CN113070105A - 一种生物制品用超净工作台 - Google Patents

Abstract

一种生物制品用超净工作台，通过设计一种应用于自动化细胞处理实验的超净大型正压工作台，根据正压环境需要设计，设备主要包括超净化工作台主体、上层放置区、下层放置区、废液废料处理区、工作台底部框架、阶梯家架和蓝牙控制器，所述超净工作台为开放式结构，方便机械臂进入，设备通过超净化工作台主体为内部提供正压平稳气流和随时进行紫外线灯光消毒杀菌，机械臂利用放置区内放置各种实验容器和器具进行自动化细胞处理实验，实验产生的废液废料通过废液废料处理区内设置移液枪和废液废料处理装置进行处理，设备实验过程可通过蓝牙控制器进行远程控制，为自动化细胞处理实验提供超净工作空间，满足实验自动化的需求。

Description

一种生物制品用超净工作台

技术领域

本发明涉及超净工作台设计制造技术领域，具体涉及一种生物制品用超净工作台。

背景技术

超净工作台是一种提供局部无尘无菌工作环境的单向流型空气净化设备，是为了适应现代化工业、光电产业、生物制药以及科研试验等领域对局部工作区域洁净度的需求而设计的。其通过风机将空气吸入预过滤器，经由静压箱进入高效过滤器过滤，将过滤后的空气以垂直或水平气流的状态送出，使操作区域达到百级洁净度，保证生产对环境洁净度的要求，适用于医药卫生、生物制药、食品、医学科学实验、光学、电子、无菌室实验、无菌微生物检验、植物组培接种等需要局部洁净无菌工作环境的科研和生产部门。而在自动化细胞处理实验领域就需要用到超净工作台，随着现代各种智能化设备仪器的出现，让机械自主进行自动化细胞处理实验已经成为现实，但目前传统的超净工作台因为没有考虑机械臂工作，因此都是采用封闭式设计，无法配合现有的机械设备进行自动化细胞处理实验，为此申请人根据现有自动化细胞处理实验的过程需求，设计制作一种自动化细胞处理实验用的超净工作台，解决传统超净工作台无法满足自动化细胞处理实验的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以配合机械进行自动化细胞处理的超净工作台，其工作环境为大型正压环境，超净工作台整体为开放式结构，根据正压环境需要设计，可以方便机械臂进入，并且可以随时进行消毒灭菌，保证工作部分处于全角度消毒环境，并且在超净空间内设置供自动化细胞处理实验用的各种实验器皿和装置，供机械取用，此外实验器皿和装置的放置根据自身特点由高到低放置，不会影响超净装置气流的运行，放置的实验器皿和装置可通过自动调节架调节倾斜度配合机械操作，提高机械自动化处理的操作精度，实现机械在超净工作台内的自动化细胞处理实验工作。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种生物制品用超净工作台，包括超净化工作台主体，其特征在于，所述超净化工作台主体具有包括支撑面、顶面、背面和两侧面所形成的开放式操作空间； 定义所述顶面为相对于所述支撑面布设的面，所述背面为连接所述支撑面与所述顶面的面，所述侧面为同时连接所述支撑面、所述顶面以及所述背面的面；

所述背面设有若干排进风孔，所述进风孔的风向朝向所述开放式操作空间，所述进风孔的风压大于所述超净化工作台主体的环境气压；

所述操作空间中内置有上层放置区与下层放置区，所述上层放置区包括上层放置区置物架；所述下层放置区包括下层放置区置物架；所述上层放置区置物架的承载面与所述下层放置区置物架的承载面呈阶梯状；定义，所述承载面为所述上层放置区或所述下层放置区用于放置物品的面。

作为本发明进一步改进，所述工作区的背面设有位于上方的若干个斜流排风口以及位于底部的若干个平流排风口，定义用于机器臂操作的一面为正面，与正面相对的面命名为背面；

所述斜流排风口的风向相对于所述工作区的操作平面具有10°-70°的倾斜角；所述平流排风口的风向平行于所述工作区的操作平面；

所述若干个斜流排风口自上向下具有不同风压，并且位于下方的斜流排风口出风的风压大于位于上方的斜流排风口的风压；所述平流排风口的风向自工作区背面的中部位置向两侧侧开出风。

