CN110465172B - 一种建造技术实验室净化仓 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建造技术实验室净化仓,包括:净化仓本体,其内从上到下依次设有第一腔室、第二腔室、第三腔室,第一腔室下端设有出气口;废气进管,连接在第一腔室左侧壁,其右端贯穿至第一腔室内、左端贯穿至净化仓本体外;吸气装置,设置在第一腔室内;净化液储存箱,设置在第二腔室内,其上端设有出气管、与出气口连通的进气管,其内连接有搅拌装置,进气管位于第二腔室内一端伸入净化液储存箱液面以下,出气管位于第二腔室内一端位于净化液储存箱液面以上,出气管的远离净化液储存箱一端贯穿至第三腔室内;过滤网装置,设置在第三腔室内,过滤网装置一端与出气管连通、一端与第三腔室一侧的净化气排管连通。本发明具有净化效果好优点。
Description
技术领域
本发明涉及净化仓技术领域,具体为一种建造技术实验室净化仓。
背景技术
实验室即进行试验的场所。实验室是科学的摇篮,是科学研究的基地,科技发展的源泉,对科技发展起着非常重要的作用。实验室按归属可分为三类:第一类是从属于大学或者是由大学代管的实验室;第二类实验室属于国家机构,有的甚至是国际机构;第三类实验室直接归属于工业企业部门,为工业技术的开发与研究服务。
建造技术实验室是实验室的一种,在建造技术实验室工作时一般都要用到净化仓对建造技术实验室内部的空气进行进化,但是现有的建造技术实验室净化仓只是通过过滤网进行过滤,净化效果差,导致实验室外部环境被污染,行人在经过时容易对行人健康造成伤害,从而降低了建造技术实验室净化仓的实用性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种建造技术实验室净化仓,用以解决现有的建造技术实验室净化仓净化效果差的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种建造技术实验室净化仓,包括:
净化仓本体,其内从上到下依次设有第一腔室、第二腔室、第三腔室,所述第一腔室下端设有出气口;
废气进管,连接在第一腔室左侧壁,其右端贯穿至第一腔室内、左端贯穿至净化仓本体外;
吸气装置,设置在第一腔室内;
净化液储存箱,设置在第二腔室内,其上端设有出气管、与所述出气口连通的进气管,其内连接有搅拌装置,所述进气管位于第二腔室内一端伸入净化液储存箱液面以下,所述出气管位于第二腔室内一端位于净化液储存箱液面以上,所述出气管的远离净化液储存箱一端贯穿至第三腔室内;
过滤网装置,设置在第三腔室内,所述第三腔室一侧设有净化气排管,所述过滤网装置一端与出气管连通、一端与净化气排管连通。
优选的,所述净化液储存箱的数量为两个,所述两个净化液储存箱水平间隔设置在第二腔室内、且分别靠近第二腔室左右两侧内壁,所述两个净化液储存箱上端均设有出气管、与所述出气口连通的进气管,所述出气管、进气管均位于净化液储存箱的前部,所述两个净化液储存箱内均连接有搅拌装置,所述两个净化液储存箱相互远离的两侧壁均从上到下依次设置有进液管和排液管,所述进液管、排液管均位于净化液储存箱的后部,两个所述进气管、两个所述进液管、两个所述排液管上均连接有电磁阀;
所述废气进管为L形管,所述废气进管一端水平朝左贯穿至净化仓本体外,所述废气进管另一端竖直朝下贯穿出气口至第二腔室内;
所述净化仓还包括连接管,所述连接管为倒T形管,所述倒T形管上端与所述废气进管的所述另一端固定连接,所述倒T形管下端的两输出端分别与两个所述进气管远离净化液储存箱一端连接;
所述吸气装置包括:保护罩,所述保护罩内设有第一电机,所述第一电机输出轴水平朝右设置,所述第一电机输出轴贯穿保护罩左侧壁和废气进管右侧壁后伸入废气进管内,所述第一电机输出轴位于废气进管内一端固定连接有风扇;
各个所述电磁阀、所述第一电机分别与所述控制器电连接。
优选的,所述搅拌装置包括:
水平固定板,设置在净化液储存箱内靠近顶端位置,所述水平固定板左右两侧分别净化液储存箱左右两侧内壁固定连接、且水平固定板位于净化液储存箱前后方向的中部,所述进气管、出气管均位于水平固定板前侧;
转轴,所述转轴竖直设置,所述转轴贯穿水平固定板上下两端;
第一轴承座,所述第一轴承座设置在水平固定板下端,所述转轴与所述第一轴承座的轴承内壁固定连接;
第一锥齿轮,所述第一锥齿轮固定套接在所述转轴上部;
支撑座、第二电机,所述支撑座固定在净化液储存箱一侧,所述第二电机固定设置在所述支撑座上,所述第二电机输出轴水平朝向净化液储存箱设置,所述第二电机与所述控制器电连接;
第一连接杆,所述第一连接杆水平设置,所述第一连接杆一端与第二电机输出轴固定连接、另一端贯穿至净化液储存箱内,所述净化液储存箱内壁设有与所述第一连接杆配合的第二轴承座;
第二锥齿轮,所述第二锥齿轮固定套接在第一连接杆位于净化液储存箱内一端,所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合传动;
若干搅拌杆,所述若干搅拌杆间隔设置在转轴周侧壁,所述搅拌杆位于进气管下方。
优选的,所述出气管为倒U形管,所述倒U形管第一端伸入净化液储存箱内上端,所述倒U形管第二端贯穿至第三腔室内右侧;
所述过滤网装置包括:第三电机,所述第三电机固定设置在第三腔室内顶端,所述第三电机输出轴竖直朝下,所述第三电机与控制器电连接;
第二连接杆,所述第二连接杆竖直设置,所述第二连接杆上端与第三电机输出轴固定连接;
第一过滤网、第二过滤网,所述第一过滤网、第二过滤网均竖直设置、且分别位于第二连接杆左右两侧,所述第一过滤网、第二过滤网上下两端分别与第三腔室内壁上下两端固定连接,所述第一过滤网、第二过滤网前后两端分别与第三腔室内壁前后两端固定连接,所述第二过滤网位于出气管的左侧;
