CN113639344B - 一种运载式高等级生物安全舱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种运载式高等级生物安全舱，属于安全舱技术领域，包括主舱体，主舱体包括两个并列连接的分舱体，两个分舱体为预制构件拼接而成，两个分舱体的内部空间分别构成实验区和设备区；实验区内设有人流系统和物流系统，人流系统包括依次设置的人员进入区、操作区和人员离开区，物流系统包括物料进入区和隔离器，隔离器内部构成一级屏障环境，隔离器外部的实验区构成二级屏障环境；设备区内设有第一空调机组、第二空调机组、第一排风机组和第二排风机组，第一空调机组和第一排风机组分别连通一级屏障环境，第二空调机组和第二排风机组连通二级屏障环境。本发明提供了一种能够满足快速建成使用和高标准要求的安全舱。

Description

一种运载式高等级生物安全舱

技术领域

本发明属于安全舱技术领域，更具体地说，是涉及一种运载式高等级生物安全舱。

背景技术

生物恐怖袭击、生物技术误用、缪用、新发重大传染病毒疫情等，让全球生物安全形势日益严峻，高等级安全舱成为应对上述威胁的主要装备。

目前，高等级生物安全实验室数量较少，多集中在相关科研院所，以科研机构的某一栋楼或建筑中的一部分作为建设地点，建设周期长、项目初投资大，一旦有突发生物安全类事故，难以快速建成并投入使用。

此外，但高等级的生物安全实验室建设标准要求非常高，工艺设备布局要求严格，并且对于室内洁净度、温湿度有较高的控制精度要求。

所以，目前急需一种能够满足快速建成使用和高标准要求的安全舱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种运载式高等级生物安全舱，旨在提供一种能够满足快速建成使用和高标准要求的安全舱。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种运载式高等级生物安全舱，包括：

主舱体，所述主舱体包括两个并列连接的分舱体，两个所述分舱体为预制构件拼接而成，两个所述分舱体的内部空间分别构成实验区和设备区；

所述实验区内设有人流系统和物流系统，所述人流系统包括依次设置的人员进入区、操作区和人员离开区，所述物流系统包括连通室外和所述操作区的物料进入区和设于所述操作区内的隔离器，所述隔离器内部构成一级屏障环境，所述隔离器外部的所述实验区构成二级屏障环境；

所述设备区内设有第一空调机组、第二空调机组、第一排风机组和第二排风机组，所述第一空调机组和所述第一排风机组分别连通所述一级屏障环境，所述第二空调机组和所述第二排风机组连通所述二级屏障环境。

在一种可能的实现方式中，所述物流系统还包括灭菌设备，所述灭菌设备设于所述设备区且与所述操作区连通，以将废弃物料经所述设备区消毒灭菌后转移至室外。

在一种可能的实现方式中，所述设备区内设有连通所述隔离器的过滤器，所述第一排风机组连接在所述过滤器上，以连通所述一级屏障环境。

在一种可能的实现方式中，所述人员进入区包括连通室外的第一更衣室和连通所述第一更衣室的气锁室，所述气锁室连通所述操作区；所述人员离开区包括连通所述操作区的第二更衣室、连通所述第二更衣室的强制淋浴室以及连通所述强制淋浴室的外部更衣室，所述外部更衣室连通室外；

其中，所述第一更衣室、所述气锁室、所述第二更衣室、所述强制淋浴室和所述外部更衣室均设有与所述第二空调机组和所述第二排风机组连通的风口。

在一种可能的实现方式中，所述隔离器位于所述操作区中部靠近所述设备区的一侧，所述物料进入区位于所述隔离器靠近所述人员进入区一侧，所述隔离器靠近所述人员离开区一侧设有物料处理区；

