CN113739314A - 一种化验室用通风防毒系统 - Google Patents

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何春宏
赵盛
张磊
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China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Qingdao Safety Engineering Institute
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Abstract

本发明公开了一种化验室用通风防毒系统，涉及化验室通风技术领域，包括设置于化验室室内的送风口、排风口、若干个万向排风罩和若干组排风柜，送风管道将新风经送风口送入化验室室内，化验室室内的风经排风管道排出实验室。本发明的有益效果是，化验室变风量送风控制采用余风量原理，各个变风量文丘里阀中均自带控制器，调节送风量，使其与排风量的差值(余风量)恒定，保证房间负压的稳定；排风、送风均采用变风量控制，进风管道、排风管道均需采用定静压变风量控制；具有系统稳定、风量调节精度高，系统反应速度快，排风柜面风速稳定等优点。

Description

一种化验室用通风防毒系统
技术领域
本发明涉及化验室通风技术领域，尤其涉及一种化验室用通风防毒系统。
背景技术
目前，化验室经常会用到各种化验、检测设备，在化验或试验时，有时会加入一些易燃或有毒的材料，会产生一定的烟雾等有害气体，早期通常采用排气扇进行气体排出，但是通常排烟效果差。
化验室中进行各种实验操作过程中，不可避免地会逸散各种有毒有害物质，通常设置由排风柜、局部排风罩(万向罩、原子吸收罩)等组成的通风系统，用于化验室有毒有害物质的控制。化验室定风量通风防毒系统多采用竖直集中排风，存在“大马拉小车”、排风点相互干扰和无新风等问题，排风柜和局部排风罩控制风速不稳定、能耗高、污染物控制效果不理想的情况。
因此，开发一种可用于高效控制化验室有害物质逸散的通风系统，成为急需解决的技术问题。
发明内容
为解决现有定风量通风防毒系统中排风柜和局部排风罩控制风速不稳定的技术问题，本发明公开了一种化验室用通风防毒系统。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种化验室用通风防毒系统，包括设置于化验室室内的送风口、排风口、若干个万向排风罩和若干组排风柜；所述万向排风罩包括并联相连的第一万向排风罩、第二万向排风罩；所述排风柜包括并联相连的第一排风柜、第二排风柜、第三排风柜；送风管道将新风经送风口送入化验室室内，化验室室内的风经排风管道排出实验室，进风管道、排风管道均采用定静压变风量控制。
作为本发明的进一步优选，所述送风口、排风口均设置于实验室的顶部，所述送风口用于向实验室内部送风，所述送风管道上设置有第四变风量文丘里阀，所述排风口、排风罩均用于向实验室外部排风。
作为本发明的进一步优选，所述排风柜包括并联相连的第一排风柜、第二排风柜、第三排风柜，所述第一排风柜与第一排风支管道相连接，所述第二排风柜与第二排风支管道相连接，所述第三排风柜与第三排风支管道相连接，在第一排风支管道、第二排风支管道和第三排风支管道上分别设置有第一变风量文丘里阀、第二变风量文丘里阀和第三变风量文丘里阀。
作为本发明的进一步优选，所述第一排风柜、第二排风柜、第三排风柜上分别设置有第一柜门开度传感器、第二柜门开度传感器和第三柜门开度传感器，且第一柜门开度传感器、第二柜门开度传感器和第三柜门开度传感器分别与第一变风量文丘里阀、第二变风量文丘里阀和第三变风量文丘里阀相连接，分别实现第一排风柜、第二排风柜、第三排风柜的变风量控制。
