CN111957356A - 一种可移动的生物安全实验室 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可移动的生物安全实验室，包括技术保障舱和实验舱，技术保障舱和实验舱通过供水管路、冷却水回流管路和电气路通道连接，从而实现技术保障舱和实验舱的功能分离。本发明提供的一种可移动的生物安全实验室，采用一个厢式车和一个集装箱拖挂车的形式，可随时开到疫区，且无需任何吊装系统，实验舱与技术保障舱功能分离，仅实验舱存在压力梯度，对于实验舱的压力梯度可整体系统化智能化控制，为保障实验舱压力梯度的空调管路仅需在实验舱贯穿，技术保障舱的监控室仅需设置普通空调即可。厢式车及牵引集装箱的牵引车最大爬坡度可达30％，满足各类工况要求，提高机动性。

Description

一种可移动的生物安全实验室

技术领域

本发明涉及控制器技术领域，特别涉及一种可移动的生物安全实验室。

背景技术

目前监测病原微生物、致病菌、重金属、非法添加剂等有害物质以及检验分子诊断、形态学、免疫学等工作都是在固定的实验室中进行，存在检测时间长、监测不方便、不能随时随地对各种有害物质进行监测等缺陷。

中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所和镇江康飞机器制造有限公司已共同建成我国首个移动式生物安全三级实验室。该实验室由一台长度9米的主实验室和一台9米人员净化与技术保障舱组合而成，两舱之间通过气密型软联接通道连接。通过两舱的转接板实现水管道、气管路和电缆线、信号线的链接。该移动式生物安全三级实验室已于2006年申请发明专利，并于2008年获得授权。

但是，这种采用两台集装箱组合的形式，需要用牵引车来运输，而且这样实验室的独立工作性、机动性、通过性都不好。实验室舱体高度太高。

另外，由满洲里出入境检验检疫局、中国检验检疫科学院联合设计研制的我国首台移动式生物安全二级实验室已在满洲里出入境检验检疫局安装。该实验室由一台长度为12米、宽度为2.4米、高度为2.4米的特质集装箱构成，包括实验室、缓冲间和机房。牵引系统为中国重汽336马力豪沃牵引车，具有60吨～80吨的牵引力，适应山地、野外、沙漠等全天候气象交通条件。

同样，这种实验室箱体长度过长，用牵引车来运输，这样实验室的机动性、通过性都不好。

发明内容

本发明目的在于提供一种可移动的生物安全实验室，解决背景技术中提到的实验室箱体长度过长，实验室的机动性、通过性都不好的技术问题。

为实现上述目的，本发明的一种可移动的生物安全实验室的具体技术方案如下：

一种可移动的生物安全实验室，包括技术保障舱和实验舱，技术保障舱和实验舱通过供水管路、冷却水回流管路和电气路通道连接，从而实现技术保障舱和实验舱的功能分离。

进一步，技术保障舱包括厢式货车，厢式货车的驾驶舱后方的箱体一侧依次设置有发电间，储水间和电控间，储水间一侧设置有储水设备门，储水间另一侧设置有储水检修门；发电间一侧设置有发电机间设备门，发电间另一侧设置有发电机通风栅格，电控间上设置有电控设备门。

进一步，箱体另一侧还设置有第一水路接口小门和不间断电源间，不间断电源间上设置有不间断电源设备门，不间断电源设备门一侧设置有第一电气接口小门。

进一步，箱体底面设置有油箱舱，不间断设备门下方打气泵舱。

进一步，实验舱载具为牵引车，牵引车包括驾驶舱和车架，车架上设置有集装箱，集装箱的一侧设置有空调外机，集装箱上设置有空调设备间，空调设备间上设置有空调设备门，空调设备门上设置有第二水路接口小门，集装箱上还设置有第二电气接口小门，集装箱另一侧设置有实验室进入门和传递门。

进一步，车架下方设置有液压支撑及调平机构，液压支撑及调平机构一侧设置有污水处理设备，污水处理设备一侧设置有第二备胎。

进一步，集装箱的顶部设置有检修盖，用于故障检修。

进一步，空调设备间下方设置有更衣间，更衣间一侧设置有淋浴间，空调设备间一侧设置有更换防护服间，更换防护服间一侧设置有气锁间，气锁间一侧设置有主实验间，主实验间的一侧设置有第一设备间。

进一步，实验舱的送风通道为空调设备间依次连接有更衣间高效过滤送风口、淋浴间高效过滤送风口、更换防护服间高效过滤送风口、气锁间高效过滤送风口、主实验间高效过滤送风口，每个对应的送风口连接有风阀。