所述隔离器远离所述设备区一侧区域、所述物料进入区以及所述物料处理区均设有与所述第一空调机组连通的风口。

在一种可能的实现方式中，所述物料进入区内设有VHP传递窗和培养箱，所述培养箱位于所述VHP传递窗远离所述人员进入区的一侧，所述VHP传递窗设有连通室外的低级区和连通所述操作区的高级区。

在一种可能的实现方式中，所述第一空调机组和所述第二空调机组的送风管道上设有多个定风量阀，所述第一排风机组和所述第二排风机组的排风主管上设有多个变风量阀，所述实验区内设有多个压力监测装置，多个所述压力监测装置通过监测所述实验区内的各个区域的压力，以控制对应的所述定风量阀和所述变风量阀的开度。

在一种可能的实现方式中，所述实验区内设有多个温湿度监测装置，多个所述温湿度监测装置通过监测所述实验区中各个区域的温湿度，以控制所述第一空调机组和所述第二空调机组内的表冷段、加热段及加湿段上控制阀的开度。

在一种可能的实现方式中，所述分舱体包括由钢板焊接而成的外墙板和模块化拼装的内墙板，所述外墙板和所述内墙板之间形成夹层通道，所述夹层通道内设有主梁，所述第一空调机组和所述第二空调机组的送风管设于所述夹层通道内的所述主梁上，所述第一排风机组和所述第二排风机组的排风管设于所述夹层通道内的所述主梁上。

在一种可能的实现方式中，两个所述分舱体相互靠近的外墙板通过螺栓固定连接并通过气密封处理。

本发明提供的一种运载式高等级生物安全舱的有益效果在于：与现有技术相比，主舱体由两个并列连接的分舱体构成，构成分舱体的预制构件在工厂完成预制，并预留好使用水电等公用系统接口，可通过常规交通工具运载至安装现场，在安装现场快速安装，在保障安全的前提下，满足灵活机动、紧急调用的使用需求，能够快速建成使用。

两个分舱体内部形成实验区和设备区，实验区内分为人流系统和物流系统，分别实现人员流动和物料流动，人员通过人员进入区进入到操作区，物料通过物料进入区进入到隔离器，隔离器构成一级屏障环境，隔离器外部的实验区构成二级屏障环境，即二级屏障环境包含实验区除隔离器以外的全部区域。人员可在操作区内对隔离器内的物料进行操作，完成操作后，人员通过人员离开区离开实验区，使得人员流动和物料流动分开的同时，又不影响人员对物料的操作。

此外，在设备区分别安装第一空调机组、第二空调机组、第一排风机组和第二排风机组，第一空调机组和第一排风机组分别连通一级屏障环境，为隔离器提供满足适用要求的新风；第二空调机组和第二排风机组连通二级屏障环境，为实验区除隔离器区域提供适合要求的新风，其满足C级洁净区的洁净度、温湿度和换气次数的高标准要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种运载式高等级生物安全舱的区域分布图；

图2为本发明实施例提供的一种运载式高等级生物安全舱具体的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种运载式高等级生物安全舱中送风通道的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种运载式高等级生物安全舱中排风通道的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的隔离器与过滤器的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种运载式高等级生物安全舱的框架结构图。

附图标记说明：

100、实验区；110、人员进入区；111、第一更衣室；112、气锁室；120、操作区；130、人员离开区；131、第二更衣室；132、强制淋浴室；133、外部更衣室；140、物料进入区；141、VHP传递窗；142、培养箱；150、隔离器；160、物料处理区；161、实验台；162、冰箱区；

200、设备区；210、第一空调机组；220、第二空调机组；230、第一排风机组；240、第二排风机组；250、灭菌设备；260、过滤器；

300、送风管道；

400、排风管道；

500、框架式钢结构。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1至图6，现对本发明提供的一种运载式高等级生物安全舱进行说明。一种运载式高等级生物安全舱，包括主舱体、实验区100和设备区200。