作为本发明的进一步优选，所述万向排风罩安装于实验室内部侧壁，包括并联相连的第一万向排风罩、第二万向排风罩，所述第一万向排风罩、第二万向排风罩均与第四排风支管道相连接，所述第四排风支管道与排风管道相连通，且在第四排风支管道上还设置有与压力无关的定风量文丘里阀。
作为本发明的进一步优选，所述排风口与第五排风支管道相连接，所述第五排风支管道与排风管道相连通，在第五排风支管道上还设置有第五变风量文丘里阀；当排风柜关到最小时，通过排风口的设置可保证化验室室内换气次数。
作为本发明的进一步优选，在实验室内还装有监测室内压力的房间压差传感器。
作为本发明的进一步优选，所述送风管道与送风风机相连接，风管静压最低点处的送风管道上安装监测静压的第一管道压力传感器，第一管道压力传感器与第一变频控制器相连接；所述排风管道与排风风机相连接，风管静压最低点处的排风管道上安装监测静压的第二管道压力传感器，第二管道压力传感器与第二变频控制器相连接。
作为本发明的进一步优选，所述送风管道、排风管道均采定静压变风量控制，当排风柜开启的数量及高度变化时，安装第一管道压力传感器、第二管道压力传感器位置点的静压也会发生变化，第一变频控制器、第二变频控制器相应地接受变化值，其内部运算输出对应的送风风机、排风风机的运行频率，使叶轮转速发生变化，从而实现变风量运行。
作为本发明的进一步优选，所述第一管道压力传感器、第二管道压力传感器、房间压差传感器均可将监测到的压力数据传送给中央处理器。
作为本发明的进一步优选，所述第一变风量文丘里阀、第二变风量文丘里阀、第三变风量文丘里阀、第四变风量文丘里阀、第五变风量文丘里阀、第一变频控制器、第二变频控制器均可通过中央处理器进行控制。
作为本发明的进一步优选，该系统的运行过程为：当排风柜开启的数量或开度发生变化时，与排风柜相连的排风支管上相应的变风量文丘里阀动作，保证排风柜的面风速稳定达到设定值；第四排风支管道上压力的变动，通过定风量文丘里阀消除，从而保证万向排风罩的风量不会发生变化；排风柜、万向排风罩和排风口的总排风量信号会传递给中央处理器，中央处理器发出信号分别控制第一变风量文丘里阀、第二变风量文丘里阀和第三变风量文丘里阀做出动作，根据总排风量大小调整送风量，进而保证化验室室内压差的稳定。
本发明的有益效果是，化验室变风量送风控制采用余风量原理，各个变风量文丘里阀中均自带控制器，调节送风量，使其与排风量的差值(余风量)恒定，以此保证房间负压的稳定；排风、送风均采用变风量控制，在整个通风系统分支多的情况下，不可避免地会造成风管压力的波动，进而影响各个分支管道的风量，为此进风管道、排风管道均需采用定静压变风量控制。在静压最低点安装管道压力传感器，监测其静压，使该点以变风量末端的最低工作压力保持静压恒定。排风柜开启数量和高度发生变化时，安装管道压力传感器位置点的静压也会发生变化，变频控制器接受此变化值，经过其内部运算输出对应的风机运行频率，使风机叶轮转速发生变化，达到变风量运行的目的。
本发明具有系统稳定、风量调节精度高，系统反应速度快，排风柜面风速稳定等优点。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
附图标记说明：
1-排风柜；1.1-第一排风柜；1.2-第二排风柜；1.3-第三排风柜；2-万向排风罩；2.1-第一万向排风罩；2.2-第二万向排风罩；3-变风量文丘里阀；3.1-第一变风量文丘里阀；3.2-第二变风量文丘里阀；3.3-第三变风量文丘里阀；3.4-第四变风量文丘里阀；3.5-第五变风量文丘里阀；4-定风量文丘里阀；5-排风管道；6-排风风机；7-第一管道压力传感器；8-送风口；9-房间压差传感器；10-送风管道；11-送风风机；12-第一变频控制器；13-中央处理器；14-排风口；15-第二管道压力传感器；16-第二变频控制器。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图所示，本发明公开的一种化验室用通风防毒系统，包括设置于化验室室内的送风口8、排风口14、若干个万向排风罩2和若干组排风柜1；上述万向排风罩2安装于实验室内部侧壁，包括并联相连的第一万向排风罩2.1、第二万向排风罩2.2；上述排风柜1包括并联相连的第一排风柜1.1、第二排风柜1.2、第三排风柜1.3；送风管道10将新风经送风口8送入化验室室内，化验室室内的风经排风管道5排出实验室，进风管道10、排风管道5均采用定静压变风量控制。