两个第三毛刷,所述两个第三毛刷对称设置在第二连接杆左右两侧、且位于第一过滤网、第二过滤网之间,两个第三毛刷的刷毛端分别朝其靠近的过滤网设置,所述第二过滤网均位于出气管的左侧;
所述第三腔室下端设有贯穿净化仓本体下端的开口、所述开口位于第三毛刷及过滤网下方,所述开口内可拆卸连接有连接块,所述连接块用于堵塞所述开口。
优选的,所述连接管与所述出气管一体成型。
优选的,所述净化仓本体内定位管处还设有气体传感器,所述气体传感器用于检测所述其所在位置有毒、有害气体浓度值信息;
所述净化仓本体外部设有第一报警器,所述控制器与所述第一报警器电连接;
所述控制器通过电源电路与电源连接,所述控制器通过气体检测电路与气体传感器连接,所述气体检测电路包括:
第二电阻,所述第二电阻第一端与气体传感器连接;
第二电容,所述第二电容第一端与第二电阻第一端连接,所述第二电容第二端与第二电阻第二端连接;
A/D转换器,所述A/D转换器正输入端与第二电容第一端连接;
第八电阻,所述第八电阻一端与第二电容第二端连接,另一端与A/D转换器输出端连接;
第三电阻,所述第三电阻第一端第二电阻第二端连接;
第七电阻,所述第七电阻第一端与A/D转换器输出端连接,所述第七电阻第二端通过第六电阻接地;
运算放大器,所述运算放大器负输入端与第七电阻第二端连接,所述运算放大器正输入端与第三电阻第二端连接;
第一电容,所述第一电容一端与运算放大器连接,另一端接地;
第五电阻,所述第五电阻一端与运算放大器连接,另一端接地;
第四电阻,所述第四电阻一端与第三电阻第二端连接,所述第四电阻另一端与运算放大器输出端连接;
第一电阻,所述A/D转换器负输入端通过第一电阻接地;
第九电阻,所述第九电阻一端与A/D转换器负输入端连接;
第三电容,所述第三电容一端与第九电阻另一端连接,所述第三电容另一端接地;
所述电源电路包括:第四电容,所述第四电容第一端连接电源,所述第四电容第二端接地;
第十三电阻,所述第十三电阻第一端与第四电容第一端连接;
第十四电阻,所述第十四电阻第一端与第十三电阻第二端连接,所述第十四电阻第二端接地;稳压三极管,所述稳压三极管的正极端接地,所述稳压三极管的参考极与第十四电阻第一端连接;
第十二电阻,所述第十二电阻第一端与所述稳压三极管的负极端连接;
第十一电阻,所述第十一电阻一端与稳压三极管的负极端连接;
第十五电阻,所述第十五电阻第一端与第十一电阻另一端连接,所述第十五电阻第二端接地;
第一晶体三极管,所述第一晶体三极管基极与第十五电阻第一端连接,所述第一晶体三极管发射极接地;
第二晶体三极管,所述第二晶体三极管基极与第一晶体三极管集电极连接,所述第二晶体三极管发射极与第十二电阻第二端连接,所述第二晶体三极管集电极与第十三电阻第一端连接。
优选的,所述第三腔室为圆柱形腔室,所述搅拌杆水平设置;
所述净化仓还包括清扫装置,所述清扫装置包括:
第一毛刷,所述第一毛刷竖直设置,所述第一毛刷位于所述进气管下方,所述第一毛刷远离刷毛的一端与搅拌杆远离转轴的一端固定连接,所述第一毛刷刷毛端与第三腔室内侧壁接触;
第二毛刷,所述第二毛刷水平设置,所述第二毛刷远离刷毛端与转轴底端固定连接,所述第二毛刷刷毛端与第三腔室内底壁接触,所述第二毛刷侧面包覆有橡胶层;
液位传感器,所述液位传感器设置在净化液储存箱内壁;
所述净化仓本体外部设有第二报警器,所述第二报警器、液位传感器分别与所述控制器电连接;
所述净化仓还包括移动装置,所述移动装置包括:
底座,所述底座下端设有可自锁的脚轮;
若干第二连接块,所述第二连接块固定连接在净化仓本体底端,若干所述第二连接块在净化仓本体底端环净化仓本体周向布置;
若干第一连接块,所述第一连接块固定连接在底座上端,若干第二连接块与若干第一连接块一一对应地相对设置;
连接弹簧,所述连接弹簧一端与第二连接块下端固定连接,所述连接弹簧另一端与第一连接块上端固定连接;
若干导向杆,所述导向杆固定连接在净化仓本体底端,若干所述导向杆在净化仓本体底端环净化仓本体周向布置、且位于若干第二连接块内侧;
若干导向槽,所述底座上端设有竖直设置的导向槽,若干导向槽与若干导向杆一一对应地相对设置。
优选的,所述吸气装置包括:引风机,所述引风机进风口与所述废气进管连通,所述引风机排风口与所述出气口连通,所述引风机与所述控制器电连接;
为避免所述实验室出现污染物回流和有害物的逸出,同时考虑能耗低以及提高工作效率,需要根据所述实验室的大小和所述述引风机的进风口连通的废气进管的位置,智能控制所述废气进管的方向,其中所述智能的控制的具体步骤如下所示:
首先,以实验室的东北角作为原点,以向西为X轴正方向,向南为Y轴正方向,竖直向上为Z轴正方向,0.1米为一个单位长度,构建一个三维坐标系,获取所述废气进管在所述实验室处的坐标位置点,以及所述引风机工作时的抽风风速;
接着,利用最优紊流功率消耗方程构建如下公式(1);
其中,ξ为紊流功率消耗,x为所述废气进管在所述实验室处的坐标位置点的X轴处的值,v为所述引风机工作时的抽风风速,A1为预设系数,所述预设值为0.09,k为紊流功率,α1、A2、A3为预设系数,其值分别为1、1.44、1.92,y为所述废气进管在所述实验室处的坐标位置点的Y轴处的值;
其次,利用公式(2)得到工作时紊流功率;
将所述通过公式(1)和公式(2)得到的工作时紊流功率k构建均衡方程,并对所述均衡方程求导并将导数为0得到公式(3),求解公式(3)得到所述引风机的进风口连通的废气进管的方向;
附图说明
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明净化液储存箱的内部结构示意图;
图3为本发明电路图。