主舱体包括两个并列连接的分舱体，两个分舱体为预制构件拼接而成，两个分舱体的内部空间分别构成实验区100和设备区200；实验区100内设有人流系统和物流系统，人流系统包括依次设置的人员进入区110、操作区120和人员离开区130，物流系统包括连通室外和操作区120的物料进入区140和设于操作区120内的隔离器150，隔离器150内部构成一级屏障环境，隔离器150外部的实验区100构成二级屏障环境；设备区200内设有第一空调机组210、第二空调机组220、第一排风机组230和第二排风机组240，第一空调机组210和第一排风机组230分别连通一级屏障环境，第二空调机组220和第二排风机组240连通二级屏障环境。

本发明提供的一种运载式高等级生物安全舱，与现有技术相比，主舱体由两个并列连接的分舱体构成，构成分舱体的预制构件在工厂完成预制，并预留好使用水电等公用系统接口，可通过常规交通工具运载至安装现场，在安装现场快速安装，在保障安全的前提下，满足灵活机动、紧急调用的使用需求，能够快速建成使用。

两个分舱体内部形成实验区100和设备区200，实验区100内分为人流系统和物流系统，分别实现人员流动和物料流动，人员通过人员进入区110进入到操作区120，物料通过物料进入区140进入到隔离器150，隔离器150构成一级屏障环境，隔离器150外部的实验区100构成二级屏障环境，即二级屏障环境包含实验区100除隔离器150以外的全部区域。人员可在操作区120内对隔离器150内的物料进行操作，完成操作后，人员通过人员离开区130离开实验区100，使得人员流动和物料流动分开的同时，又不影响人员对物料的操作。

此外，在设备区200分别安装第一空调机组210、第二空调机组220、第一排风机组230和第二排风机组240，第一空调机组210和第一排风机组230分别连通一级屏障环境，为隔离器150提供满足适用要求的新风；第二空调机组220和第二排风机组240连通二级屏障环境，为实验区100除隔离器150区域提供适合要求的新风，其满足C级洁净区的洁净度、温湿度和换气次数的高标准要求。

本发明提供的一种运载式高等级生物安全舱，提供了一种能够满足快速建成使用和高标准要求的安全舱。

具体的，一级屏障环境满足操作者和被操作对象之间的隔离；二级屏障环境满足生物安全实验室和外部环境的隔离，二级屏障环境要求洁净度为ISO7/8级洁净度，室内尘埃粒子数、温湿度、房间压力等参数要求严格控制。

第一空调机组210和第二空调机组220均采用新风系统，新风经初效过滤、中效过滤、高效过滤三级过滤。实验区100内的工艺设备用电、照明用电、空调动力用电，均经设备区200内的动力配电柜分配供电，电缆由配电柜经桥架敷设至各用电设备，并在配电柜处预留380V电源快速接口。空调BMS、EMS系统的控制柜，设置在设备间空调机组左侧，用于控制空调机组启闭、变频、连锁及温湿度控制，控制线路沿桥架敷设至实验室内相应仪表、阀门。

作为本发明提供的一种运载式高等级生物安全舱的一种具体实施方式，请参阅图2，物流系统还包括灭菌设备250，灭菌设备250设于设备区200且与操作区120连通，以将废弃物料经设备区200消毒灭菌后转移至室外。

本实施例中，灭菌设备250为湿热灭菌柜，安装在设备区200，两侧具备可开启可关闭密封的柜门，一侧柜门开启后连通操作区120，另一侧柜门开启后连通设备区200。经过处理后的物料，开启湿热灭菌柜一侧柜门，物料进入到湿热灭菌柜，关闭湿热灭菌柜两侧柜门，在其内部对物料进行消毒灭菌，最后开启另一侧柜门，将物料从消毒灭菌柜内取出。

其中，灭菌设备250能够对离开隔离器150的废弃物料进行消毒灭菌，经过灭菌设备250后的废弃物料，从实验区100进入到设备区200，最终移出至室外，有效避免废弃物料对外界环境造成污染。

