CN110801689A - 压差传感器过滤器及其应用 - Google Patents

Abstract

一种压差传感器过滤器及其应用，其中压差传感器过滤器包括：上盖，所述上盖的顶部设置有疏水导气孔，顶部内侧设置有水汽冷凝网；底座，与所述上盖的底部连接，所述底座内部用于连接压差传感器接口；以及挡水罩，覆盖于所述上盖的顶部，所述挡水罩表面设置有导气孔。喷淋时大部分水汽被挡水罩阻挡，只有少部分水汽从挡水罩的导气孔中进入至过滤器内部，由水汽冷凝网对水汽中的汽化水分子进行冷凝干燥，冷凝后的水顺着疏水导气孔流出，并沿挡水罩上的导气孔排出至过滤器外部，在保证气路畅通的基础上实现了阻水和排水功能，有效解决了由于水汽量大进入压差传感器导致的传感器被堵塞而无法进行压力传感检测或者检测结果不准确的技术问题。

Description

压差传感器过滤器及其应用

技术领域

本公开属于生物安全实验室设备技术领域，涉及一种压差传感器过滤器及其应用。

背景技术

生物安全实验室是通过防护屏障和管理措施，能够避免或控制被操作的有害生物因子危害，达到生物安全要求的生物试验室或动物实验室。

化学淋浴间是隔离实验室与洁净区的一道重要屏障，实验室操作人员身着正压防护服在化学淋浴间内进行化学药剂喷淋，对防护服表面进行冲洗消毒，避免实验人员在离开污染区时将生物危害因子带离污染区。化学淋浴间作为生物安全实验室的一个重要组成部分，其间压力也需要被实时监控并控制，因此在其内部设置有压差传感器采压口。采压口通过导管连接至压差传感器。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种压差传感器过滤器及其应用，以至少部分解决如下技术问题：目前在压差传感器接口处连接的过滤器设计简单，并未考虑喷淋时对应的水汽量大及潮湿环境导致的过滤器堵塞的问题，由此会进一步导致压差传感器检测不准确，进而导致房间压力失控。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种压差传感器过滤器，包括：上盖2，所述上盖2的顶部设置有疏水导气孔15，顶部内侧设置有水汽冷凝网11；底座1，与所述上盖2的底部连接，所述底座1内部用于连接压差传感器接口；以及挡水罩3，覆盖于所述上盖2的顶部，所述挡水罩3表面设置有导气孔16。

在本公开的一实施例中，所述上盖2的内部设置有一级过滤器8和二级过滤器6，所述水汽冷凝网11、所述一级过滤器8和所述二级过滤器6在气体传输方向上依序设置，其中所述一级过滤器8用于进一步过滤经过所述水汽冷凝网11之后的气体中的水分，所述二级过滤器6用于过滤经过所述一级过滤器8之后的空气中的生物危害因子。

在本公开的一实施例中，所述上盖2的顶部为台式结构，作为挡水坡14，所述疏水导气孔15位于所述台式结构的底部侧缘；所述水汽冷凝网11与所述疏水导气孔15位于同一个平面。

在本公开的一实施例中，所述上盖2包含：上盖本体13，所述上盖2的顶部相对与所述上盖本体13凸出且径向尺寸缩小，以供所述挡水罩3装配。

在本公开的一实施例中，所述上盖2内部设置有压紧块10，所述压紧块10抵设于所述水汽冷凝网11的一侧，将所述水汽冷凝网11紧固于所述上盖2顶部内侧。

在本公开的一实施例中，所述压紧块10的内壁17具有坡度，使经过所述水汽冷凝网11的气体中的水分在所述内壁17发生冷凝并顺着所述内壁17的坡度流出。

在本公开的一实施例中，所述底座1、所述上盖2以及所述挡水罩3的材料为耐腐蚀材料；所述压紧块10的材料为不锈钢。

在本公开的一实施例中，所述底座1的底部端面上开有沟槽，用于放置第一密封件4；所述一级过滤器8与所述二级过滤器6的接缝之间通过第三密封件7密封；所述底座1与所述二级过滤器6的接缝之间通过第二密封件5密封；所述上盖2与所述挡水罩3的接缝之间通过第五密封件12密封。