进一步，实验舱的排风通道为第一设备间顶部设置有排风机组，排风机组与带初效过滤的排风口依次与主实验间高效过滤排风口、气锁间高效过滤排风口、更换防护服间高效过滤排风口、淋浴间高效过滤排风口、更衣间高效过滤排风口相连。

本发明的一种可移动的生物安全实验室具有以下优点：

1、一种可移动的生物安全实验室采用一个厢式车和一个集装箱拖挂车的形式，可随时开到疫区，且无需任何吊装系统；2、厢式车及牵引集装箱的牵引车最大爬坡度可达30％，满足各类工况要求，提高机动性；3、实验室将技术保障部分和实验部分进行分离，所有水电气技术保障部分均设置在厢式车上减小了设计及施工工艺的困难；4、设置取样间，对于需要现场取样的实验要求，有效提供取样的便利性，取样、送样、检样系统化流程集成于整个实验舱，可大大缩短取样、送样、检样中间环节的时间；5、监控室功能单独分离，不占用任何实验区域，不与任何实验区域功能共用，区域划分清晰，提升了监控人员的安全性；6、实验舱与技术保障舱功能分离，仅实验舱存在压力梯度，对于实验舱的压力梯度可整体系统化智能化控制，为保障实验舱压力梯度的空调管路仅需在实验舱贯穿，技术保障舱的监控室仅需设置普通空调即可；7、储物间设置于保障舱内，大大提升了储物环境，避免污染情况的发生，同时提升了储物取用放置的便利性。

附图说明

图1为本发明可移动的生物安全实验室的整体结构示意图；

图2为本发明可移动的生物安全实验室的技术保障舱的左侧结构示意图；

图3为本发明可移动的生物安全实验室的技术保障舱的右侧结构示意图；

图4为本发明可移动的生物安全实验室的实验舱的左侧结构示意图；

图5为本发明可移动的生物安全实验室的实验舱的右侧结构示意图；

图6为本发明可移动的生物安全实验室的实验舱的俯视图；

图7为本发明可移动的生物安全实验室的实验舱的区域布局图；

图8为本发明可移动的生物安全实验室的实验舱空调管路布局图；

图9为本发明可移动的生物安全实验室的取样间布局图。

图中标号说明：1、技术保障舱；11、厢式货车；12、发电机间设备门；13、储水设备门；14、工具存储箱；15、电控设备门；16、第一备胎；17、发电机通风格栅；18、油箱舱；19、第一水路接口小门；110、储水检修门；111、第一电气接口小门；112、打气泵舱；113、不间断电源设备门；114、发电间；115、储水间；116、电控间；117、储物间；118、不间断电源间；2、供水管路；3、冷却水回流管路；4、电气路通道；401、初效过滤排风口；402、排风机组；5、实验舱；51、牵引车；513、更衣间；514、空调设备间；515、淋浴间；516、更换防护服间；517、气锁间；518、主实验间；519、第一设备间；52、空调外机；53、空调设备门；54、第二水路接口小门；55、集装箱；56、液压支撑及调平机构；57、污水处理设备；58、第二备胎；59、第二电气接口小门；510、实验室进入门；511、传递门；512、检修盖；6、取样间；61、取样工作台；62、待取样人员路径；63、不锈钢凳；64、送样路径。

具体实施方式

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图1-9，对本发明一种可移动的生物安全实验室做进一步详细的描述。

如图1所示，本发明提供一种可移动的生物安全实验室，包括技术保障舱1和实验舱5，技术保障舱1和实验舱5通过供水管路2、冷却水回流管路3和电气路通道4连接，从而实现技术保障舱1和实验舱5的功能分离。

如图2所示，技术保障舱1包括厢式货车11，厢式货车11的驾驶舱后方的箱体上依次设置有发电间114，储水间115和电控间116，储水间115一侧设置有储水设备门13，储水间115另一侧设置有储水检修门110；发电间114一侧设置有发电机间设备门12，发电间114另一侧设置有发电机通风栅格，用于散热，电控间116上设置有电控设备门15，发电间114、储水间115和电控间116为技术保障舱1提供电力和水源。

厢式货车11的箱体底面一侧设置有工具存储箱14，用于存放检修工具，还设置有第一备胎16。

如图3所示，箱体另一侧还设置有第一水路接口小门19和不间断电源间118，不间断电源间118上设置有不间断电源设备门113，不间断电源设备门113一侧设置有第一电气接口小门111。