作为本发明进一步改进，所述上层放置区上设置相应托架并配套相应的承载装置，各承载装置的承载面不同，可以根据物品进行调节。

作为本发明进一步改进，所述下层放置区置物架具有托架以及托架支撑架；所述托架具有相对于所述托架支撑架的一个转动自由度，通过托架的转动实现托架支撑架角度调整，所述托架支撑架上用于放置承载装置。

作为本发明进一步改进，所述承载装置的上承载面具有若干个物品限位凹槽。

作为本发明进一步改进，所述超净化工作台主体顶面布设有紫外线灭菌灯，所述紫外线灭菌灯倾斜设置，并相对于所述支撑面具有锐角的倾斜角，所述超净化工作台主体两侧内壁也设置有紫外线灭菌灯。

作为本发明进一步改进，所述上层放置区置物架的承载面与所述下层放置区置物架的承载面呈阶梯状的支架内空且外部有紫外光漫反射涂层。

作为本发明进一步改进，所述超净化工作台主体上还布设有废液废料处理区，所述废液废料处理区上由高到低依次设置移液枪托架、废料处理装置和废液处理装置。

作为本发明进一步改进，所述废液处理设备为用于自动化废液处理的吸液泵，所述吸液泵包括废液处理端和废液收集端以及消毒液存放端，所述废液处理端放置在生物安全柜主体内，所述废液收集端以及消毒液存放端放置在生物安全柜外；

所述废液处理端包括底座和废液处理桶，所述底座上有废液处理桶放置槽，所述废液处理桶分上下两部分，所述废液处理桶上部分为圆柱形桶体下部分为漏斗形且下部插放在底座的放置槽内；

所述废液收集端包括废液收集桶，所述废液收集桶的消毒液进口通过软管与废液处理桶的漏斗下端相连；

所述消毒液存放端包括消毒液储液桶和压力机，所述压力机在消毒液储液桶一侧且通过管道与消毒液储液桶和废液收集桶相连，所述废液处理桶上部一侧开有槽，所述消毒液储液桶喷液管道的消毒喷口安装在废液处理桶上部的槽内，所述消毒液储液桶与废液收集桶并排设置，所述废液收集桶有带开关阀的废液排出口，所述废液处理桶内壁设置有感应器。

作为本发明进一步改进，所述废料处理装置包括2个废料桶且分别用于存放常规废料和用于存放玻璃及针头类损伤性废料并配套相应感应器，所述废料桶底部有滑轨通过滑轨自动滑出，滑轨外侧端部为质检区。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1）本申请主要用于自动化细胞处理实验，其工作环境为大型正压环境，主体采用开放式结构，采用开放式结构可以方便机械臂进入；

2）本申请主体顶部有导流斜面方便，主体后面有带通气孔的背板，与主体环境配合，气流进入形成相应的正压空间；

3）本申请主体内有阶梯架，采用阶梯式设计可以保证气流从相应的设备上吹过；

4）本申请支架顶部以及两侧均设置有紫外灯，杀菌范围更全面可以实现保证工作部分处于全角度消毒环境；

5）本申请设计的超净工作台内部的托架和实验用具，其设置高度及摆放顺序是根据自动化细胞处理实验用具的特点和操作过程需要进行的，其摆放不影响气流运行，用具使用顺序不会出现交叉应用，方便机械臂抓取；

6）本申请设计应用的倾斜孔板架可自动调整高度和角度，调整设备为托架后端设置的液压杆系统，系统设置开放性接口，可进行外部设备连接控制，通过角度的调整可提高自动化细胞处理的精度，便于机械操作，提高效率；

7）本申请设置有相应的自动化废液处理，其既有吸除废液的功能，还带有消毒喷口和感应器，可降低实验过程中产生的污染。配合自动化实验流程，可保证实验结果的准确性；

8）本申请阶梯架外侧面为粗糙紫外线漫反射面，可以让紫外光尽可能分散；

9）本申请可配套相应的蓝牙控制器，方便进行远程控制。

10）本申请还设置有废料处理设备、废液处理设备，筒设置为单向阀口，使用时放入的废液废料为封闭式，只有完成实验后才能通过外部取出，避免实验产生的废液废料对实验造成影响。