在本公开的一实施例中，所述压紧块10与所述一级过滤器8的接缝之间通过第四密封件9密封。

根据本公开的另一个方面，提供了一种所述压差传感器过滤器在生物安全实验室的应用，特别是在化学淋浴间的应用。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开提供的压差传感器过滤器及其应用，具有以下有益效果：

(1)通过设置挡水罩，喷淋时大部分水汽被挡水罩阻挡，只有少部分水汽(带有水蒸汽的空气)从挡水罩的导气孔中进入至过滤器内部，潮湿空气(水汽)沿着上盖顶部的疏水导气孔进入上盖内部，遭遇水汽冷凝网，由水汽冷凝网对水汽中的汽化水分子进行冷凝干燥，冷凝后的水顺着疏水导气孔流出，并沿挡水罩上的导气孔排出至过滤器外部，在保证气路畅通的基础上实现了对于水蒸气的遮挡以及将水有效导出，有效解决了由于水汽量大进入压差传感器导致的传感器被堵塞而无法进行压力传感检测或者检测结果不准确的基本技术问题。

(2)在解决上述基本技术问题的基础上，进一步通过设置两级过滤器，先基于一级过滤器进一步过滤经过所述水汽冷凝网之后的气体中的水分，二级过滤器用于过滤经过所述一级过滤器之后的空气中的生物危害因子，既能隔离生物危害因子，保护传感器设备不受污染，同时还具有挡飞溅、隔离水汽以及防止过滤器堵塞等优点，避免了在导管发生泄漏的情况下存在生物危害因子外泄的潜在风险。

(3)通过优化设置上盖顶部的结构，将上盖顶部设置为台式结构(可以是圆台或者棱台等)，作为挡水坡，在挡水罩的基础上进一步有效阻挡一部分已经由导气孔进入至过滤器内部的水汽，使部分水汽在挡水坡上发生凝结而掉落，从导气孔直接排出，使得更少量的水汽越过该挡水坡沿着疏水导气孔进入至上盖顶部内侧，然后由水汽冷凝网实现阻挡以及导水功能，提高了对水汽的过滤效果。

(4)压紧块一方面为水汽冷凝网提供紧固作用力，另一方面对水汽也可起到进一步冷凝作用，通过水汽冷凝网的气体中的水分还会在压紧块的内壁中冷凝，在压紧块的内壁设计有坡度，可使冷凝水顺着坡度流出，实现进一步阻水以及排水功能。

附图说明

图1为根据本公开一实施例所示的压差传感器过滤器剖开的立体结构示意图。

图2为如图1所示的压差传感器过滤器的结构爆炸图。

图3为如图1所示的压差传感器过滤器的剖面图。

【符号说明】

1-底座； 2-上盖；

3-挡水罩； 4-第一密封件；

5-第二密封件； 6-二级过滤器；

7-第三密封件； 8-一级过滤器；

9-第四密封件； 10-压紧块；

11-水汽冷凝网； 12-第五密封件；

13-上盖本体； 14-挡水坡；

15-疏水导气孔； 16-导气孔；

17-内壁。

具体实施方式

未喷淋前，化学淋浴间属于污染区。喷淋过程中，化学淋浴间内水汽量大，空气湿度高，且为负压状态。目前在压差传感器接口处连接的过滤器设计简单，并未考虑喷淋时对应的水汽量大及潮湿环境导致的过滤器堵塞的问题，由此会进一步导致压差传感器检测不准确，进而导致房间压力失控。此外，由于压差传感器仅仅具有压力传感的功能，无法阻挡泄漏的生物危害因子，如果连接压差传感器的导管发生泄漏，便存在生物危害因子外泄的潜在风险。