箱体底面的另一侧设置有油箱舱18，不间断设备门下方设置有打气泵舱112。

如图4所示，实验舱5载具为牵引车51，实验舱5整体为集装箱55拖挂，牵引车51包括驾驶舱和车架，车架上设置有集装箱55，集装箱55的一侧设置有空调外机52，集装箱55上设置有空调设备间514，空调设备间514上设置有空调设备门53，空调设备门53上设置有第二水路接口小门54，集装箱55上还设置有第二电气接口小门59。

集装箱55另一侧设置有实验室进入门510和传递门511，由此进入实验室和两车之间的传递。

车架下方设置有液压支撑及调平机构56，液压支撑及调平机构56一侧设置有污水处理设备57，污水处理设备57一侧设置有第二备胎58。

如图6所示，集装箱55的顶部设置有检修盖512，用于故障检修。

以上示处了一种可移动的生物安全实验室的外部结构，以下所述为一种可移动的生物安全实验室的内部结构。

如图7所示，具体为一种可移动的生物安全实验室的内部结构示意图，技术保障舱1内的发电间114紧邻储水间115设置，储水间115紧邻电控间116设置，电控间116的一侧为储物间117和不间断电源间118。

实验舱5内的内部结构示意图为空调设备间514下方设置有更衣间513，更衣间513一侧设置有淋浴间515，空调设备间514一侧设置有更换防护服间516，更换防护服间516一侧设置有气锁间517，气锁间517一侧设置有主实验间518，主实验间518的一侧设置有第一设备间519，主试验间的面积大于其他房间的面积。进入更衣间513的门设置有门禁管理制度，带有指纹及密码解锁功能。

进一步，实验舱5更衣间513设置更衣柜，淋浴间515设置即热热水器及淋浴花洒，主实验间518依次设置灭火器、洗眼器、生物垃圾桶、冰箱、PCR仪、边台、电脑、不锈钢凳63、标签打印机、传递窗、双扉灭菌器、配电柜、离心机、旋涡振荡器、边台、恒温金属浴、生物安全柜、空调机组。

如图8所示，示处了实验舱5的送风通道，从空调间空调机组依次连接更衣间513高效过滤送风口、淋浴间515高效过滤送风口、更换防护服间516高效过滤送风口、气锁间517高效过滤送风口、主实验间518高效过滤送风口，每个对应的送风口连接有风阀；对于排风来说，从设备间顶部的排风机组402与带初效过滤的排风口依次与主实验间518高效过滤排风口、气锁间517高效过滤排风口、更换防护服间516高效过滤排风口、淋浴间515高效过滤排风口、更衣间513高效过滤排风口相连。

如图9所示，实验舱5的外部设置有取样间6，取样间6为折叠篷，取样间6内设置有取样工作台61，取样工作台61一侧设置有不锈钢凳63，从外部至取样间6内设置为待取样人员路径62，从取样间6进入实验舱5为送样路径64。

主实验舱5采用集装箱55箱体长度9125mm×宽度2450mm×高度2630mm的集装箱55拖挂形式，主实验舱5载具采用牵引车51头，另外整个主实验舱5配有液压支撑及调平机构56；技术保障舱1采用厢体长度5200mm×宽度2450mm×高度2400mm的厢式货车11形式，其中提供气源的打气泵位于厢式货车11车架下方，厢式货车11车架下方设置工具存储箱14，用来存储便携取样蓬等辅助工具；保温方面，集装箱55本体墙壁即采用厚度50mm保温层，内部划分区域再采用50mm厚度彩钢板。水路方面，储水间115安装有清洁水箱、软化水系统、软化水储罐、泵体、阀门，清洁水箱通过管路分别与软化水系统、淋浴器、污水处理系统相通，仅需提供清洁用水即可；洗眼器及高压灭菌器蒸发用水需采用去离子水，清洁用水通过软化水系统去离子软化后，经软化水储罐，分别给洗眼器及高压灭菌柜提供软水；污水处理系统冷却用水可回流至清洁水箱继续使用，保障舱设置市水接口，用于持续供应使用；电器方面，除监控、报警、信息存储传输、门禁、自动化显示等必要功能外，应急电源方面采用钛酸锂电池，钛酸锂电池的宽温性及稳定性保障应急电源的稳定持续供应。