附图说明

图1为本发明超净工作台整体布局示意图；

图2为本发明超净工作台结构细化示意图；

图3为本发明超净工作台后视图；

图4为本发明超净工作台主体内部示意图；

图5为本发明局部结构示意图一；

图6为本发明局部结构示意图二；

图7为本发明局部结构示意图三；

图8为本发明局部结构示意图四。

图中：1.超净化工作台主体；1-1.透风孔；1-2.导风平面；1-3.上部紫外灯管；1-4.侧紫外灯；2.上层放置区；2-1.离心管托架；2-1-1. 离心管；2-1-2. 离心管承载装置；2-2.培养瓶托架；2-2-1. 培养瓶；2-2-2. 培养瓶承载装置；2-3.培养皿托架；2-3-1.培养皿；2-3-2. 培养皿承载装置；2-4.无热源管托架；2-4-1.无热源管盒；2-4-2. 无热源管盒承载装置；2-5.孔板托架；3.下层放置区；3-1倾斜式孔板托架；3-1-1.孔板；3-1-2.可调节倾斜式孔板托架；3-1-3.孔板托架；3-2.多尺寸离心管托架；3-3.试管托架；3-4.枪尖盒托架；4.废液废料处理区；4-1.移液枪托架； 4-2. 废液处理装置；4-2-1. 压力机；4-2-2.废液收集桶；4-2-3.软管；4-2-4.底座；4-2-5.废液处理桶；4-2-6.消毒液储液桶；4-2-7.消毒液进口；4-2-8.废液排出口；4-2-9. 感应器；4-2-10.消毒喷口；4-3.废料处理设备；5.工作台底部框架；6.阶梯架。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

一种生物制品用超净工作台，其工作环境为大型正压环境封闭区域，超净工作台整体为开放式结构，根据正压环境需要设计，可以方便机械臂进入，并且可以随时进行消毒灭菌，保证工作部分处于全角度消毒环境，并且在超净空间内设置供自动化细胞处理实验用的各种实验器皿和装置，供机械取用，此外实验器皿和装置的放置根据自身特点由高到低放置，不会影响超净装置气流的运行，放置的实验器皿和装置可通过自动调节架调节倾斜度配合机械操作，提高机械自动化处理的操作精度，实现机械在超净工作台内的自动化细胞处理实验工作。

作为本发明实施例，本发明提供如图1-8所示的一种生物制品用超净工作台，包括超净化工作台主体1、上层放置区2、下层放置区3、废液废料处理区4、工作台底部框架5和阶梯架6，所述超净化工作台主体1具有包括支撑面、顶面、背面和两侧面所形成的开放式操作空间；定义所述顶面为相对于所述支撑面布设的面，所述背面为连接所述支撑面与所述顶面的面，所述侧面为同时连接所述支撑面、所述顶面以及所述背面的面；通过支撑面、侧面、背面、和两侧面组合形成超净工作台内部操作空间，所述各面采用不锈钢焊接一体成型制作而成，顶部内设置有对气流进行快速超清洁过滤的装置；

所述背面设有若干排进风孔1-1，所述进风孔1-1的风向朝向所述开放式操作空间，所述进风孔的风压大于所述超净化工作台主体的环境气压，内部操作空间气压大于外部环境气压，以保证操作空间的洁净度；

所述操作空间中内置有上层放置区2与下层放置区3，所述上层放置区2包括上层放置区置物架；所述下层放置区3包括下层放置区置物架；所述上层放置区置物架的承载面与所述下层放置区置物架的承载面呈阶梯状；定义，所述承载面为所述上层放置区或所述下层放置区用于放置物品的面。

在一些实施例中，所述工作区的背面设有位于上方的若干个斜流排风口以及位于底部的若干个平流排风口，定义用于机器臂操作的一面为正面，与正面相对的面命名为背面；

所述斜流排风口的风向相对于所述工作区的操作平面具有10°-70°的倾斜角；所述平流排风口的风向平行于所述工作区的操作平面，以保证风流对工作区的覆盖；

优选地是，所述若干个斜流排风口自上向下具有不同风压，并且位于下方的斜流排风口出风的风压大于位于上方的斜流排风口的风压；所述平流排风口的风向自工作区背面的中部位置向两侧侧开出风，从而最大限度保证风在设备上流通

