CN114034097B - 多功能实验室 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及洁净室技术领域，尤其涉及一种多功能实验室。上技术夹层和下回风道设置于核心实验区的上下两端，两个垂直回风夹道设置于核心实验区的两侧；核心实验区与下回风道之间设置有高架地板；带风机的过滤器单元设置于上技术夹层与核心实验区之间，换热器设置在垂直回风夹道内；垂直回风夹道的侧壁设有风口，新风机组设置于洁净室本体外部，新风机组通过出风管道与上技术夹层连通，排风系统的一端位于核心实验区中，热交换机与位于洁净室本体的外侧的排风系统和新风机组连接；污染引入系统设置于核心实验区，测控系统用于监控洁净室本体内的各个系统。本实验室能根据不同的需要进行多种形式循环，以适用于不同的工作环境。

Description

多功能实验室
技术领域
本申请涉及洁净厂房技术领域，尤其涉及一种多功能实验室。
背景技术
洁净技术广泛普遍应用于精密制造以及其他对环境洁净度有要求的特种环境的行业如微电子、航空航天、制药、医疗器械、医疗卫生、食品等，是科学实验和生产活动现代化的标志。
以电子行业为例，作为国民经济支柱性产业，电子产品技术水平已成为衡量一个国家经济发展、科技进步、国防实力的重要标志。国家明确将新一代电子信息技术作为重点聚焦发展领域，以求实现突破，洁净技术作为高精密电子生产必备要素需要同步发展。此外，受高精密研发实验建设、医院改扩建、生物医药、病毒的传播以及为应对老龄人社会的来临和雾霾天气的需求也很大程度上对洁净技术的提升提出要求。为此，贴合实际生产环境，建立超净实验室开展研究工作，为经验找到理论依据、数据支撑以及实验验证，已成为迫切需要。
但是，基于洁净室造价高等特点，需要考虑实验室建筑灵活性和前瞻性特点，以满足不同类型实验需求，为专项实验提供环境支撑条件。因此构建多功能超净实验室是亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供了一种实验室系统，可以根据不同的需要进行多种形式的循环，以适用于不同的工作环境。
为了达到上述目的，本申请提供了一种实验室系统，包括：
洁净室本体、净化系统、测控系统和污染引入系统；
所述洁净室本体包括上技术夹层、核心实验区、下回风道和两个垂直回风夹道，所述上技术夹层和所述下回风道设置于所述核心实验区的上下两端，两个所述垂直回风夹道设置于所述核心实验区的两侧；所述核心实验区与所述下回风道之间设置有高度可调的高架地板，且所述高架地板具有开启状态和关闭状态；
所述净化系统包括带风机的过滤器单元、新风机组、换热器和排风系统，所述带风机的过滤器单元设置于所述上技术夹层与所述核心实验区之间，所述换热器设置在所述垂直回风夹道内；所述垂直回风夹道的侧壁设有可调节高度和面积的风口，所述新风机组设置于所述洁净室本体外部，所述新风机组通过出风管道与所述上技术夹层连通，所述排风系统的一端位于所述核心实验区中，所述排风系统的另一端位于所述洁净室本体的外侧，所述热交换机与所述排风系统的另一端和所述新风机组连接；
所述污染引入系统高度可调的设置于所述核心实验区，所述测控系统用于监控洁净室本体内环境参数、净化系统以及所述污染引入系统。
优选地，所述高架地板包括叠层设置的第一板体、第二板体和调节支座，所述第一板体上设置有贯穿所述第一板体厚度方向的开孔，所述第二板体上设置有第一百叶，所述调节支座与所述第一板体连接；
所述高架地板上还设置有用于驱动所述第一百叶转动的驱动结构。
优选地，所述驱动结构包括蜗轮蜗杆传动机构和转动杆，所述蜗轮蜗杆传动机构中的蜗杆与所述转动杆连接，所述转动杆与第一百叶上的调节杆连接。
优选地，所述污染引入系统包括污染源接入管路；所述污染源接入管路的一端位于所述洁净室本体外，所述污染源接入管路的污染源释放口设置于所述核心实验区，且所述污染源释放口的高度可调。
优选地，所述污染引入系统还包括污染源，所述污染源与所述污染源接入管路位于所述洁净室本体外的进口连通；且所述污染源为室外尘源、人工尘源或实际尘源中一种或几种。
优选地，所述核心实验区靠近两个所述垂直回风夹道的每个所述侧壁上的风口至少为一个。
优选地，所述带风机的过滤器单元具有开启和关闭气流入口的两种状态，以防止气流短路。
优选地，所述排风系统包括排风机和排风管路，所述排风管路的一端设置于所述核心实验区中，所述排风管路的另一端与所述换热器连接，所述排风机设置于所述排风管路。