图中:1、净化仓本体;11、第一腔室;111、出气口;12、第二腔室;13、第三腔室;2、废气进管;3、吸气装置;31、保护罩;32、第一电机;33、风扇;4、净化液储存箱;41、出气管;42、进气管;43、进液管;44、排液管;5、连接管;6、过滤网装置;61、第一过滤网;62、第二过滤网;63、第三电机;64、第二连接杆;65、第三毛刷;66、连接块;7、净化气排管;8、搅拌装置;81、水平固定板;82、转轴;83、第一轴承座;84、第一锥齿轮;85、第二锥齿轮;86、搅拌杆;87、第二轴承座;88、支撑座;89、第一连接杆;810、第二电机;901、第一毛刷;902、第二毛刷;903、移动装置;9031、底座;9032、脚轮;9033、第二连接块;9034、第一连接块;9035、连接弹簧;9036、导向杆;9037、导向槽;40、第一晶体三极管;50、第二晶体三极管;60、稳压三极管;70、A/D转换器;80、运算放大器;R1、第一电阻;R2、第二电阻;R3、第三电阻;R4、第四电阻;R5、第五电阻;R6、第六电阻;R7、第七电阻;R8、第八电阻;R9、第九电阻;R11、第十一电阻;R12、第十二电阻;R13、第十三电阻;R14、第十四电阻;R15、第十五电阻;C1、第一电容;C2、第二电容;C3、第三电容;C4、第四电容。
具体实施方式
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。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1-2,一种建造技术实验室净化仓,包括:
净化仓本体1,其内从上到下依次设有第一腔室11、第二腔室12、第三腔室13,所述第一腔室11下端设有出气口111;
废气进管2,连接在第一腔室11左侧壁,其右端贯穿至第一腔室11内、左端贯穿至净化仓本体1外;
吸气装置3,设置在第一腔室11内;
净化液储存箱4,设置在第二腔室12内,其上端设有出气管41、与所述出气口111连通的进气管42,其内连接有搅拌装置8,所述进气管42位于第二腔室12内一端伸入净化液储存箱4液面以下,所述出气管41位于第二腔室12内一端位于净化液储存箱4液面以上;净化液储存箱4用于储存净化液,如可储存与废气进行反应的反应液;所述出气管41的远离净化液储存箱4一端贯穿至第三腔室13内;
过滤网装置6,设置在第三腔室13内,所述第三腔室13一侧设有净化气排管7,所述过滤网装置6一端与出气管41连通、一端与净化气排管7连通;
控制器,所述控制器分别与所述吸气装置3、搅拌装置8电连接。控制器可设置在净化仓本体1内(如可在第二腔室12、第三腔室13内),也可设置在净化仓本体1外部。优选的,可设置与控制器电连接的控制面板(可为触控式显示屏),可在控制面板操作来控制控制器;
上述技术方案的工作原理为:废气进管2位于净化仓本体1外一端与实验室连通,控制器控制吸气装置3工作,将实验室内废气吸入第一腔室11内,然后通过所述出气口111、进气管42进入净化液储存箱4液面下进行水洗以及反应净化,净化液储存箱4内设置搅拌装置8,能够加快净化,且能够使得充分净化,使得净化效果好;经过净化液净化后通过出气管41进入第三腔室13内,通过过滤网装置6进行过滤;
上述技术方案通过净化液反应净化以及过滤网过滤净化,且净化液净化时通过搅拌装置8搅拌加快净化、且能够使得充分净化,以上使得本发明净化效果好,解决了现有的建造技术实验室净化仓净化效果差的问题。
在一个实施例中,如图1所示,所述净化液储存箱4的数量为两个,所述两个净化液储存箱4水平间隔设置在第二腔室12内、且分别靠近第二腔室12左右两侧内壁,所述两个净化液储存箱4上端均设有出气管41、与所述出气口111连通的进气管42,所述出气管41、进气管42均位于净化液储存箱4的前部,所述两个净化液储存箱4内均连接有搅拌装置8,所述两个净化液储存箱4相互远离的两侧壁均从上到下依次设置有进液管43和排液管44,所述进液管43、排液管44均位于净化液储存箱4的后部,两个所述进气管42、两个所述进液管43、两个所述排液管44上均连接有电磁阀;
所述废气进管2为L形管,所述废气进管2一端水平朝左贯穿至净化仓本体1外,所述废气进管2另一端竖直朝下贯穿出气口至第二腔室12内;
所述净化仓还包括连接管5,所述连接管5为倒T形管,所述倒T形管上端与所述废气进管2的所述另一端固定连接,所述倒T形管下端的两输出端分别与两个所述进气管42远离净化液储存箱4一端连接;
所述吸气装置3包括:保护罩31,所述保护罩31内设有第一电机32,所述第一电机32输出轴水平朝右设置,所述第一电机32输出轴贯穿保护罩31左侧壁和废气进管2右侧壁后伸入废气进管2内,所述第一电机32输出轴位于废气进管2内一端固定连接有风扇33;
各个所述电磁阀、所述第一电机32分别与所述控制器电连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:上述吸气装置3结构简单,且设置保护罩31能够保护电机避免废气腐蚀第一电机32,控制器控制第一电机32转动,第一电机32带动风扇33转动能够加快吸气至第一腔室11内;
通过设置两个净化液储存箱4,两个净化液储存箱4均通过进气管42与所述出气口111连通,两个所述进气管42上均连接有电磁阀,两个净化液储存箱4均连接有进液管43和排液管44,两个进液管43和排液管44上均连接有电磁阀,控制器控制各个电磁阀工作;
可在两个净化液储存箱4中设置同一种净化液,此时控制器控制两个进气管42的电磁阀均打开,通过两个净化液储存箱4净化、且两个净化液储存箱4中均设置搅拌装置8,可加快净化;