在所有的实施例中，所述上层放置区2上设置相应托架并配套相应的承载装置，各承载装置的承载面不同，可以根据物品进行调节，以满足生物制品用自动化过程中超净工作的需要。

在一些实施例中，所述下层放置区置物架3具有托架以及托架支撑架；所述托架具有相对于所述托架支撑架的一个转动自由度，通过托架的转动实现托架支撑架角度调整，所述托架支撑架上用于放置承载装置，调整设备为托架后端设置的液压杆系统，系统设置开放性接口，可进行外部设备连接控制，通过角度的调整可提高生物制品的精度，便于机械操作，提高工作效率。

所述承载装置的上承载面具有若干个物品限位凹槽，如放置离心管时为，上承载面部分凹陷成离心管底部的凹槽，放置培养皿时，则是一个方形的内凹空间，具体设定根据实验用品的形状特点来设置。

具体应用时，所述上层放置区2的托架依次为离心管托架2-1、培养瓶托架2-2、培养皿托架2-3、无热源管托架2-4和孔板托架2-5；

所述离心管托架2-1上可设置离心管承载装置2-1-2，在离心管承载装置2-1-2上可放置相应离心管2-1-1，所述培养瓶托架2-2上可设置培养瓶承载装置2-2-2，培养瓶承载装置2-2-2上可放置六组培养瓶2-2-1，所述培养皿托架2-3上可设置培养皿承载装置2-3-2，培养皿承载装置2-3-2上可放置相应培养皿2-3-1，所述无热源管托架2-4上可设置无热源管盒承载装置2-4-2，无热源管盒承载装置2-4-2上可设置无热源管盒2-4-1，其设置顺序和用具均根据生物制品处理实验需求设置。

无热源管盒承载装置的无热源管可以配套专用外套，无热源管顶部外套盖在对应无热源管的开口上，所述无热源管顶部外套包括顶部外套主体、防滑纹路、顶部支撑垫、堵头和中部密封垫，所述顶部外套主体内径大于无热源管外径，所述顶部外套主体顶部外侧有防滑纹路，所述无热源管顶部外套顶部内有堵头，所述堵头上端套有顶部支撑垫，所述顶部外套主体中部内壁有中部密封垫，所述顶部支撑垫和中部密封垫的耐温超过250℃，所述顶部支撑垫和中部密封垫的耐压大于0.1MPa。

所述下层放置区3上由左到右依次设置不同规格大小的倾斜式孔板托架3-1、试管托架3-3和枪尖盒托架3-4，所述下层放置区3前侧设置孔板托架3-1-3和多尺寸离心管托架3-2。

在一些实施例中，所述超净化工作台主体1顶面布设有紫外线灭菌灯，所述紫外线灭菌灯倾斜设置，并相对于所述支撑面具有锐角的倾斜角，所述超净化工作台主体1两侧内壁也设置有紫外线灭菌灯，所述上层放置区置物架的承载面与所述下层放置区置物架的承载面呈阶梯状的支架内空且外部有紫外光漫反射涂层，通过慢反射使得杀菌范围更全面，可以保证工作部分处于全角度消毒环境中。

在一些实施例中，所述超净化工作台主体1上还布设有废液废料处理区4，所述废液废料处理区4上由高到低依次设置移液枪托架4-1、废料处理装置4-3和废液处理装置4-2。

在一些实施例中，所述废液处理设备4-2为用于自动化废液处理的吸液泵，所述吸液泵包括废液处理端和废液收集端以及消毒液存放端，所述废液处理端放置在生物安全柜主体内，所述废液收集端以及消毒液存放端放置在生物安全柜外；

所述废液处理端包括底座4-2-4和废液处理桶4-2-5，所述底座4-2-4上有废液处理桶4-2-5放置槽，所述废液处理桶4-2-5分上下两部分，所述废液处理桶4-2-5上部分为圆柱形桶体下部分为漏斗形且下部插放在底座4-2-4的放置槽内；