特别的，上述送风口8、排风口14均设置于实验室的顶部，上述送风口8用于向实验室内部送风，上述送风管道10上设置有第四变风量文丘里阀3.4，上述排风口14、排风罩均用于向实验室外部排风。
特别的，上述第一排风柜1.1与第一排风支管道相连接，上述第二排风柜1.2与第二排风支管道相连接，上述第三排风柜1.3与第三排风支管道相连接，在第一排风支管道、第二排风支管道和第三排风支管道上分别设置有第一变风量文丘里阀3.1、第二变风量文丘里阀3.2和第三变风量文丘里阀3.3。
特别的，上述第一排风柜1.1、第二排风柜1.2、第三排风柜1.3上分别设置有第一柜门开度传感器、第二柜门开度传感器和第三柜门开度传感器，且第一柜门开度传感器、第二柜门开度传感器和第三柜门开度传感器分别与第一变风量文丘里阀3.1、第二变风量文丘里阀3.2和第三变风量文丘里阀3.3相连接，分别实现第一排风柜1.1、第二排风柜1.2、第三排风柜1.3的变风量控制。
第一柜门开度传感器、第二柜门开度传感器和第三柜门开度传感器利用附于柜门上的可变电阻将柜门的开度信号变送到相应的第一排风柜1.1、第二排风柜1.2和第三排风柜1.3的控制器上，根据设定的罩面风速υ和柜门的开启面积计算出所需风量L，并将信号变送到第一变风量文丘里阀3.1、第二变风量文丘里阀3.2和第三变风量文丘里阀3.3对应的执行器，执行器对阀门开度进行调节实现排风柜1面风速的调节。
特别的，上述第一万向排风罩2.1、第二万向排风罩2.2均与第四排风支管道相连接，上述第四排风支管道与排风管道5相连通，且在第四排风支管道上还设置有与压力无关的定风量文丘里阀4；当第四排风支管道压力变化时，第一万向排风罩2.1、第二万向排风罩2.2的排风量保持不变。
特别的，上述排风口14与第五排风支管道相连接，上述第五排风支管道与排风管道5相连通，在第五排风支管道上还设置有第五变风量文丘里阀3.5；为维持实验室房间必要的通风换气次数，需要对实验室进行送风，设置的排风口14作用就是当排风柜1关到最小时，通过排风口14的设置可保证化验室室内换气次数。
特别的，在实验室内还装有监测室内压力的房间压差传感器9，房间压差传感器9选用现有技术成品即可，常用的房间压差传感器9可测量通风设备和空调管道中的细微的压力差，监控过滤网和控制风机，实验室、生产区域和洁净室压力监控。
特别的，上述送风管道10与送风风机11相连接，风管静压最低点处的送风管道10上安装监测静压的第一管道压力传感器7，第一管道压力传感器7与第一变频控制器12相连接；上述排风管道5与排风风机6相连接，风管静压最低点处的排风管道5上安装监测静压的第二管道压力传感器15，第二管道压力传感器15与第二变频控制器16相连接。
特别的，上述送风管道10、排风管道5均采定静压变风量控制，当排风柜1开启的数量及高度变化时，安装第一管道压力传感器7、第二管道压力传感器15位置点的静压也会发生变化，第一变频控制器12、第二变频控制器16相应地接受变化值，其内部运算输出对应的送风风机11、排风风机6的运行频率，使叶轮转速发生变化，从而实现变风量运行。
特别的，上述第一管道压力传感器7、第二管道压力传感器15、房间压差传感器9均可将监测到的压力数据传送给中央处理器13，第一管道压力传感器7监测进风管道处的静压力，第二管道压力传感器15监测排风管道5处的静压力，房间压差传感器9监测化验室室内的压力值。