也可在两个净化液储存箱4中设置不同种净化液(如实验室不同实验排出的废气不同,净化液种类与废气种类对应),此时控制器一个进气管42的电磁阀打开,通过设置两种不同净化液,与只设置一个净化液储存箱4只能储存一种净化液相比,更加方便切换不同的净化液来净化。
在一个实施例中,如图2所示,所述搅拌装置8包括:
水平固定板81,设置在净化液储存箱4内靠近顶端位置,所述水平固定板81左右两侧分别净化液储存箱4左右两侧内壁固定连接、且水平固定板81位于净化液储存箱4前后方向的中部,所述进气管42、出气管41均位于水平固定板81前侧;该技术方案便于进气管42、出气管41伸入净化液储存箱前部,避免与搅拌装置干涉;
转轴82,所述转轴82竖直设置,所述转轴82设置在水平固定板81下端;
第一轴承座83,所述第一轴承座83设置在水平固定板81下端,所述转轴82与所述第一轴承座83的轴承内壁固定连接,以实现转轴82上端与水平固定板81下端转动连接,便于转轴82转动;
第一锥齿轮84,所述第一锥齿轮84固定套接在所述转轴82上部;
支撑座88、第二电机810,所述支撑座88固定在净化液储存箱4一侧,所述第二电机810固定设置在所述支撑座88上,所述第二电机810输出轴水平朝向净化液储存箱4设置,所述第二电机810与控制器电连接;优选的,两个净化液储存箱的支撑座可均设置在右侧壁,也可根据需要设置;
第一连接杆89,所述第一连接杆89水平设置,所述第一连接杆89一端与第二电机810输出轴固定连接、另一端贯穿至净化液储存箱4内,所述净化液储存箱4内壁设有与所述第一连接杆89配合的第二轴承座87;
第二锥齿轮85,所述第二锥齿轮85固定套接在第一连接杆89位于净化液储存箱4内一端,所述第二锥齿轮85与所述第一锥齿轮84啮合传动;
若干搅拌杆86,所述若干搅拌杆86间隔设置在转轴82周侧壁,所述搅拌杆86位于进气管42下方,搅拌杆86位于进气管42下方,避免干涉;
上述技术方案的工作原理和有益效果为:控制器控制第二电机810工作,第二电机810转动带动第一锥齿轮84转动,第一锥齿轮84通过与第二锥齿轮85啮合带动转轴82转动,转轴82转动带动搅拌杆86对净化液进行搅拌,加快气体净化,使得净化效果好。
在一个实施例中,如图1所示,所述出气管41为倒U形管,所述倒U形管第一端伸入净化液储存箱4内上端,所述倒U形管第二端贯穿至第三腔室13内右侧;该出气管41形状便于将净化液储存箱4排出的气体通入第三腔室13内;
所述过滤网装置6包括:第三电机63,所述第三电机63固定设置在第三腔室13内顶端,所述第三电机63输出轴竖直朝下;第三电机63为直线电机或伸缩电机,所述第三电机63与控制器电连接;
第二连接杆64,所述第二连接杆64竖直设置,所述第二连接杆64上端与第三电机63输出轴固定连接;
第一过滤网61、第二过滤网62,所述第一过滤网61、第二过滤网62均竖直设置、且分别位于第二连接杆64左右两侧,所述第一过滤网61、第二过滤网62上下两端分别与第三腔室13内壁上下两端固定连接,所述第一过滤网61、第二过滤网62前后两端分别与第三腔室13内壁前后两端固定连接(即所述第一过滤网61、第二过滤网62上端均与第三腔室13内壁上端固定连接、下端均与第三腔室13内壁下端固定连接,所述第一过滤网61、第二过滤网62前端均与第三腔室13内壁前端固定连接、后端均与第三腔室13内壁后端固定连接,以使得从第二腔室12右侧的气体只能通过第二过滤网62达到第一过滤网61再通过净化气排管7排出第三腔室13内)所述第二过滤网62均位于出气管41的左侧(即第一过滤网、第二过滤网均位于出气管左侧);第一过滤网61、第二过滤网62可根据实验室的类别设置,如可设置第一过滤网61为高效HEPA过滤网,第二过滤网62为纳米活性炭过滤网;
两个第三毛刷65,所述两个第三毛刷65对称设置在第二连接杆64左右两侧、且位于第一过滤网61、第二过滤网62之间,两个第三毛刷65的刷毛端分别朝其靠近的过滤网设置(即第二连接杆64左侧的第三毛刷65的刷毛端朝向第一过滤网61设置,用于清扫第一过滤网61;第二连接杆64右侧的第三毛刷65的刷毛端朝向第二过滤网62设置,用于清扫第二过滤网62);
所述第三腔室13下端设有贯穿净化仓本体1下端的开口、所述开口位于第三毛刷65及过滤网下方,所述开口内可拆卸连接有连接块66,所述连接块66用于堵塞所述开口;优选的,还可在第一过滤网61、第二过滤网62相互远离的一侧设置所述开口及连接块66,从而便于清理;
上述技术方案的工作原理和有益效果为:出气管41将净化液储存箱4净化后的气体排入第三腔室13中第二过滤网62右侧,然后气体依次通过第二过滤网62、第一过滤网61过滤后从净化气排管7排出净化仓本体1外,通过第二过滤网62、第一过滤网61两次过滤,使得净化效果好;当需要清理第一过滤网61、第二过滤网62时(可根据需要隔一段时间清理一次),控制器控制第三电机63工作、第三电机63向下伸长带动第三毛刷65对第一过滤网61和第二过滤网62表面进行清扫,清扫的灰尘等杂质落入连接块66上端,可将连接块66拆卸清理连接块66,该技术方案便于清理过滤网。
在一个实施例中,所述连接管5与所述出气管41一体成型。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:一体成型具有结构稳定可靠的优点。
在一个实施例中,如图3所示,所述净化仓本体1内定位管2处还设有气体传感器,所述气体传感器用于检测所述其所在位置有毒、有害气体浓度值信息。
所述净化仓本体1外部设有第一报警器,所述控制器与所述第一报警器电连接;
所述控制器通过电源电路与电源连接(电源可为外接电源),所述控制器通过气体检测电路与气体传感器连接,如图3所示,所述气体检测电路包括:
第二电阻R2,所述第二电阻R2第一端与气体传感器连接;