基于上述发现的技术问题，本公开提出一种压差传感器过滤器及其应用，本公开的压差传感器过滤器通过设置挡水罩，喷淋时大部分水汽被挡水罩阻挡，只有少部分水汽(带有水蒸汽的空气)从挡水罩的导气孔中进入至过滤器内部，潮湿空气(水汽)沿着上盖顶部的疏水导气孔进入上盖内部，遭遇水汽冷凝网，由水汽冷凝网对水汽中的汽化水分子进行冷凝干燥，冷凝后的水顺着疏水导气孔流出，并沿挡水罩上的导气孔排出至过滤器外部，在保证气路畅通的基础上实现了对于水蒸气的遮挡以及将水有效导出，有效解决了由于水汽量大进入压差传感器导致的传感器被堵塞而无法进行压力传感检测或者检测结果不准确的问题。在此基础之上，进一步通过设置两级过滤器，先基于一级过滤器进一步过滤经过所述水汽冷凝网之后的气体中的水分，二级过滤器用于过滤经过所述一级过滤器之后的空气中的生物危害因子，既能隔离生物危害因子，保护传感器设备不受污染，同时还具有挡飞溅、隔离水汽以及防止过滤器堵塞等优点。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

第一实施例

在本公开的第一个示例性实施例中，提供了一种压差传感器过滤器。

图1为根据本公开一实施例所示的压差传感器过滤器剖开的立体结构示意图。图2为如图1所示的压差传感器过滤器的结构爆炸图。图3为如图1所示的压差传感器过滤器的剖面图。

其中，全文的描述中，“顶部”是沿着图2/图3中右侧的方向，“底部”是沿着图2/图3中左侧的方向。顶部和底部的描述是相对于附图而言的，在实际结构中，当整体结构发生位置移动或翻转时，对应的描述方向可以变动。

参照图1-图3所示，本公开的压差传感器过滤器，包括：上盖2，所述上盖2的顶部设置有疏水导气孔15，顶部内侧设置有水汽冷凝网11；底座1，与所述上盖2的底部连接，所述底座1内部用于连接压差传感器接口；以及挡水罩3，覆盖于所述上盖2的顶部，所述挡水罩3表面设置有导气孔16。

其中，潮湿空气由所述导气孔16进入所述挡水罩3与所述上盖2之间，然后沿着所述疏水导气孔15进入所述上盖2内部，通过水汽冷凝网11对潮湿空气进行冷凝干燥，冷凝后的水顺着所述疏水导气孔15流出，并沿所述挡水罩3上的导气孔16排出。最终经过过滤通过压差传感器接口进入至压差传感器内部导管的气体为干燥气体(理论上含有极低浓度的水蒸气，对于导管的影响可以忽略不计)。

本实施例中，在使用时，所述挡水罩3的导气孔16朝向下方放置，以便实现排水功能。

参照图1-图3所示，本公开的压差传感器过滤器使得压差传感器与外界环境的气体是相通的，以检测采压口侧化学淋浴间的气压，气路如下：外部环境中的气体沿着挡水罩3表面的导气孔16进入至过滤器内部，位于挡水罩3与上盖2顶部之间，然后经由上盖2顶部的疏水导气孔15进入至上盖2顶部内部，经过水汽冷凝网11之后沿着上盖2内部进行传输，最后经过底座1内部传输至压差传感器接口，顺着压差传感器接口进入导管中。

