反相端输入第四阀值电压，第四阀值电压由第四可变电阻通过电源分压取得，压差第四阀值比较器的同相端接第二压差传感器组件的输出端，压差第四阀值比较器的输出端经第四光电耦合器接连于控制器。

2.根据权利要求1所述的生物安全柜，其特征在于，第一光触媒层和第二光触媒层均具有多个蜂窝状通孔，蜂窝状通孔的表面上涂覆了二氧化钛颗粒。

3.根据权利要求2所述的生物安全柜，其特征在于，所述第一臭氧分解器和第二臭氧分解器均具有多个蜂窝状通孔，每个通孔的表面上涂覆了二氧化锰颗粒。