第二电容C2,所述第二电容C2第一端与第二电阻R2第一端连接,所述第二电容C2第二端与第二电阻R2第二端连接;
A/D转换器70,所述A/D转换器70正输入端与第二电容C2第一端连接;
第八电阻R8,所述第八电阻R8一端与第二电容C2第二端连接,另一端与A/D转换器70输出端连接;
第三电阻R3,所述第三电阻R3第一端第二电阻R2第二端连接;
第七电阻R7,所述第七电阻R7第一端与A/D转换器70输出端连接,所述第七电阻R7第二端通过第六电阻R6接地;
运算放大器80,所述运算放大器80负输入端与第七电阻R7第二端连接,所述运算放大器80正输入端与第三电阻R3第二端连接,所述运算放大器80电源端连接电压源VC;
第一电容C1,所述第一电容C1一端与运算放大器80连接,另一端接地;
第五电阻R5,所述第五电阻R5一端与运算放大器80连接,另一端接地;
第四电阻R4,所述第四电阻R4一端与第三电阻R3第二端连接,所述第四电阻R4另一端与运算放大器80输出端连接;
第一电阻R1,所述A/D转换器70负输入端通过第一电阻R1接地;
第九电阻R9,所述第九电阻R9一端与A/D转换器70负输入端连接;
第三电容C3,所述第三电容C3一端与第九电阻R9另一端连接,所述第三电容C3另一端接地;
所述电源电路包括:第四电容C4,所述第四电容C4第一端连接电源,所述第四电容C4第二端接地;
第十三电阻R13,所述第十三电阻R13第一端与第四电容C4第一端连接;
第十四电阻R14,所述第十四电阻R14第一端与第十三电阻R13第二端连接,所述第十四电阻R14第二端接地;
稳压三极管60,所述稳压三极管60的正极端接地,所述稳压三极管60的参考极与第十四电阻R14第一端连接;
第十二电阻R12,所述第十二电阻R12第一端与所述稳压三极管60的负极端连接;
第十一电阻R11,所述第十一电阻R11一端与稳压三极管60的负极端连接;
第十五电阻R15,所述第十五电阻R15第一端与第十一电阻R11另一端连接,所述第十五电阻R15第二端接地;
第一晶体三极管40,所述第一晶体三极管40基极与第十五电阻R15第一端连接,所述第一晶体三极管40发射极接地;
第二晶体三极管50,所述第二晶体三极管50基极与第一晶体三极管40集电极连接,所述第二晶体三极管50发射极与第十二电阻R12第二端连接,所述第二晶体三极管50集电极与第十三电阻R13第一端连接。
上述技术方案的工作和有益效果为:气体传感器用于检测净化仓本体1内定位管2处有毒有毒、有害气体浓度值信息并将其传输给控制器,控制器设有有毒有害气体浓度标准值,当气体传感器检测的有毒有害气体值超过有毒有害气体浓度标准值时,控制器控制第一报警器进行报警,此时说明净化仓的净化效果差,相关人员对净化仓进行检修。气体传感器分别经第二电阻R2、第一电容C1、A/D转换器70连接运算放大器80,采集到的气体浓度模数转换、信号放大、过滤处理后输出给控制器,使得气体检测准确。
上述电源电路中,首先电源电压经过以第二晶体三极管50和第一晶体三极管40、稳压三极管60等组成稳压电路稳压输出,随后第十三电阻R13和第十四电阻R14对输出电压进行取样,再由稳压三极管60对取样电压进行取样,来实现输出电源的稳定性。
在一个实施例中,如图2所示,所述净化仓本体1为中空圆柱形结构,所述搅拌杆86水平设置;
所述净化仓还包括清扫装置,所述清扫装置包括:
第一毛刷901,所述第一毛刷901竖直设置,所述第一毛刷901位于所述进气管42下方,所述第一毛刷901远离刷毛的一端与搅拌杆86远离转轴82的一端固定连接,所述第一毛刷901刷毛端与第三腔室内侧壁接触;所述第一毛刷901位于所述进气管下方,避免干涉。
第二毛刷902,所述第二毛刷902水平设置,所述第二毛刷902远离刷毛端与转轴82底端固定连接,所述第二毛刷902刷毛端与第三腔室13内底壁接触,所述第二毛刷902侧面包覆有橡胶层;
液位传感器,所述液位传感器设置在第三腔室13内壁;
所述净化仓本体外部设有第二报警器,所述第二报警器、液位传感器分别与所述控制器电连接;
所述净化仓还包括移动装置903,所述移动装置903包括:
底座9031,所述底座9031下端设有可自锁的脚轮9032;
若干第二连接块9033,所述第二连接块9033固定连接在净化仓本体1底端,若干所述第二连接块9033在净化仓本体1底端环净化仓本体周向布置;
若干第一连接块9034,所述第一连接块9034固定连接在底座9031上端,若干第二连接块9033与若干第一连接块9034一一对应地相对设置;
连接弹簧9035,优选的,所述连接弹簧9035为减震弹簧,所述连接弹簧9035一端与第二连接块9033下端固定连接,所述连接弹簧9035另一端与第一连接块9034上端固定连接;
若干导向杆9036,所述导向杆9036固定连接在净化仓本体1底端,若干所述导向杆9036在净化仓本体1底端环净化仓本体周向布置、且位于若干第二连接块9033内侧;
若干导向槽9037,所述底座9031上端设有竖直设置的导向槽9037,若干导向槽9037与若干导向杆9036一一对应地相对设置。
上述技术方案的工作和有益效果为:液位传感器用于检测净化液储存箱上述净化液的液位值信息并将其传输给控制器,控制器设有液位标准值,当气体传感器检测的液位值超过液位标准值时,控制器控制第二报警器进行报警,避免净化液储存箱净化液液位太高影响净化效果;
上述技术方案中对:控制器控制电机4转动使得搅拌杆86对净化液储存箱内净化液进搅拌,使得净化液储存箱的净化效果好,第一毛刷901用于对净化液储存箱侧壁进行清扫,第二毛刷902用于对净化液储存箱底壁进行清扫,避免净化液储存箱内壁出现沉淀,以及当需要对净化液储存箱内壁进行清洗时,可通过第一毛刷901、第二毛刷902清扫,再通过进液管(可在所述进液管位于净化液储存箱一端设置喷头)进水清洗、清洗方便。