特别的，上述第一变风量文丘里阀3.1、第二变风量文丘里阀3.2、第三变风量文丘里阀3.3、第四变风量文丘里阀3.4、第五变风量文丘里阀3.5、第一变频控制器12、第二变频控制器16均可通过中央处理器13进行控制，第一变风量文丘里阀3.1、第二变风量文丘里阀3.2、第三变风量文丘里阀3.3、第四变风量文丘里阀3.4、第五变风量文丘里阀3.5的开度变化可以改变管道风量大小，第一变频控制器12、第二变频控制器16变化可改变风机运行频率改变风量。
特别的，该系统的运行过程为：当排风柜1开启的数量或开度发生变化时，与排风柜1相连的排风支管上相应的变风量文丘里阀3动作，保证排风柜的面风速稳定达到设定值；第四排风支管道上压力的变动，通过定风量文丘里阀4消除，从而保证万向排风罩2的风量不会发生变化；排风柜1、万向排风罩2和排风口14的总排风量信号会传递给中央处理器13，中央处理器13发出信号分别控制第一变风量文丘里阀3.1、第二变风量文丘里阀3.2和第三变风量文丘里阀3.3做出动作，根据总排风量大小调整送风量，进而保证化验室室内压差的稳定。
本发明中，化验室变风量送风控制采用余风量原理，各个变风量文丘里阀3中均自带控制器，调节送风量，使其与排风量的差值(余风量)恒定，以此保证房间负压的稳定，房间压差传感器9负责监测房间内的压力。由于排风、送风均采用变风量控制，在整个通风系统分支多的情况下，不可避免地会造成风管压力的波动，进而影响各个分支管道的风量。为此进风管道、排风管道5均需采用定静压变风量控制。在静压最低点安装管道压力传感器，监测其静压，使该点以变风量末端的最低工作压力保持静压恒定。排风柜1开启数量和高度发生变化时，安装管道压力传感器位置点的静压也会发生变化，变频控制器接受此变化值，经过其内部运算输出对应的风机运行频率，使风机叶轮转速发生变化，达到变风量运行的目的。
应用例1
将该化验室用通风防毒系统可广泛应用于各类分析化验室中，如应用于某科研院所分析化验室中，如色谱分析室、物性分析室等等，对于分析化验过程中可能逸散的苯及其同系物、烃类化合物等，通风防毒极为重要。
应用本发明，可以实现排风柜在任何正常分析操作状况下面风速均能稳定保持0.6m/s，响应速度小于3s,全量程精度保证在4％以内；局部排风罩在任何正常分析操作情况下控制风速稳定保持在0.6m/s，响应速度小于3s化验室作业场所内重点有毒物质均低于行动水平，如苯浓度＜5mg/m3，正己烷＜90mg/m3，汽油＜50mg/m3，氨＜15mg/m3。
应用例2
将本一种化验室用通风防毒系统可广泛应用于各类分析化验室中，如应用于某化工企业的分析化验，如色谱分析室、物性分析室等等，特别是对于分析化验过程中可能逸散的苯及其同系物、烃类化合物等的作业场所，通风防毒极为重要。
应用本发明，可以实现排风柜在任何正常分析操作状况下面风速均能稳定保持0.4m/s，响应速度小于2s,全量程精度保证在-3％以内；局部排风罩在任何正常分析操作情况下控制风速稳定保持在0.4m/s，响应速度小于2s化验室作业场所内重点有毒物质均低于行动水平，如苯浓度＜4mg/m3，正己烷＜80mg/m3，汽油＜45mg/m3，氨＜12mg/m3。
应用例3
将本一种化验室用通风防毒系统可广泛应用于各类分析化验室中，如应用于某化工企业的分析化验，如色谱分析室、物性分析室等等，特别是对于分析化验过程中可能逸散的苯及其同系物、烃类化合物等的作业场所，通风防毒极为重要。
应用本发明，可以实现排风柜在任何正常分析操作状况下面风速均能稳定保持0.5m/s，响应速度小于2s,全量程精度保证在2％以内；局部排风罩在任何正常分析操作情况下控制风速稳定保持在0.5m/s，响应速度小于2s化验室作业场所内重点有毒物质均低于行动水平，如苯浓度＜3mg/m3，正己烷＜70mg/m3，汽油＜40mg/m3，氨＜10mg/m3。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种化验室用通风防毒系统，其特征在于，包括设置于化验室室内的送风口、排风口、若干个万向排风罩和若干组排风柜；所述万向排风罩包括并联相连的第一万向排风罩、第二万向排风罩；所述排风柜包括并联相连的第一排风柜、第二排风柜、第三排风柜；送风管道将新风经送风口送入化验室室内，化验室室内的风经排风管道排出实验室，进风管道、排风管道均采用定静压变风量控制。
