CN110935707A - 一种实验室智能通风系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实验室智能通风系统，属于通风系统的技术领域，用于解决现有技术中的通风系统无法在大气环境中有毒有害气体成分超标时完成将实验室内污浊气体更换为清洁气体的问题；包括一端连通实验室气体环境、另一端分别连通大气环境和独立气源的进风管道、两端分别连接大气环境和实验室气体环境的出风管道、设置于出风管道上的排风机、用于检测实验室气体环境气体成分的气体成分检测装置以及用于检测由大气环境流至实验室气体环境的气体成分的进风管道检测装置，在实验室内气体污浊时启动通风系统，在由大气环境至实验室气体环境的气体污浊时采用独立气源为实验室提供清洁空气。

Description

一种实验室智能通风系统

技术领域

本发明涉及通风系统的技术领域，尤其是涉及一种实验室智能通风系统。

背景技术

对于实验室来说，由于实验室需要进行各种反应实验，这些反应实验会生成对人体有毒害的物质，部分物质易飘散至空气中使实验室内的空气被污染，故实验室一般设置有通风系统。

现有的实验室通风系统一般采用通风柜进行实验室内气体环境的更新，通风柜由实验室内抽取气体经过过滤后排出至大气环境内，大气环境的气体经过滤后因实验室内外压差的原因自动流入实验室内，从而实现对实验室内气体环境的更新，为保持进入实验室内的空气的清洁度，进风管道上一般设置有用于用于对气体中杂质进行过滤的过滤结构。

上述中的现有技术方案存在以下技术缺陷：设置于进风管道上的过滤结构虽然能够对大气环境中气体的固态杂质进行过滤，但无法对大气环境中的有毒有害气体进行过滤，当大气环境中有毒有害气体的含量较高时，通过进风管道进入实验室内的气体依然是有毒有害气体成分超标的气体，即现有的通风系统无法在大气环境中有毒有害气体成分超标是正常完成将将实验室内污浊的气体更换为清洁气体的过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种实验室智能通风系统，其能够在大气环境中有毒有害气体含量超标时，完成将实验室内污浊的气体更换为清洁气体的过程。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种实验室智能通风系统，包括一端连通实验室气体环境的进风管道、两端分别连通实验室气体环境和大气环境的出风管道以及中央控制器；所述进风管道与实验室气体环境连通的节点设置有进风总阀；

所述进风管道另一端分别通过第一连通管、第二连通管分别连通大气环境、用于向实验室内注入清洁空气的独立气源；所述第一连通管上由靠近大气环境一端至靠近进风管道的一端依次设置有用于对气体进行过滤的进风过滤装置、用于对气体成分进行检测的进风气体检测仪和用于控制第一连通管通断的进风阀；所述独立气源与第二连通管连通的节点设置有气源阀门；

所述出风管道上设置有用于将实验室内气体排出至大气环境的排风机以及用于对气体进行过滤的排风过滤装置；

所述实验室内设置有用于检测实验室气体成分的气体成分检测装置；所述气体成分检测装置和进风气体检测仪耦接所述中央控制器以将检测结果传输至中央控制器，所述进风总阀、进风阀、气源阀门、排风机均耦接且受控于所述中央控制器。

通过采用上述技术方案，当气体成分检测装置检测到实验室内有毒有害气体成分和/或烟尘含量超标时，中央控制器接收到该信号并打开进风总阀和进风阀，启动排风机，实验室内气体被抽至出风管道经排风过滤装置过滤后排出至大气环境，此时实验室内气压减少，大气环境的气体由于压差沿第一连通管和进风管道且经过进风过滤装置过滤后进入实验室气体环境，从而完成对实验室内气体的更新；在上述过程中，当进风气体检测仪检测到经进风过滤装置过滤后的气体中有毒有害气体含量依然超标时，中央控制器关闭进风阀，打开气源阀门使独立气源为实验室内提供清洁的空气，从而使本系统能够在大气环境中有毒有害气体含量超标时，依然能够完成将实验室内污浊的气体更换为清洁气体的过程；上述自动控制的过程智能化程度较高，控制较为精准。

本发明进一步设置为：所述第一连通管上设置有用于由大气环境抽取空气至第一连通管的进风机，所述进风机耦接且受控于所述中央控制器。

通过采用上述技术方案，进风机的设置，使实验室气体环境的进风过程也存在动力源，而不是单单依靠实验室气体环境和大气环境和压差，从而避免了排风功率过大单纯依靠压差完成进风过程时，气体会沿其他位置如实验室的门窗进入实验室内气体环境；同时，中央控制器能够通过控制实验室进风功率和出风总功率相等来控制实验室气压相对恒定，即在因进风过滤装置堵塞等原因使第一连通管流量不足以支持进风功率需要时，可选择降低排风功率或打开气源阀门提高进风功率，以维持实验室内气压相对恒定。