第一连接块9034、第二连接块9033、减震弹簧的设置用于对净化仓本体1支撑以及减震,上述若干第一连接块9034、第二连接块9033、减震弹簧使得减震效果好,且支撑效果好;上述导向杆9036、导向槽9037的设置用于导向,避免减震弹簧歪斜影响支撑效果,且当第一连接块9034、第二连接块9033、减震弹簧无法支撑时,导向杆9036能够支撑。
在一个实施例中,所述吸气装置3包括:引风机,所述引风机进风口与所述废气进管2连通,所述引风机排风口与所述出气口111连通,所述引风机与所述控制器电连接;
为避免所述实验室出现污染物回流和有害物的逸出,同时考虑能耗低以及提高工作效率,需要根据所述实验室的大小和所述述引风机的进风口连通的废气进管2的位置,智能控制所述废气进管2的方向,其中所述智能的控制的具体步骤如下所示:
首先,以实验室的东北角作为原点,以向西为X轴正方向,向南为Y轴正方向,竖直向上为Z轴正方向,0.1米为一个单位长度,构建一个三维坐标系,获取所述废气进管2在所述实验室处的坐标位置点,以及所述引风机工作时的抽风风速;
接着,利用最优紊流功率消耗方程构建如下公式(1);
其中,ξ为紊流功率消耗,x为所述废气进管2在所述实验室处的坐标位置点的X轴处的值,v为所述引风机工作时的抽风风速,A1为预设系数,所述预设值为0.09,k为紊流功率,α1、A2、A3为预设系数,其值分别为1、1.44、1.92,y为所述废气进管2在所述实验室处的坐标位置点的Y轴处的值;
利用公式(1)可以得到在工作时紊流功率消耗最低的情况下的ξ和k的一个表达式,即ξ为一个含有已知量和未知参数k的参数,再得到未知参数k的值之后就能得到ξ的值。
其次,利用公式(2)得到工作时紊流功率;
通过公式(1)和公式(2)分别能得到一个关于工作时紊流功率消耗ξ和工作时紊流功率k的公式,且所述公式中除开工作时紊流功率消耗ξ和工作时紊流功率k其余量均为已知量,则可以通过解这两个方程式得到ξ和k的具体值。
将所述通过公式(1)和公式(2)得到的工作时紊流功率k构建均衡方程,并对所述均衡方程求导并将导数为0得到公式(3),求解公式(3)得到所述引风机的进风口连通的废气进管2的方向;
其中,z0为空气的压力,ρ为空气的密度,X1为所述实验室的在X轴处的最大值,Z1为所述实验室在Z轴的最大值,z为为所述废气进管2在所述实验室处的坐标位置点的Z轴处的值,Y1为所述实验室的在Y轴处的最大值,θ、为通过公式(3)求解得到的所述引风机的进风口连通的废气进管2的方向,θ为竖直向下的方向和废气进管2的方向的角度,为水平向前的方向和废气进管2的方向的角度,即所述引风机的进风口连通的废气进管2的方向由θ、角度所确定。
优选的,所述废气进管2包括:引风机连接管,引风机连接管一端与引风机的进风口连通(即引风机连接管与净化仓本体内的第一腔室连通);调节管,调节管位于净化仓本体外部,所述调节管一端通过软管与引风机连接管另一端连通;旋转摆臂,所述旋转摆臂与调节管外壁靠近调节管另一端连接,用于调整调节管的倾斜角度,旋转摆臂可固定安装到净化仓本体外壁也可固定安装在整个实验室净化仓所安装部位的其它部件上。
对于所述θ为调节管与坐标轴Z轴的反方向形成的角度,当调节管安装在实验室东面,所述为调节管与坐标轴Y轴的正方向形成的角度,当调节管安装在实验室北面,所述为调节管与坐标轴Z轴的正方向形成的角度,当调节管安装在实验室西面,所述为调节管与坐标轴Y轴的反方向形成的角度,当调节管安装在实验室南面,所述为调节管与坐标轴Z轴的反方向形成的角度。
有益效果:
(1)所述角度充分考虑了实验室大小,所述引风机的位置,使得所述引风机在工作过程中不会出现污染物回流和有害物的逸出。
(2)公式(1)选择工作时紊流功率消耗最低时的表达式,从而使得所述过程中能够起到节省能耗的效果。
(3)所述过程中,利用公式(2)能够解决公式(1)中一个表达式中存在两个未知量的问题。
(4)所述过程中,因为对实验室面积,以及所述引风机的工作时的最大功率的总和考虑,利用公式(3)选择优化求解,即求偏导之后的值为0的情况下的解,使所述解为最优解,即使得所述工作效率最高时所对应的角度。
(5)所述过程中,不需要人为的进行主观干预,所述角度均为计算所得,从而更具有科学性。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种建造技术实验室净化仓,其特征在于:包括:
净化仓本体(1),其内从上到下依次设有第一腔室(11)、第二腔室(12)、第三腔室(13),所述第一腔室(11)下端设有出气口(111);
废气进管(2),连接在第一腔室(11)左侧壁,其右端贯穿至第一腔室(11)内、左端贯穿至净化仓本体(1)外;
吸气装置(3),设置在第一腔室(11)内;
净化液储存箱(4),设置在第二腔室(12)内,其上端设有出气管(41)、与所述出气口(111)连通的进气管(42),其内连接有搅拌装置(8),所述进气管(42)位于第二腔室(12)内一端伸入净化液储存箱(4)液面以下,所述出气管(41)位于第二腔室(12)内一端位于净化液储存箱(4)液面以上,所述出气管(41)的远离净化液储存箱(4)一端贯穿至第三腔室(13)内;
过滤网装置(6),设置在第三腔室(13)内,所述第三腔室(13)一侧设有净化气排管(7),所述过滤网装置(6)一端与出气管(41)连通、一端与净化气排管(7)连通;
控制器,所述控制器分别与所述吸气装置(3)、搅拌装置(8)电连接;
所述吸气装置(3)包括:引风机,所述引风机进风口与所述废气进管(2)连通,所述引风机排风口与所述出气口(111)连通,所述引风机与所述控制器电连接;