作为本发明提供的一种运载式高等级生物安全舱的一种具体实施方式，请参阅图2，设备区200内设有连通隔离器150的过滤器260，第一排风机组230连接在过滤器260上，以连通一级屏障环境。

本实施例中，隔离器150安装在实验区100靠近设备区200的一侧，过滤器260安装在设备区200靠近实验区100的一侧，二者相互匹配一一对应连接，通过贯穿实验区100和设备区200相连的墙体实现连接。

具体的，过滤器260采用袋出袋入式高效过滤装置，通过第一排风机组230连通该袋出袋入式高效过滤装置，使隔离器150内的气体得到充分过滤后再由第一排风机组230排出，避免有害气体对外界环境造成污染。

此外，第二排风机组240连通在实验区100内吊顶上，排风口采用工厂预制安装，吊顶上设置散流孔板，同时在该排风口上设置高效过滤器260，具备检漏功能，当该过滤器260发生泄漏时，可自动报警。

作为本发明提供的一种运载式高等级生物安全舱的一种具体实施方式，请参阅图2，人员进入区110包括连通室外的第一更衣室111和连通第一更衣室111的气锁室112，气锁室112连通操作区120；人员离开区130包括连通操作区120的第二更衣室131、连通第二更衣室131的强制淋浴室132以及连通强制淋浴室132的外部更衣室133，外部更衣室133连通室外；

其中，第一更衣室111、气锁室112、第二更衣室131、强制淋浴室132和外部更衣室133均设有与第二空调机组220和第二排风机组240连通的风口。

本实施例中，人员先行进入到第一更衣室111，更换满足实验区100要求的实验服，之后，人员穿着实验服进入到气锁室112。气锁室112是设置于两个或数个房间之间的具有两扇或多扇门的隔离空间。设置气锁室112的目的是在人员或物料出入时，对气流进行控制，避免人员或物料在不同区域移动时出现环境交叉污染。最终，经过气锁室112的人员再进入到操作区120，避免人员将细菌带入操作区120，确保操作区120内环境的洁净度。

人员在操作区120完成操作后，先行进入到第二更衣室131，脱下实验服，将实验服集中收集，之后进入到强制淋浴室132，对人员进行淋浴，去除人员在操作区120可能沾染的细菌，经过淋浴后的人员进入到外部更衣室133，重新穿戴人员进入第一更衣室111时脱下的衣服，最后通过外部更衣室133离开实验区100，能够有效避免人员感染细菌或将细菌带出实验区100。

作为本发明提供的一种运载式高等级生物安全舱的一种具体实施方式，请参阅图2，隔离器150位于操作区120中部靠近设备区200的一侧，物料进入区140位于隔离器150靠近人员进入区110一侧，隔离器150靠近人员离开区130一侧设有物料处理区160；

隔离器150远离设备区200一侧区域、物料进入区140以及物料处理区160均设有与第一空调机组210连通的风口。

本实施例中，物料进入区140、隔离器150和物料处理区160在操作区120内依次设置，物料通过物料进入区140进入操作区120，之后进入到隔离器150内，最后进入到物料处理区160，物料依次完成流转，便于操作。

具体的，物料处理区160包括依次设置的实验台161和冰箱区162，实验台161可对处理后的物料进行实验，经实验后的物料可放入冰箱区162内的冰箱等制冷设备中进行储藏。

作为本发明提供的一种运载式高等级生物安全舱的一种具体实施方式，请参阅图2，物料进入区140内设有VHP传递窗141和培养箱142，培养箱142位于VHP传递窗141远离人员进入区110的一侧，VHP传递窗141设有连通室外的低级区和连通操作区120的高级区。

本实施例中，VHP(Vaporized Hydrogen Peroxide)传递窗，利用汽化双氧水灭杀细菌，具备快速干燥、作用快速、无毒无残留等优越性，广泛用在生物技术、医药卫生、制药行业等领域。