本发明进一步设置为：所述第一连通管上设置有用于检测通过第一连通管气体的流量的流量检测仪，所述进风管道上设置有用于检测进风管道内与实验室气体环境之间的压差的压差传感器。

通过采用上述技术方案，压差传感器和流量检测仪的设置，使第一连通管的流量和实验室气体环境的气压能够得到更为精准和直接的监控，从而方便了对实验室气压的精准维持。

本发明进一步设置为：所述系统还包括设置于实验室内的通风柜、取材台，所述通风柜和取材台的出风口连通连接所述出风管道与实验室气体环境连通的端部，所述出风管道还通过出风阀与实验室气体环境连通连接，所述通风柜、取材台、出风阀均耦接且受控于所述中央控制器。

通过采用上述技术方案，通风柜和取材台能够对实验室内空气环境较差的区域进行有针对性的气体更换，出风阀能够对整个实验室气体环境进行更换，从而使实验室内气体更换过程更为灵活。

本发明进一步设置为：所述进风过滤装置和排风过滤装置均设置为活性炭滤芯。

通过采用上述技术方案，采用活性炭滤芯对气体中的固态杂质进行吸附，吸附效率较高。

本发明进一步设置为：所述中央控制器包括控制立柱和触控式壁挂一体机。

通过采用上述技术方案，采用控制立柱和触控式壁挂一体机对各个装置进行集中控制，简单方便且高效。

本发明进一步设置为：所述气体成分检测装置包括有害气体检测仪和五合一检测仪。

通过采用上述技术方案，采用有害气体检测仪和五合一检测仪对实验室气体环境气体成分进行检测，精准有效且较为全面。

本发明进一步设置为：所述出风管道上设置有控制所述出风管道通断的排风阀，所述排风阀耦接且受控于所述中央控制器。

通过采用上述技术方案，排风阀的设置，有利于对实验室气体环境的封闭。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.独立气源的设置使本系统能够在在大气环境中有毒有害气体含量超标时，完成将实验室内污浊的气体更换为清洁气体的过程；

2.独立气源、流量检测仪、压差传感器的设置有利于维持实验室内气压平衡；

3.通风柜、取材台以及出风阀的设置使本系统既能够对某些区域进行针对性气体更新，也能够对实验室气体环境进行整体更新。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图，其中，箭头表示气体流向。

图中，1、大气环境；2、实验室气体环境；3、进风管道；31、第一连通管；311、进风机；312、进风过滤装置；313、流量检测仪；314、进风气体检测仪；315、进风阀；32、第二连通管；321、气源阀门；322、独立气源；33、压差传感器；34、进风总阀；4、出风管道；41、通风柜；42、取材台；43、出风阀；44、排风阀；45、排风机；46、排风过滤装置；5、气体成分检测装置；51、有害气体检测仪；52、五合一检测仪。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，一种实验室智能通风系统，包括用于向实验室气体环境2注入清洁空气的进风管道3和用于将实验室气体环境2的污浊空气排出实验室外的出风管道4，从而能够完成对实验室气体环境2气体的更新。

进风管道3一端连通实验室气体环境2，进风管道3与实验室气体环境2连通的节点设置有控制进风管道3通断的进风总阀34，进风管道3另一端连通第一连通管31和第二连通管32的一端，第一连通管31的另一端连通大气环境1，第二连通管32的另一端连通独立气源322。

第一连通管31与大气环境1连通的节点设置有用于由大气环境1向第一连通管31抽取气体的进风机311，第一连通管31与进风管道3连接的节点设置有控制第一连通管31与进风管道3是否连通的进风阀315，第一连通管31上还设置有用于对经过进风管道3的气体进行过滤的进风过滤装置312。

在本实施例中，进风过滤装置312设置为设置于第一连通管31内的活性炭滤芯，活性炭滤芯能够对经过进风管道3的气体中的固态杂质进行吸附，从而减少进入第一连通管31的气体中的固态杂质含量，进而使由大气环境1进入实验室气体环境2的气体较为清洁。

独立气源322设置为存储有压缩空气的储气罐，独立气源322与第二连通管32连通的节点设置有控制独立气源322与第一连通管31是否连通的气源阀门321。

在需要向实验室气体环境2注入清洁空气时，打开进风阀315和进风总阀34，气源阀门321关闭，启动进风机311，大气环境1的气体经第一连通管31和进风管道3进入实验室气体环境2，且在气体经过第一连通管31时会经进风过滤装置312的过滤，过滤后的气体固态杂质含量较少，较为清洁，从而完成了向实验室气体环境2注入清洁空气的过程。