为避免所述实验室出现污染物回流和有害物的逸出,同时考虑能耗低以及提高工作效率,需要根据所述实验室的大小和所述废气进管(2)的位置,智能控制所述废气进管(2)的方向,其中所述智能的控制的具体步骤如下所示:
首先,以实验室的东北角作为原点,以向西为X轴正方向,向南为Y轴正方向,竖直向上为Z轴正方向,0.1米为一个单位长度,构建一个三维坐标系,获取所述废气进管(2)在所述实验室处的坐标位置点,以及所述引风机工作时的抽风风速;
接着,利用最优紊流功率消耗方程构建如下公式(1);
其中,ξ为紊流功率消耗,x为所述废气进管(2)在所述实验室处的坐标位置点的X轴处的值,v为所述引风机工作时的抽风风速,A1为预设系数,所述预设值为0.09,k为紊流功率,α1、A2、A3为预设系数,其值分别为1、1.44、1.92,y为所述废气进管(2)在所述实验室处的坐标位置点的Y轴处的值;
其次,利用公式(2)得到工作时紊流功率;
将所述通过公式(1)和公式(2)得到的工作时紊流功率k构建均衡方程,并对所述均衡方程求导并将导数为0得到公式(3),求解公式(3)得到所述引风机的进风口连通的废气进管(2)的方向;
2.根据权利要求1所述的一种建造技术实验室净化仓,其特征在于:
所述净化液储存箱(4)的数量为两个,所述两个净化液储存箱(4)水平间隔设置在第二腔室(12)内、且分别靠近第二腔室(12)左右两侧内壁,所述两个净化液储存箱(4)上端均设有出气管(41)、与所述出气口(111)连通的进气管(42),所述出气管(41)、进气管(42)均位于净化液储存箱(4)的前部,所述两个净化液储存箱(4)内均连接有搅拌装置(8),所述两个净化液储存箱(4)相互远离的两侧壁均从上到下依次设置有进液管(43)和排液管(44),所述进液管(43)、排液管(44)均位于净化液储存箱(4)的后部,两个所述进气管(42)、两个所述进液管(43)、两个所述排液管(44)上均连接有电磁阀;
所述废气进管(2)为L形管,所述废气进管(2)一端水平朝左贯穿至净化仓本体(1)外,所述废气进管(2)另一端竖直朝下贯穿出气口(111)至第二腔室(12)内;
所述净化仓还包括连接管(5),所述连接管(5)为倒T形管,所述倒T形管上端与所述废气进管(2)的所述另一端固定连接,所述倒T形管下端的两输出端分别与两个所述进气管(42)远离净化液储存箱(4)一端连接;
所述吸气装置(3)包括:保护罩(31),所述保护罩(31)内设有第一电机(32),所述第一电机(32)输出轴水平朝右设置,所述第一电机(32)输出轴贯穿保护罩(31)左侧壁和废气进管(2)右侧壁后伸入废气进管(2)内,所述第一电机(32)输出轴位于废气进管(2)内一端固定连接有风扇(33);
各个所述电磁阀、所述第一电机(32)分别与所述控制器电连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种建造技术实验室净化仓,其特征在于:所述搅拌装置(8)包括:
水平固定板(81),设置在净化液储存箱(4)内靠近顶端位置,所述水平固定板(81)左右两侧分别净化液储存箱(4)左右两侧内壁固定连接、且水平固定板(81)位于净化液储存箱(4)前后方向的中部,所述进气管(42)、出气管(41)均位于水平固定板(81)前侧;
转轴(82),所述转轴(82)竖直设置,所述设置在水平固定板(81)下端;
第一轴承座(83),所述第一轴承座(83)设置在水平固定板(81)下端,所述转轴(82)与所述第一轴承座(83)的轴承内壁固定连接;
第一锥齿轮(84),所述第一锥齿轮(84)固定套接在所述转轴(82)上部;
支撑座(88)、第二电机(810),所述支撑座(88)固定在净化液储存箱(4)一侧,所述第二电机(810)固定设置在所述支撑座(88)上,所述第二电机(810)输出轴水平朝向净化液储存箱(4)设置,所述第二电机(810)与所述控制器电连接;
第一连接杆(89),所述第一连接杆(89)水平设置,所述第一连接杆(89)一端与第二电机(810)输出轴固定连接、另一端贯穿至净化液储存箱(4)内,所述净化液储存箱(4)内壁设有与所述第一连接杆(89)配合的第二轴承座(87);
第二锥齿轮(85),所述第二锥齿轮(85)固定套接在第一连接杆(89)位于净化液储存箱内一端,所述第二锥齿轮(85)与所述第一锥齿轮(84)啮合传动;
若干搅拌杆(86),所述若干搅拌杆(86)间隔设置在转轴(82)周侧壁,所述搅拌杆(86)位于进气管(42)下方。
4.根据权利要求1或2所述的一种建造技术实验室净化仓,其特征在于:
所述出气管(41)为倒U形管,所述倒U形管第一端伸入净化液储存箱(4)内上端,所述倒U形管第二端贯穿至第三腔室(13)内右侧;
所述过滤网装置(6)包括:第三电机(63),所述第三电机(63)固定设置在第三腔室(13)内顶端,所述第三电机(63)输出轴竖直朝下,所述第三电机(63)与控制器电连接;
第二连接杆(64),所述第二连接杆(64)竖直设置,所述第二连接杆(64)上端与第三电机(63)输出轴固定连接;
第一过滤网(61)、第二过滤网(62),所述第一过滤网(61)、第二过滤网(62)均竖直设置、且分别位于第二连接杆(64)左右两侧,所述第一过滤网、第二过滤网(62)上下两端分别与第三腔室(13)内壁上下两端固定连接,所述第一过滤网(61)、第二过滤网(62)前后两端分别与第三腔室(13)内壁前后两端固定连接,所述第二过滤网(62)均位于出气管(41)的左侧;
两个第三毛刷(65),所述两个第三毛刷(65)对称设置在第二连接杆(64)左右两侧、且位于第一过滤网(61)、第二过滤网(62)之间,两个第三毛刷(65)的刷毛端分别朝其靠近的过滤网设置;