一般来说，压差传感器连接的导管直径尺寸为Φ＝1mm-2mm，在淋浴环境下，空气中的水蒸气浓度很大，水汽直接进入压差传感器的一侧，非常微小的一个水珠很容易使导管发生堵塞或者部分堵塞，由此导致压差传感器一侧的压力无法测量，或者导致压差传感器的测试结果不准确，参照图1所示，本公开的压差传感器通过设置挡水罩3，喷淋时大部分水汽被挡水罩3阻挡，只有少部分水汽(带有水蒸汽的空气)从挡水罩3的导气孔16中进入至过滤器内部，潮湿空气(水汽)沿着上盖2顶部的疏水导气孔15进入上盖2内部，遭遇水汽冷凝网11，由水汽冷凝网11对水汽中的汽化水分子进行冷凝干燥，冷凝后的水顺着疏水导气孔15流出，并沿挡水罩3上的导气孔16排出至过滤器外部，在保证气路畅通的基础上实现了对于水蒸气的遮挡以及将水有效导出，有效解决了由于水汽量大进入压差传感器导致的传感器被堵塞而无法进行压力传感检测或者检测结果不准确的基本技术问题

在本公开的一实施例中，参照图1-图3所示，所述上盖2的内部设置有一级过滤器8和二级过滤器6，所述水汽冷凝网11、所述一级过滤器8和所述二级过滤器6在气体传输方向(气体传输方向指的是气体从外部环境传输至压差传感器的方向，气路已经在上面介绍过)上依序设置，其中所述一级过滤器8用于进一步过滤经过所述水汽冷凝网11之后的气体中的水分，所述二级过滤器6用于过滤经过所述一级过滤器8之后的空气中的生物危害因子。

在解决上述堵塞的基本技术问题的基础上，进一步通过设置两级过滤器，先基于一级过滤器进一步过滤经过所述水汽冷凝网之后的气体中的水分，二级过滤器用于过滤经过所述一级过滤器之后的空气中的生物危害因子，既能隔离生物危害因子，保护传感器设备不受污染，同时还具有挡飞溅、隔离水汽以及防止过滤器堵塞等优点，避免了在导管发生泄漏的情况下存在生物危害因子外泄的潜在风险。

本实施例中，以压差传感器过滤器为圆柱状进行示例，在其他实施例中，该压差传感器过滤器的外形可以是其他形状。本实施例中，所述底座1、所述上盖2以及所述挡水罩3的材料为耐腐蚀材料，例如为耐腐蚀树脂材料；所述压紧块10的材料为不锈钢，例如为不锈钢316材质。

在本公开的一实施例中，参照图3所示，所述底座1与所述上盖2之间通过螺纹装配，所述底座1的外螺纹与所述上盖2的内螺纹匹配，所述底座1的内螺纹与压差传感器接口的外螺纹匹配。

在本公开的一实施例中，参照图2所示，所述上盖2包含：上盖本体13，所述上盖2的顶部相对与所述上盖本体13凸出且径向尺寸缩小，以供所述挡水罩3装配。这里以凸出的上盖2顶部与挡水罩3装配的形式进行示例，在其他实施例中，可以是其他的装配形式。

在本公开的一实施例中，参照图2和图3所示，所述上盖2的顶部为台式结构，作为挡水坡14，所述疏水导气孔15位于所述台式结构的底部侧缘；所述水汽冷凝网11与所述疏水导气孔14位于同一个平面。例如在本实例中，以圆台进行示例，当然，在其他实施例中，可以是棱台或者其他具有阻水斜面的形状。

通过优化设置上盖顶部的结构，将上盖顶部设置为台式结构(可以是圆台或者棱台等)，作为挡水坡14，在挡水罩3的基础上进一步有效阻挡一部分已经由导气孔16进入至过滤器内部的水汽，使部分水汽在挡水坡14上发生凝结而掉落，从导气孔16直接排出，使得更少量的水汽越过该挡水坡14沿着疏水导气孔15进入至上盖2顶部内侧，然后由水汽冷凝网11实现阻挡以及导水功能，提高了对水汽的过滤效果。

在本公开的一实施例中，参照图2-图3所示，所述上盖2内部设置有压紧块10，所述压紧块10抵设于所述水汽冷凝网11的一侧，将所述水汽冷凝网11紧固于所述上盖2顶部内侧。