当大气环境1中有毒有害气体含量较高时，由于进风过滤装置312仅能够对固态杂质进行过滤，而不能消除有毒有害气体，此时若继续采用由大气环境1至实验室气体环境2的进风回路，注入实验室气体环境2的气体中有毒有害气体成分依然会超标，故此时关闭进风阀315，打开进风总阀34和气源阀门321，采用独立气源322为实验室气体环境2注入清洁空气。

可以理解的，气源阀门321设置为开度可控的阀门，通过控制气源阀门321的开度，即可控制独立气源322输出气体的流量。

进风过滤装置312在长时间使用过后透气性会变差，此时气体不易通过第一连通管31和进风管道3进入实验室气体环境2，当排风过程稳定时，进风管道3的进风不足以供给排风管道的排风，导致实验室气体环境2气压较低，其他实验室的气体可能会由于压差进入实验室气体环境2，影响实验室气体环境2，故独立气源322的设置，还能够在进风过滤装置312堵塞、实验室气体环境2气压较小时，对实验室气体环境2的气压进行补充，从而避免其他实验室的气体由于压差进入实验室气体环境2，影响实验室气体环境2。

出风管道4两端分别连通实验室气体环境2和大气环境1，出风管道4与大气环境1连通的节点设置有用于对经过排风管的气体进行过滤的排风过滤装置46，出风管道4上设置有用于将实验室内气体抽至大气环境1的排风机45，实验室内设置有通风柜41、取材台42等排风装置，通风柜41的出风管、取材台42的出风管均连通出风管道4远离大气环境1的一端，并且出风管道4远离大气环境1的端部还通过出风阀43直接连通实验室气体环境2。出风管道4上设置有控制出风管道4通断的排风阀44。

在本实施例中，排风过滤装置46设置为活性炭滤芯。

在排风阀44处于打开状态、出风阀43处于关闭状态且排风机45处于启动状态时，通风柜41、取材台42输出的气体经出风管道4输出，此时排风机45的排风功率等于通风柜41和取材台42排风功率之和，即通风柜41和取材台42抽取的气体均由出风管道4排出。可以理解的，通风柜41和取材台42一般设置有多个，排风机45是始终满足通风柜41和/或取材台42的排风需要的，即排风机45的排风功率等于工作状态下的通风柜41和/或取材台42的功率之和。此种工作状态适用于仅通风柜41和/或取材台42所在的部分区域有排风需要。

出风阀43一般设置于实验室屋顶，当出风阀43打开且排风阀44处于打开状态、出风阀43处于关闭状态、排风机45处于启动状态时，排风机45的排风功率大于工作状态下的通风柜41和/或取材台42的功率之和，即实验室内气体除沿通风柜41和/或取材台42排出以外，还沿实验室顶部直接经过打开的出风阀43经出风管道4排出，完成对实验室气体环境2的全方位换气，当然，出风阀43也是设置于实验室屋顶上的多个，每个出风阀43也是独立控制的。

当然，上述的气源阀门321、进风阀315、排风阀44、出风阀43的开度均是受中央控制器控制的，通风柜41、取材台42、排风机45、进风机311的工作状态以及功率也均受中央控制器控制，控制标准为进风总功率与排风总功率保持一致，以维持实验室气体环境2的气压恒定。

进一步的，第一连通管31上设置有用于检测第一连通管31中气体固态杂质含量和有毒有害气体含量的进风气体检测仪314以及用于检测经过第一连通管31气体流量的流量检测仪313，进风气体检测仪314和流量检测仪313也耦接中央控制器并分别将第一连通管31内气体成分和流量传输至中央控制器，中央控制器根据第一连通管31的气体成分判断是否需要封闭进风阀315、打开气源阀门321采用独立气源322向实验室气体环境2注入清洁空气，根据第一连通管31内气体流量和排风机45的排风功率判断是否需要打开气源阀门321或降低排风机45的排风功率以对实验室气体环境2的气压进行补充。

较佳的，进风管道3上还设置压差传感器33，压差传感器33能够在进风总阀34处于打开状态时检测实验室气体环境2与进风管道3的压差，并将检测到的压差传输至中央控制器，中央控制器根据压差传感器33能够更为精准的判断实验室气体环境2的气压是否需要补充，从而进一步方便了对实验室内气压恒定的维持，即进一步避免了气体由于压差原因沿进风管道3以外的通路如门窗等进入实验室气体环境2。