所述废液收集端包括废液收集桶4-2-2，所述废液收集桶4-2-2的消毒液进口4-2-7通过软管4-2-3与废液处理桶4-2-5的漏斗下端相连；

所述消毒液存放端包括消毒液储液桶4-2-6和压力机4-2-1，所述压力机4-2-1在消毒液储液桶4-2-6一侧且通过管道与消毒液储液桶4-2-6和废液收集桶4-2-2相连，所述废液处理桶4-2-5上部一侧开有槽，所述消毒液储液桶4-2-6喷液管道的消毒喷口4-2-10安装在废液处理桶5上部的槽内，所述消毒液储液桶4-2-6与废液收集桶4-2-2并排设置，所述废液收集桶4-2-2有带开关阀的废液排出口4-2-8，所述废液处理桶4-2-5内壁设置有感应器4-2-9。

所述废料处理装置4-3包括2个废料桶且分别用于存放常规废料和用于存放玻璃及针头类损伤性废料并配套相应感应器，所述废料桶底部有滑轨通过滑轨自动滑出，滑轨外侧端部为质检区，操作台下方有2个废料桶（1个用于存放常规废料、1个用于存放玻璃及针头类损伤性废料），其中有感应装置，废料高度达到警戒线，便会警报，通知工作人员。废料桶可通过滑轨自动滑出，然后工作人员进行清理。清理完后，废料桶自行滑进质检区。

在一些实施例中，所述超净化工作台主体1外侧配有蓝牙发射器，便于远程蓝牙连接控制。

本申请实际使用流程如下：

使用时，将设备接通电源，自动化细胞处理机械臂放置到超净工作台操作空间内，将设备开放接口通过转接线进入电脑控制系统或通过蓝牙接入电脑控制系统，打开设备开关，整个设备处于大型正压环境封闭区域，设备顶部的超净化工作台主体由后端吸气孔吸入空气，空气经净化装置过滤后由超净化工作台主体下端设置的气流口平稳吹出，初始时气流越大，在处理一定时间后气流变小，所述在超净工作台操作空间达到洁净要求后，机械臂开始工作，进行自动化细胞处理实验，实验过程中需要使用的仪器设备均设置在超净工作台内，可使整个细胞处理实验均在工作台内进行，保证实验过程对环境洁净度的要求。所述工作台内部放置架的高度及摆放顺序是根据自动化细胞处理实验用具的特点和操作过程需要进行的布置的，其摆放不影响气流运行，用具使用顺序不会出现交叉应用，工作台内设置的废液处理装置设置有废料处理设备、废液处理设备，处理筒设置为单向阀口，使用时放入的废液废料为封闭式，只有完成实验后才能通过外部取出，避免实验产生的废液废料对实验造成影响。所述工作台内放置的托板为倾斜式孔板架，倾斜式孔板架为可自动调整高度和角度，调整设备为托架后端设置的液压杆系统，系统控制设置开放性接口与控制电脑相连接，可通过电脑控制，通过对卡板角度和高度的调整可提高自动化细胞处理的精度，便于机械操作，提高效率。超净工作台通过自动化细胞处理实验的过程需求设计，解决传统超净工作台无法满足自动化细胞处理实验的需求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种生物制品用超净工作台，包括超净化工作台主体（1），其特征在于：所述超净化工作台主体（1）具有包括支撑面、顶面、背面和两侧面所形成的开放式操作空间； 定义所述顶面为相对于所述支撑面布设的面，所述背面为连接所述支撑面与所述顶面的面，所述侧面为同时连接所述支撑面、所述顶面以及所述背面的面；

所述背面设有若干排进风孔（1-1），所述进风孔（1-1）的风向朝向所述开放式操作空间，所述进风孔的风压大于所述超净化工作台主体的环境气压；

所述操作空间中内置有上层放置区（2）与下层放置区（3），所述上层放置区包括上层放置区置物架；所述下层放置区包括下层放置区置物架；所述上层放置区置物架的承载面与所述下层放置区置物架的承载面呈阶梯状；定义，所述承载面为所述上层放置区或所述下层放置区用于放置物品的面。