培养箱142，是指温度可控的，主要用于培养微生物、植物和动物细胞的箱体装置，有的具有制冷和加热的双向调温系统，是生物、农业、医药、环保等科研部门的基本实验设备，广泛应用于恒温培养、恒温反应等试验。

VHP传递窗141和培养箱142配合使用，能够灭杀由室外进入到操作区120中物料上的细菌，避免物料将细菌带入操作区120。

具体的，低级区位于实验区100的外侧，高级区位于操作区120的内侧。

作为本发明提供的一种运载式高等级生物安全舱的一种具体实施方式，请参阅图3，第一空调机组210和第二空调机组220的送风管道300上设有多个定风量阀，第一排风机组230和第二排风机组240的排风主管上设有多个变风量阀，实验区100内设有多个压力监测装置，多个压力监测装置通过监测实验区100内的各个区域的压力，以控制对应的定风量阀和变风量阀的开度。

本实施例中，多个定风量阀和多个变风量阀分别对应各个区域安装，多个压力监测装置同样一一对应安装在各个区域内，在不同区域中的压力监测装置可监测对应区域内的压力得出测定压力值，将测定压力值与对应区域内的预定压力值进行比对，当测定压力值大于对应区域内的预定压力值时，增大位于该区域内定风量阀的开度，增大送风量以降低该区域内的压力值，最终达到预定压力值。当测定压力值小于对应区域内的预定压力值时，增大位于该区域内变风量阀的开度，增大排风量以提高该区域内的压力值，最终达到预定压力值。

作为本发明提供的一种运载式高等级生物安全舱的一种具体实施方式，请参阅图4，实验区100内设有多个温湿度监测装置，多个温湿度监测装置通过监测实验区100中各个区域的温湿度，以控制第一空调机组210和第二空调机组220内的表冷段、加热段及加湿段上控制阀的开度。

本实施例中，在实验区100中的各个区域设置不同预设值的温湿度监测装置，不同的温湿度监测装置监测对应区域的温湿度，生成的测定温湿度信号与对应区域的温湿度预设值进行比对，当测定温湿度信号与对应区域的温湿度预设值不匹配时，向第一空调机组210和第二空调机组220的表冷段、加热段及加湿段发送控制信号，以控制各段上阀门的开度，从而调节对应区域内的温湿度，匹配相应的温湿度预设值，以满足区域的温湿度要求。

作为本发明提供的一种运载式高等级生物安全舱的一种具体实施方式，请参阅图6，分舱体包括由钢板焊接而成的外墙板和模块化拼装的内墙板，外墙板和内墙板之间形成夹层通道，夹层通道内设有主梁，第一空调机组210和第二空调机组220的送风管设于夹层通道内的主梁上，第一排风机组230和第二排风机组240的排风管设于夹层通道内的主梁上。

本实施例中，实验区100的送风口设于外墙板与内墙板的夹层内，与送风管道300侧接，室内排风口与夹层内排风管道400顶接。实验内所需的纯化水管道、电气线缆桥架、风管、空调水管、工艺用特殊气体管道均设置在外墙板与内墙板的夹层内的主梁上，并设置专用的穿墙部件，所有的线缆、管道集中化模块接口设计，预留接口，待设备运抵现场后，根据实验需求接相应管路。

具体的，设备间内空调机组自带200mm高型钢基础，排风机组固定在外墙板与内墙板的夹层内横梁上并设置减震装置。

其中，分舱体为框架式钢结构500，由四根立柱和五根主梁构成，四根立柱位于外墙与内墙夹层内的四个边角，五根主梁均匀布置于外墙板与内墙板的夹层内。

作为本发明提供的一种运载式高等级生物安全舱的一种具体实施方式，两个分舱体相互靠近的外墙板通过螺栓固定连接并通过气密封处理.