进一步的，实验室顶部设置有若干用于检测实验室气体环境2气体成分的有害气体检测仪51和五合一检测仪52，有害气体检测仪51和五合一检测仪52能够检测实验室气体环境2内有毒有害气体成分含量或烟尘含量，有毒有害气体和烟尘均是由实验产生，有毒有害气体如二氧化硫、一氧化碳等，烟尘如三氧化硫粉末等。有害气体检测仪51和五合一检测仪52也耦接中央控制器并将检测结果传输至中央控制器，中央控制器根据有害气体检测仪51和五合一检测仪52的检测结果判断是否需要对实验室气体环境2的气体进行更新。

在本实施例中，为了方便对上述各个装置的集中控制，中央控制器包括设置于实验室内的控制立柱和触控操作的壁挂式一体机，通过中央控制器能够主动控制通风系统各个装置独立动作，当然也可选择采用根据检测装置的检测结果自动控制的方式使系统自动控制。

具体工作过程中：注入实验室气体环境2的气体等于由实验室气体环境2抽出的气体，以维持实验室气体环境2的气压相对恒定；根据大气环境1的有毒有害气体含量确定是否选择独立气源322为单独为实验室气体环境2中气体进行更新，实现了在大气环境1中有毒有害气体含量超标时将实验室内污浊的气体更换为清洁气体的过程；独立气源322的开启还能够在进风过滤装置312堵塞时用于维持实验室气体环境2的气压相对恒定，进一步方便了对实验室气体环境2气压的维持；通风柜41和取材台42能够对实验室气体污染较为严重的局部进行有针对性的气体更新，而出风阀43的设置能够对实验室气体环境2的整体更新；另外，本系统采用中央控制系统实现对各个装置的自动控制，自动化程度较高，控制较为稳定。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种实验室智能通风系统，包括一端连通实验室气体环境(2)的进风管道(3)、两端分别连通实验室气体环境(2)和大气环境(1)的出风管道(4)以及中央控制器；所述进风管道(3)与实验室气体环境(2)连通的节点设置有进风总阀(34)；其特征是，

所述进风管道(3)另一端分别通过第一连通管(31)、第二连通管(32)分别连通大气环境(1)、用于向实验室内注入清洁空气的独立气源(322)；所述第一连通管(31)上由靠近大气环境(1)一端至靠近进风管道(3)的一端依次设置有用于对气体进行过滤的进风过滤装置(312)、用于对气体成分进行检测的进风气体检测仪(314)和用于控制第一连通管(31)通断的进风阀(315)；所述独立气源(322)与第二连通管(32)连通的节点设置有气源阀门(321)；

所述出风管道(4)上设置有用于将实验室内气体排出至大气环境(1)的排风机(45)以及用于对气体进行过滤的排风过滤装置(46)；

所述实验室内设置有用于检测实验室气体成分的气体成分检测装置(5)；所述气体成分检测装置(5)和进风气体检测仪(314)耦接所述中央控制器以将检测结果传输至中央控制器，所述进风总阀(34)、进风阀(315)、气源阀门(321)、排风机(45)均耦接且受控于所述中央控制器。

2.根据权利要求1所述的实验室智能通风系统，其特征是，所述第一连通管(31)上设置有用于由大气环境(1)抽取空气至第一连通管(31)的进风机(311)，所述进风机(311)耦接且受控于所述中央控制器。

3.根据权利要求2所述的实验室智能通风系统，其特征是，所述第一连通管(31)上设置有用于检测通过第一连通管(31)气体的流量的流量检测仪(313)，所述进风管道(3)上设置有用于检测进风管道(3)内与实验室气体环境(2)之间的压差的压差传感器(33)。

4.根据权利要求1所述的实验室智能通风系统，其特征是，所述系统还包括设置于实验室内的通风柜(41)、取材台(42)，所述通风柜(41)和取材台(42)的出风口连通连接所述出风管道(4)与实验室气体环境(2)连通的端部，所述出风管道(4)还通过出风阀(43)与实验室气体环境(2)连通连接，所述通风柜(41)、取材台(42)、出风阀(43)均耦接且受控于所述中央控制器。

5.根据权利要求1所述的实验室智能通风系统，其特征是，所述进风过滤装置(312)和排风过滤装置(46)均设置为活性炭滤芯。

6.根据权利要求1所述的实验室智能通风系统，其特征是，所述中央控制器包括控制立柱和触控式壁挂一体机。

7.根据权利要求1所述的实验室智能通风系统，其特征是，所述气体成分检测装置(5)包括有害气体检测仪(51)和五合一检测仪(52)。

8.根据权利要求1所述的实验室智能通风系统，其特征是，所述出风管道(4)上设置有控制所述出风管道(4)通断的排风阀(44)，所述排风阀(44)耦接且受控于所述中央控制器。

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