2.根据权利要求1所述的一种生物制品用超净工作台，其特征在于：所述工作区的背面设有位于上方的若干个斜流排风口以及位于底部的若干个平流排风口，定义用于机器臂操作的一面为正面，与正面相对的面命名为背面；

所述斜流排风口的风向相对于所述工作区的操作平面具有10°-70°的倾斜角；所述平流排风口的风向平行于所述工作区的操作平面；

所述若干个斜流排风口自上向下具有不同风压，并且位于下方的斜流排风口出风的风压大于位于上方的斜流排风口的风压；所述平流排风口的风向自工作区背面的中部位置向两侧侧开出风。

3.根据权利要求1所述的一种生物制品用超净工作台，其特征在于：所述上层放置区（2）上设置相应托架并配套相应的承载装置，各承载装置的承载面不同，可以根据物品进行调节。

4.根据权利要求1所述的一种生物制品用超净工作台，其特征在于：所述下层放置区置物架（3）具有托架以及托架支撑架；所述托架具有相对于所述托架支撑架的一个转动自由度，通过托架的转动实现托架支撑架角度调整，所述托架支撑架上用于放置承载装置。

5.根据权利要求4所述的一种生物制品用超净工作台，其特征在于：所述承载装置的上承载面具有若干个物品限位凹槽。

6.根据权利要求1所述的一种生物制品用超净工作台，其特征在于：所述超净化工作台主体（1）顶面布设有紫外线灭菌灯，所述紫外线灭菌灯倾斜设置，并相对于所述支撑面具有锐角的倾斜角，所述超净化工作台主体（1）两侧内壁也设置有紫外线灭菌灯。

7.根据权利要求6所述的一种生物制品用超净工作台，其特征在于：所述上层放置区置物架的承载面与所述下层放置区置物架的承载面呈阶梯状的支架内空且外部有紫外光漫反射涂层。

8.根据权利要求1所述的一种生物制品用超净工作台，其特征在于：所述超净化工作台主体（1）上还布设有废液废料处理区（4），所述废液废料处理区（4）上由高到低依次设置移液枪托架（4-1）、废料处理装置（4-3）和废液处理装置（4-2）。

9.根据权利要求8所述的一种生物制品用超净工作台，其特征在于：所述废液处理设备（4-2）为用于自动化废液处理的吸液泵，所述吸液泵包括废液处理端和废液收集端以及消毒液存放端，所述废液处理端放置在生物安全柜主体内，所述废液收集端以及消毒液存放端放置在生物安全柜外；

所述废液处理端包括底座（4-2-4）和废液处理桶（4-2-5），所述底座（4-2-4）上有废液处理桶（4-2-5）放置槽，所述废液处理桶（4-2-5）分上下两部分，所述废液处理桶（4-2-5）上部分为圆柱形桶体下部分为漏斗形且下部插放在底座（4-2-4）的放置槽内；

所述废液收集端包括废液收集桶（4-2-2），所述废液收集桶（4-2-2）的消毒液进口（4-2-7）通过软管（4-2-3）与废液处理桶（4-2-5）的漏斗下端相连；

所述消毒液存放端包括消毒液储液桶（4-2-6）和压力机（4-2-1），所述压力机（4-2-1）在消毒液储液桶（4-2-6）一侧且通过管道与消毒液储液桶（4-2-6）和废液收集桶（4-2-2）相连，所述废液处理桶（4-2-5）上部一侧开有槽，所述消毒液储液桶（4-2-6）喷液管道的消毒喷口（4-2-10）安装在废液处理桶（5）上部的槽内，所述消毒液储液桶（4-2-6）与废液收集桶（4-2-2）并排设置，所述废液收集桶（4-2-2）有带开关阀的废液排出口（4-2-8），所述废液处理桶（4-2-5）内壁设置有感应器（4-2-9）。

10.根据权利要求8所述的一种生物制品用超净工作台，其特征在于：所述废料处理装置（4-3）包括2个废料桶且分别用于存放常规废料和用于存放玻璃及针头类损伤性废料并配套相应感应器，所述废料桶底部有滑轨通过滑轨自动滑出，滑轨外侧端部为质检区。

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