进一步的，所述压紧块10的内壁17具有坡度，使经过所述水汽冷凝网11的气体中的水分在所述内壁17发生冷凝并顺着所述内壁17的坡度流出。

压紧块10一方面为水汽冷凝网11提供紧固作用力，另一方面对水汽也可起到进一步冷凝作用，通过水汽冷凝网11的气体中的水分还会在压紧块10的内壁中冷凝。通过在压紧块10的内壁17设计坡度，可使冷凝水顺着坡度流出，实现进一步阻水以及排水功能，其中阻水功能是指利用水汽在压紧块10上的冷凝阻挡了空气中携带的水通过该压紧块10，实现了阻挡作用，排水功能是指利用压紧块10的内壁17的坡度使得冷凝水导出，实现了排水功能。

在一实例中，在各个部件的连接缝隙处设置有密封件，来保证器件外缘的密封性，避免水汽从接缝处进入至过滤器内部而使得内部过滤效果变差。

在本公开的一实施例中，参照图1-图3所示，所述底座1的底部端面上开有沟槽，用于放置第一密封件4。所述一级过滤器8与所述二级过滤器6的接缝之间通过第三密封件7密封。所述底座1与所述二级过滤器6的接缝之间通过第二密封件5密封。所述上盖2与所述挡水罩3的接缝之间通过第五密封件12密封。所述压紧块10与所述一级过滤器8的接缝之间通过第四密封件9密封。

在本实施例中，与整体的圆柱体形状相适应，所述第一密封件4、第二密封件5、第三密封件7、第四密封件9以及第五密封件12例如为O型密封圈，当然，在其他实施例中，密封件的形式可以进行适应性调整。密封件的材料为防化学试剂腐蚀且具有较好气密性的材料。

综上所述，本实施例的压差传感器过滤器通过设置挡水罩将大部分水汽阻挡在过滤器外部，进入过滤器内部的水汽由水汽冷凝网对汽化水分子进行冷凝干燥，冷凝后的水顺着疏水导气孔流出，并沿挡水罩上的导气孔排出至过滤器外部，在保证气路畅通的基础上实现了对于水蒸气的遮挡以及将水有效导出，有效解决了由于水汽量大进入压差传感器导致的传感器被堵塞而无法进行压力传感检测或者检测结果不准确的问题。进一步还通过设置两级过滤器，有效隔离了生物危害因子，保护传感器设备不受污染，同时还具有挡飞溅、隔离水汽以及防止过滤器堵塞等优点，避免了在导管发生泄漏的情况下存在生物危害因子外泄的潜在风险。

第二实施例

在本公开的第二个示例性实施例中，提供了一种所述压差传感器过滤器在生物安全实验室的应用，特别是在生物安全实验室的化学淋浴间内的应用。当然，也可以应用于其他潮湿环境下来隔离压差传感器采压口。另外还适用于防止病毒、细菌等气溶胶外泄的应用场景。

在化学淋浴间中，基于该压差传感器过滤器内部的压差传感器接口与压差传感器进行连接，进行压差测试时，由于挡水罩、水汽冷凝网的设置，实现了水汽的阻挡和大部分水汽的有效导出，经过过滤后进入至压差传感器连接导管内部的气体始终为干燥且无生物危害的气体，喷淋时对应的水汽量大及潮湿环境无法影响气体检测过程，另外还能有效避免生物危害因子外泄的潜在风险。