本实施例中，两个分舱体通过螺栓固定牢固，通过气密封处理后，能够确保两个分舱体及二者之间与外界完全隔离。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种运载式高等级生物安全舱，其特征在于，包括：

主舱体，所述主舱体包括两个并列连接的分舱体，两个所述分舱体为预制构件拼接而成，两个所述分舱体的内部空间分别构成实验区和设备区；

所述实验区内设有人流系统和物流系统，所述人流系统包括依次设置的人员进入区、操作区和人员离开区，所述物流系统包括连通室外和所述操作区的物料进入区和设于所述操作区内的隔离器，所述隔离器内部构成一级屏障环境，所述隔离器外部的所述实验区构成二级屏障环境；

所述设备区内设有第一空调机组、第二空调机组、第一排风机组和第二排风机组，所述第一空调机组和所述第一排风机组分别连通所述一级屏障环境，所述第二空调机组和所述第二排风机组连通所述二级屏障环境；

所述物流系统还包括灭菌设备，所述灭菌设备设于所述设备区且与所述操作区连通，以将废弃物料经所述设备区消毒灭菌后转移至室外；

所述隔离器位于所述操作区中部靠近所述设备区的一侧，所述物料进入区位于所述隔离器靠近所述人员进入区一侧，所述隔离器靠近所述人员离开区一侧设有物料处理区；

所述隔离器远离所述设备区一侧区域、所述物料进入区以及所述物料处理区均设有与所述第一空调机组连通的风口。

2.如权利要求1所述的一种运载式高等级生物安全舱，其特征在于，所述设备区内设有连通所述隔离器的过滤器，所述第一排风机组连接在所述过滤器上，以连通所述一级屏障环境。

3.如权利要求1所述的一种运载式高等级生物安全舱，其特征在于，所述人员进入区包括连通室外的第一更衣室和连通所述第一更衣室的气锁室，所述气锁室连通所述操作区；所述人员离开区包括连通所述操作区的第二更衣室、连通所述第二更衣室的强制淋浴室以及连通所述强制淋浴室的外部更衣室，所述外部更衣室连通室外；

其中，所述第一更衣室、所述气锁室、所述第二更衣室、所述强制淋浴室和所述外部更衣室均设有与所述第二空调机组和所述第二排风机组连通的风口。

4.如权利要求1所述的一种运载式高等级生物安全舱，其特征在于，所述物料进入区内设有VHP传递窗和培养箱，所述培养箱位于所述VHP传递窗远离所述人员进入区的一侧，所述VHP传递窗设有连通室外的低级区和连通所述操作区的高级区。

5.如权利要求1所述的一种运载式高等级生物安全舱，其特征在于，所述第一空调机组和所述第二空调机组的送风管道上设有多个定风量阀，所述第一排风机组和所述第二排风机组的排风主管上设有多个变风量阀，所述实验区内设有多个压力监测装置，多个所述压力监测装置通过监测所述实验区内的各个区域的压力，以控制对应的所述定风量阀和所述变风量阀的开度。

6.如权利要求1所述的一种运载式高等级生物安全舱，其特征在于，所述实验区内设有多个温湿度监测装置，多个所述温湿度监测装置通过监测所述实验区中各个区域的温湿度，以控制所述第一空调机组和所述第二空调机组内的表冷段、加热段及加湿段上控制阀的开度。

7.如权利要求1所述的一种运载式高等级生物安全舱，其特征在于，所述分舱体包括由钢板焊接而成的外墙板和模块化拼装的内墙板，所述外墙板和所述内墙板之间形成夹层通道，所述夹层通道内设有主梁，所述第一空调机组和所述第二空调机组的送风管设于所述夹层通道内的所述主梁上，所述第一排风机组和所述第二排风机组的排风管设于所述夹层通道内的所述主梁上。

8.如权利要求7所述的一种运载式高等级生物安全舱，其特征在于，两个所述分舱体相互靠近的外墙板通过螺栓固定连接并通过气密封处理。

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