送风方面，从空调间空调机组依次连接更衣间513高效过滤送风口、淋浴间515高效过滤送风口、更换防护服间516高效过滤送风口、气锁间517高效过滤送风口、主实验间518高效过滤送风口，每个对应的送风口连接有风阀；排风方面，从设备间顶部的排风机组402与带初效过滤的排风口依次与主实验间518高效过滤排风口、气锁间517高效过滤排风口、更换防护服间516高效过滤排风口、淋浴间515高效过滤排风口、更衣间513高效过滤排风口相连。采用上送下排的方式，保障实验室压差等级从低到高依次为主实验间518(-65pa)＜气锁间517(-40pa)＜更换防护服间516(-25pa)＜淋浴间515(-10pa)＜更衣间513(0pa)。

对于人流方面，人员进入顺序，更衣间513—淋浴间515(仅通过)—更换防护服间516—气锁间517—主实验间518；人员出去顺序，主实验间518—气锁间517—更换防护服间516—淋浴间515(淋浴)—更衣间513。

对于物流方面，主实验区的普通医疗垃圾通过生物垃圾桶、生物垃圾桶收集，污染物品(包括液体、固体)等全部经过双扉高压灭菌器灭活后废弃处理，取样后的待检样品通过送样路径64送入传递窗，进入主实验间518，其中传递窗设置有紫外线及集成消毒接口。

对于消毒灭菌流程方面，进入实验室的人员需经过更衣间513更衣、更防护服间穿防护服、手消毒后进入；实验后须经过淋浴间515淋浴后方可出实验室；其中双扉高压灭菌器内部集成蒸汽发生器，污物通过双扉高压灭菌器的高压高温灭活，另主实验间518设置有紫外线灭菌灯。

对于空调机组，内部分别设置初效过滤、中效过滤、蒸发器、电加热、风机、电机加湿、高效过滤。各区域设置压力传感器，微调排风量，控制房间负压值与梯度、湿度，对于环境变化时，通过调节风机频率保证系统总风量。

对于供水及污水处理方面、供水方面，储水间115设置有市水接口，方便随时补充市水，清洁水箱一方面通过泵体直接供水给即热热水器及淋浴花洒、污水处理系统(冷却用水)，一方面通过泵体经过软化水系统、软化水储罐供给软化水给洗眼器及双扉高压灭菌器；污水处理方面，淋浴间515设置有即热热水器及淋浴花洒，人员淋浴或洗眼后产生的废水通过泵体流入污水处理系统，污水处理系统集成有污水收集罐、污水处理罐、PLC控制系统、冷却系统，污水收集罐中的污水经污水处理罐处理(135℃高温灭菌)，经冷却系统冷却后排出，其中污水处理系统冷却系统的冷却用水经污水系统冷却水回流连接回流到清洁水箱。

对于供电供气方面，技术保障舱1设置有市电接口，对于紧急情况下，采用钛酸锂电池供电，电量可维持整个实验室20min的紧急供电需求，供电通过电气路连接与配电柜相连，再通过配电柜逐级分配的方式，其中总气源依靠设置在技术保障舱1下方的打气泵通过电气路连接供给到双扉高压灭菌器。

对于自动控制与监控系统，所有空调送排风系统的控制检测及水路控制终端均集成于配电柜，另所有实验人员进入各个区域前均有温湿度气压显示屏，主实验区设置监控摄像头，送排风系统运行状态及各区域温湿度、气压、外部温湿度及气压、监控数据等全部通过电气路连接传输到技术保障舱1的监控台，监控台集成数据存储处理计算机及监控显示屏。对于实验室需求的门互锁、联络、报警等功能可通过门控器、通话设备、火灾一键报警器和烟感器等设备实现。