综上所述，本公开提供了一种压差传感器过滤器及其应用，通过设置挡水罩，喷淋时大部分水汽被挡水罩阻挡，只有少部分水汽从挡水罩的导气孔中进入至过滤器内部，潮湿空气沿着上盖顶部的疏水导气孔进入上盖内部，遭遇水汽冷凝网，由水汽冷凝网对水汽中的汽化水分子进行冷凝干燥，冷凝后的水顺着疏水导气孔流出，并沿挡水罩上的导气孔排出至过滤器外部，在保证气路畅通的基础上实现了对于水蒸气的遮挡以及将水有效导出，有效解决了由于水汽量大进入压差传感器导致的传感器被堵塞而无法进行压力传感检测或者检测结果不准确的基本技术问题。在解决上述基本技术问题的基础上，进一步通过设置两级过滤器，先基于一级过滤器进一步过滤经过所述水汽冷凝网之后的气体中的水分，二级过滤器用于过滤经过所述一级过滤器之后的空气中的生物危害因子，既能隔离生物危害因子，保护传感器设备不受污染，同时还具有挡飞溅、隔离水汽以及防止过滤器堵塞等优点，避免了在导管发生泄漏的情况下存在生物危害因子外泄的潜在风险。通过优化设置上盖顶部的结构以及设置压紧块，进一步增强了水汽阻挡以及导水功能，提高了对水汽的过滤效果。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语表示开放的意义，除了明确列举的元件、部件、部分或项目外，并不排除其他元件、部件、部分或者项目。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。可以理解，当诸如层、膜、区域或衬底基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压差传感器过滤器，其特征在于，包括：

上盖(2)，所述上盖(2)的顶部设置有疏水导气孔(15)，顶部内侧设置有水汽冷凝网(11)；

底座(1)，与所述上盖(2)的底部连接，所述底座(1)内部用于连接压差传感器接口；以及

挡水罩(3)，覆盖于所述上盖(2)的顶部，所述挡水罩(3)表面设置有导气孔(16)。

2.根据权利要求1所述的压差传感器过滤器，其特征在于，所述上盖(2)的内部设置有一级过滤器(8)和二级过滤器(6)，所述水汽冷凝网(11)、所述一级过滤器(8)和所述二级过滤器(6)在气体传输方向上依序设置，其中所述一级过滤器(8)用于进一步过滤经过所述水汽冷凝网(11)之后的气体中的水分，所述二级过滤器(6)用于过滤经过所述一级过滤器(8)之后的空气中的生物危害因子。

3.根据权利要求1所述的压差传感器过滤器，其特征在于，所述上盖(2)的顶部为台式结构，作为挡水坡(14)，所述疏水导气孔(15)位于所述台式结构的底部侧缘；所述水汽冷凝网(11)与所述疏水导气孔(15)位于同一个平面。

4.根据权利要求3所述的压差传感器过滤器，其特征在于，所述上盖(2)包含：上盖本体(13)，所述上盖(2)的顶部相对与所述上盖本体(13)凸出且径向尺寸缩小，以供所述挡水罩(3)装配。

5.根据权利要求1或2所述的压差传感器过滤器，其特征在于，所述上盖(2)内部设置有压紧块(10)，所述压紧块(10)抵设于所述水汽冷凝网(11)的一侧，将所述水汽冷凝网(11)紧固于所述上盖(2)顶部内侧。

6.根据权利要求5所述的压差传感器过滤器，其特征在于，所述压紧块(10)的内壁(17)具有坡度，使经过所述水汽冷凝网(11)的气体中的水分在所述内壁(17)发生冷凝并顺着所述内壁(17)的坡度流出。

7.根据权利要求5所述的压差传感器过滤器，其特征在于，

所述底座(1)、所述上盖(2)以及所述挡水罩(3)的材料为耐腐蚀材料；

所述压紧块(10)的材料为不锈钢。

8.根据权利要求2所述的压差传感器过滤器，其特征在于，

所述底座(1)的底部端面上开有沟槽，用于放置第一密封件(4)；

所述一级过滤器(8)与所述二级过滤器(6)的接缝之间通过第三密封件(7)密封；

所述底座(1)与所述二级过滤器(6)的接缝之间通过第二密封件(5)密封；

所述上盖(2)与所述挡水罩(3)的接缝之间通过第五密封件(12)密封。

9.根据权利要求5所述的压差传感器过滤器，其特征在于，所述压紧块(10)与所述一级过滤器(8)的接缝之间通过第四密封件(9)密封。

10.一种如权利要求1-9中任一项所述的压差传感器过滤器在生物安全实验室的应用。

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