所述第三腔室(13)下端设有贯穿净化仓本体(1)下端的开口、所述开口位于第三毛刷及过滤网下方,所述开口内可拆卸连接有连接块(66),所述连接块(66)用于堵塞所述开口。
5.根据权利要求4所述的一种建造技术实验室净化仓,其特征在于:所述连接管(5)与所述出气管(41)一体成型。
6.根据权利要求1所述的一种建造技术实验室净化仓,其特征在于:
所述净化气排管(7)处还设有气体传感器,所述气体传感器用于检测所述其所在位置有毒、有害气体浓度值信息;
所述净化仓本体(1)外部设有第一报警器,所述控制器与所述第一报警器电连接;
所述控制器通过电源电路与电源连接,所述控制器通过气体检测电路与气体传感器连接,所述气体检测电路包括:
第二电阻(R2),所述第二电阻(R2)第一端与气体传感器连接;
第二电容(C2),所述第二电容(C2)第一端与第二电阻(R2)第一端连接,所述第二电容(C2)第二端与第二电阻(R2)第二端连接;
A/D转换器(70),所述A/D转换器(70)正输入端与第二电容(C2)第一端连接;
第八电阻(R8),所述第八电阻(R8)一端与第二电容(C2)第二端连接,另一端与A/D转换器(70)输出端连接;
第三电阻(R3),所述第三电阻(R3)第一端第二电阻(R2)第二端连接;
第七电阻(R7),所述第七电阻(R7)第一端与A/D转换器(70)输出端连接,所述第七电阻(R7)第二端通过第六电阻(R6)接地;
运算放大器(80),所述运算放大器(80)负输入端与第七电阻(R7)第二端连接,所述运算放大器(80)正输入端与第三电阻(R3)第二端连接;
第一电容(C1),所述第一电容(C1)一端与运算放大器(80)连接,另一端接地;
第五电阻(R5),所述第五电阻(R5)一端与运算放大器(80)连接,另一端接地;
第四电阻(R4),所述第四电阻(R4)一端与第三电阻(R3)第二端连接,所述第四电阻(R4)另一端与运算放大器(80)输出端连接;
第一电阻(R1),所述A/D转换器(70)负输入端通过第一电阻(R1)接地;
第九电阻(R9),所述第九电阻(R9)一端与A/D转换器(70)负输入端连接;
第三电容(C3),所述第三电容(C3)一端与第九电阻(R9)另一端连接,所述第三电容(C3)另一端接地;
所述电源电路包括:第四电容(C4),所述第四电容(C4)第一端连接电源,所述第四电容(C4)第二端接地;
第十三电阻(R13),所述第十三电阻(R13)第一端与第四电容(C4)第一端连接;
第十四电阻(R14),所述第十四电阻(R14)第一端与第十三电阻(R13)第二端连接,所述第十四电阻(R14)第二端接地;
稳压三极管(60),所述稳压三极管(60)的正极端接地,所述稳压三极管(60)的参考极与第十四电阻(R14)第一端连接;
第十二电阻(R12),所述第十二电阻(R12)第一端与所述稳压三极管(60)的负极端连接;
第十一电阻(R11),所述第十一电阻(R11)一端与稳压三极管(60)的负极端连接;
第十五电阻(R15),所述第十五电阻(R15)第一端与第十一电阻(R11)另一端连接,所述第十五电阻(R15)第二端接地;
第一晶体三极管(40),所述第一晶体三极管(40)基极与第十五电阻(R15)第一端连接,所述第一晶体三极管(40)发射极接地;
第二晶体三极管(50),所述第二晶体三极管(50)基极与第一晶体三极管(40)集电极连接,所述第二晶体三极管(50)发射极与第十二电阻(R12)第二端连接,所述第二晶体三极管(50)集电极与第十三电阻(R13)第一端连接。
7.根据权利要求3所述的一种建造技术实验室净化仓,其特征在于:
所述第三腔室(13)为圆柱形腔室,所述搅拌杆(86)水平设置;
所述净化仓还包括清扫装置,所述清扫装置包括:
第一毛刷(901),所述第一毛刷(901)竖直设置,所述第一毛刷(901)位于所述进气管(42)下方,所述第一毛刷(901)远离刷毛的一端与搅拌杆(86)远离转轴的一端固定连接,所述第一毛刷(901)刷毛端与第三腔室(13)内侧壁接触;
第二毛刷(902),所述第二毛刷(902)水平设置,所述第二毛刷(902)远离刷毛端与转轴底端固定连接,所述第二毛刷(902)刷毛端与第三腔室内底壁接触,所述第二毛刷(902)侧面包覆有橡胶层;
液位传感器,所述液位传感器设置在净化液储存箱内壁;
所述净化仓本体外部设有第二报警器,所述第二报警器、液位传感器分别与所述控制器电连接;
所述净化仓还包括移动装置(903),所述移动装置(903)包括:
底座(9031),所述底座(9031)下端设有可自锁的脚轮(9032);
若干第二连接块(9033),所述第二连接块(9033)固定连接在净化仓本体(1)底端,若干所述第二连接块(9033)在净化仓本体(1)底端环净化仓本体周向布置;
若干第一连接块(9034),所述第一连接块(9034)固定连接在底座(9031)上端,若干第二连接块(9033)与若干第一连接块(9034)一一对应地相对设置;
连接弹簧(9035),所述连接弹簧(9035)一端与第二连接块(9033)下端固定连接,所述连接弹簧(9035)另一端与第一连接块(9034)上端固定连接;
若干导向杆(9036),所述导向杆(9036)固定连接在净化仓本体(1)底端,若干所述导向杆(9036)在净化仓本体(1)底端环净化仓本体周向布置、且位于若干第二连接块(9033)内侧;
若干导向槽(9037),所述底座(9031)上端设有竖直设置的导向槽(9037),若干导向槽(9037)与若干导向杆(9036)一一对应地相对设置。
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