2.如权利要求1所述的一种化验室用通风防毒系统，其特征在于，所述送风口、排风口均设置于实验室的顶部，所述送风口用于向实验室内部送风，所述送风管道上设置有第四变风量文丘里阀，所述排风口、排风罩均用于向实验室外部排风。
3.如权利要求2所述的一种化验室用通风防毒系统，其特征在于，所述第一排风柜与第一排风支管道相连接，所述第二排风柜与第二排风支管道相连接，所述第三排风柜与第三排风支管道相连接，在第一排风支管道、第二排风支管道和第三排风支管道上分别设置有第一变风量文丘里阀、第二变风量文丘里阀和第三变风量文丘里阀。
4.如权利要求3所述的一种化验室用通风防毒系统，其特征在于，所述第一排风柜、第二排风柜、第三排风柜上分别设置有第一柜门开度传感器、第二柜门开度传感器和第三柜门开度传感器，且第一柜门开度传感器、第二柜门开度传感器和第三柜门开度传感器分别与第一变风量文丘里阀、第二变风量文丘里阀和第三变风量文丘里阀相连接，分别实现第一排风柜、第二排风柜、第三排风柜的变风量控制。
5.如权利要求4所述的一种化验室用通风防毒系统，其特征在于，所述第一万向排风罩、第二万向排风罩均与第四排风支管道相连接，所述第四排风支管道与排风管道相连通，且在第四排风支管道上还设置有与压力无关的定风量文丘里阀。
6.如权利要求2所述的一种化验室用通风防毒系统，其特征在于，所述排风口与第五排风支管道相连接，所述第五排风支管道与排风管道相连通，在第五排风支管道上还设置有第五变风量文丘里阀；当排风柜关到最小时，通过排风口的设置可保证化验室室内换气次数。
7.如权利要求5所述的一种化验室用通风防毒系统，其特征在于，在实验室内还装有监测室内压力的房间压差传感器。
8.如权利要求7所述的一种化验室用通风防毒系统，其特征在于，所述送风管道与送风风机相连接，风管静压最低点处的送风管道上安装监测静压的第一管道压力传感器，第一管道压力传感器与第一变频控制器相连接；所述排风管道与排风风机相连接，风管静压最低点处的排风管道上安装监测静压的第二管道压力传感器，第二管道压力传感器与第二变频控制器相连接。
9.如权利要求8所述的一种化验室用通风防毒系统，其特征在于，所述送风管道、排风管道均采定静压变风量控制，当排风柜开启的数量及高度变化时，安装第一管道压力传感器、第二管道压力传感器位置点的静压也会发生变化，第一变频控制器、第二变频控制器相应地接受变化值，其内部运算输出对应的送风风机、排风风机的运行频率，使叶轮转速发生变化，从而实现变风量运行。
10.如权利要求9所述的一种化验室用通风防毒系统，其特征在于，所述第一管道压力传感器、第二管道压力传感器、房间压差传感器均可将监测到的压力数据传送给中央处理器。
11.如权利要求9所述的一种化验室用通风防毒系统，其特征在于，所述第一变风量文丘里阀、第二变风量文丘里阀、第三变风量文丘里阀、第四变风量文丘里阀、第五变风量文丘里阀、第一变频控制器、第二变频控制器均可通过中央处理器进行控制。
12.如权利要求11所述的一种化验室用通风防毒系统，其特征在于，该系统的运行过程为：当排风柜开启的数量或开度发生变化时，与排风柜相连的排风支管上相应的变风量文丘里阀动作，保证排风柜的面风速稳定达到设定值；第四排风支管道上压力的变动，通过定风量文丘里阀消除，从而保证万向排风罩的风量不会发生变化；排风柜、万向排风罩和排风口的总排风量信号会传递给中央处理器，中央处理器发出信号分别控制第一变风量文丘里阀、第二变风量文丘里阀和第三变风量文丘里阀做出动作，根据总排风量大小调整送风量，进而保证化验室室内压差的稳定。
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