本发明提供的一种可移动的生物安全实验室采用一个厢式车和一个集装箱55拖挂车的形式，9米长度集装箱55拖挂车满足实验室的要求；厢式车集成所有技术保障部分，提升了移动实验室的机动性；实验舱5与技术保障舱1功能分离，两舱达到目的地后准备工作简单，无复杂的安装工作，无涉及安全项的现场处理工作，准备工作简单快捷、方便；实验舱5与技术保障舱1功能分离，技术保障舱1可以根据实验舱5的具体需求变更供水量、供电量、发电机功率等技术设备的选型，凸显模块化设计理念；实验舱5与技术保障舱1功能分离，仅需对实验舱5的密闭、噪音、震动采用高标准技术及工艺要求，对于技术保障舱1无需采用过高标准，大大降低了设计及施工工艺难度；设置取样间6，对于需要现场取样的实验要求，有效提供取样的便利性，取样、送样、检样系统化流程集成于整个实验舱5，可大大缩短取样、送样、检样中间环节的时间；监控室功能单独分离，不占用任何实验区域，不与任何实验区域功能共用，区域划分清晰，提升了监控人员的安全性；实验舱5与技术保障舱1功能分离，仅实验舱5存在压力梯度，对于实验舱5的压力梯度可整体系统化智能化控制，为保障实验舱5压力梯度的空调管路仅需在实验舱5贯穿，技术保障舱1的监控室仅需设置普通空调即可；不间断电源间118采用宽温性、稳定性极佳的钛酸锂电池，尤其对于低温环境，钛酸锂电池仍可在低温环境中保障稳定的应急电力供应；储物间117设置于保障舱内，大大提升了储物环境，避免污染情况的发生，同时提升了储物取用放置的便利性；供应气源设备放置于厢式车厢体下方，对整个厢体的噪音及震动影响大大减轻；本发明污水处理采用先收集，再高温灭活，最后冷却排放的方式，收集、升温、冷却、排放的整套流程全部集成在一个设备中。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种可移动的生物安全实验室，其特征在于，包括技术保障舱(1)和实验舱(5)，技术保障舱(1)和实验舱(5)通过供水管路(2)、冷却水回流管路(3)和电气路通道(4)连接，从而实现技术保障舱(1)和实验舱(5)的功能分离。

2.根据权利要求1所述的可移动的生物安全实验室，其特征在于，技术保障舱(1)包括厢式货车(11)，厢式货车(11)的驾驶舱后方的箱体一侧依次设置有发电间(114)，储水间(115)和电控间(116)，储水间(115)一侧设置有储水设备门(13)，储水间(115)另一侧设置有储水检修门(110)；发电间(114)一侧设置有发电机间设备门(12)，发电间(114)另一侧设置有发电机通风栅格，电控间(116)上设置有电控设备门(15)。

3.根据权利要求2所述的可移动的生物安全实验室，其特征在于，箱体另一侧还设置有第一水路接口小门(19)和不间断电源间(118)，不间断电源间(118)上设置有不间断电源设备门(113)，不间断电源设备门(113)一侧设置有第一电气接口小门(111)。

4.根据权利要求2所述的可移动的生物安全实验室，其特征在于，箱体底面设置有油箱舱(18)，不间断设备门下方设置有打气泵舱(112)。

5.根据权利要求1所述的可移动的生物安全实验室，其特征在于，实验舱(5)载具为牵引车(51)，牵引车(51)包括驾驶舱和车架，车架上设置有集装箱(55)，集装箱(55)的一侧设置有空调外机(52)，集装箱(55)上设置有空调设备间(514)，空调设备间(514)上设置有空调设备门(53)，空调设备门(53)上设置有第二水路接口小门(54)，集装箱(55)上还设置有第二电气接口小门(59)，集装箱(55)另一侧设置有实验室进入门(510)和传递门(511)。

6.根据权利要求5所述的可移动的生物安全实验室，其特征在于，车架下方设置有液压支撑及调平机构(56)，液压支撑及调平机构(56)一侧设置有污水处理设备(57)，污水处理设备(57)一侧设置有第二备胎(58)。

7.根据权利要求6所述的可移动的生物安全实验室，其特征在于，集装箱(55)的顶部设置有检修盖(512)，用于故障检修。

8.根据权利要求2所述的可移动的生物安全实验室，其特征在于，空调设备间(514)下方设置有更衣间(513)，更衣间(513)一侧设置有淋浴间(515)，空调设备间(514)一侧设置有更换防护服间(516)，更换防护服间(516)一侧设置有气锁间(517)，气锁间(517)一侧设置有主实验间(518)，主实验间(518)的一侧设置有第一设备间(519)。

9.根据权利要求5所述的可移动的生物安全实验室，其特征在于，实验舱(5)的送风通道为空调设备间(514)依次连接有更衣间(513)高效过滤送风口、淋浴间(515)高效过滤送风口、更换防护服间(516)高效过滤送风口、气锁间(517)高效过滤送风口、主实验间(518)高效过滤送风口，每个对应的送风口连接有风阀。

10.根据权利要求5所述的可移动的生物安全实验室，其特征在于，实验舱(5)的排风通道为第一设备间(519)顶部设置有排风机组(402)，排风机组(402)与带初效过滤的排风口依次与主实验间(518)高效过滤排风口、气锁间(517)高效过滤排风口、更换防护服间(516)高效过滤排风口、淋浴间(515)高效过滤排风口、更衣间(513)高效过滤排风口相连。

Images