本申请中的实验室系统，当风口处于关闭状态且高架地板的调节第一百叶处于开启状态时，上技术夹层、核心实验区和下回风道均能够与两个垂直回风夹道保持气体流通的状态，可形成上送下回气流组织，两个垂直回风夹道中的气体可以通过换热器换热后进入到上技术夹层，并经过过滤器进入到核心实验区中；另外，还可以根据具体的需要，将核心实验区上两个侧壁中的一侧或两侧的风口处于打开的状态，且将高架地板的调节第一百叶处于闭合状态时可形成上送侧回(单侧或双侧)气流组织，以使气体经过风口进入到一个垂直回风夹道或进入到两个垂直回风夹道中，同时通过调整风口的面积和距离高架地板的高度开展不同工况实验；此外，还可以对末端带风机的过滤器单元进行变频和启停控制，由于有防气流短路措施，可以有效以形成非单向流气流组织；也可以通过调节高架地板下部的调节支座的高度而形成不同高度的下回风通道进行变工况气流组织实验；也可以旋转转动杆通过涡轮蜗杆传动机构调节百叶调节杆而调节高架地板第一百叶角度，进而调节通过高架地板阻力特性进行变工况实验；以满足不同的工作需要。
附图说明
图1为本申请实施例的一种多功能实验室的结构示意图；
图2为本申请实施例的一种多功能实验室的高架地板的结构示意图；
图3为本申请实施例的一种多功能实验室的高架地板的蜗轮蜗杆传动机构结构示意图；
图4为本申请实施例的一种多功能实验室的垂直回风夹道处调节风口的一种结构示意图；
图5为本申请实施例的一种多功能实验室的垂直回风夹道处调节风口的又一种结构示意图。
图标：10-上技术夹层；11-核心实验区；12-下回风道；13-垂直回风夹道；131-框架；132-加固杆；133-子板；134-第二百叶；14-高架地板；141-第一板体；142-第二板体；143-第一百叶；144-转动杆；145-蜗轮蜗杆传动机构；15-调节支座；16-新风机组；17-带风机的过滤器单元；18-换热器；19-风口；20-排风管路；21-排风机；22-热交换机；23-污染源引入管路；24-污染源释放口；25-测控平台。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参照图1至图3，本申请实施例提供了一种实验室系统，包括：洁净室本体、净化系统、测控系统和污染引入系统；
所述洁净室本体包括上技术夹层10、核心实验区11、下回风道12和两个垂直回风夹道13，所述上技术夹层10和所述下回风道12设置于所述核心实验区11的上下两端，两个所述垂直回风夹道13设置于所述核心实验区11的两侧；所述核心实验区11与所述下回风道12之间设置有高度可调的高架地板14，且所述高架地板14具有开启状态和关闭状态；所述净化系统包括带风机的过滤器单元17、新风机组、换热器和排风系统，所述带风机的过滤器单元17设置于所述上技术夹层10与所述核心实验区11之间，所述换热器18设置在所述垂直回风夹道13内；所述垂直回风夹道13侧壁设有可调节高度和面积的风口19，所述新风机组16设置于所述洁净室本体外部，所述新风机组16通过出风管道与所述上技术夹层10连通，所述排风系统的一端位于所述核心实验区11中，所述排风系统的另一端位于所述洁净室本体的外侧，所述热交换机22与所述排风系统的另一端和所述新风机组16连接；
所述污染引入系统高度可调的设置于所述核心实验区，所述测控系统用于监控洁净室本体内环境参数、净化系统以及所述污染引入系统。
所述测控系统可以包括测控平台25、数据传输线以及多个传感器，所述数据传输线的一端与测控平台25连接，数据传输线的另一端与设置在洁净室本体中传感器连接。
其中，每个侧壁上的风口24的数量可以为一个、二个或者是多个，具体的需要根据实验的需求进行调整。
其中，所述高架地板14包括叠层设置的第一板体141、第二板体142和调节支座15，所述第一板体141上设置有贯穿所述第一板体141厚度方向的开孔，所述第二板体142上设置有第一百叶143，调节支座15的一端与第一板体14连接，调节支座15的另一端与下回风道12的底部连接，调节支座15可以调节整个高架地板14的高度；所述高架地板14上还设置有用于驱动所述第一百叶143转动的驱动结构。所述驱动结构包括蜗轮蜗杆传动机构145和转动杆144，所述蜗轮蜗杆传动机构145中的蜗杆与所述转动杆144连接，所述转动杆144与第一百叶143上的调节杆连接。
本申请中的实验室系统，当风口24处于关闭状态且高架地板14的调节第一百叶143处于开启状态时，上技术夹层10、核心实验区11和下回风道12均能够与两个垂直回风夹道13保持气体流通的状态，可形成上送下回气流组织，两个垂直回风夹道13中的气体可以通过换热器换热后进入到上技术夹层10，并经过过滤器进入到核心实验区11中；另外，还可以根据具体的需要，将核心实验区11上两个侧壁中的一侧或两侧的风口19处于打开的状态，且将高架地板14的调节第一百叶143处于闭合状态时可形成上送侧回(单侧或双侧)气流组织，以使气体经过风口24进入到一个垂直回风夹道13或进入到两个垂直回风夹道13中，同时通过调整风口24的面积和距离高架地板14的高度开展不同工况实验；此外，还可以对末端带风机的过滤器单元17进行变频和启停控制，由于有防气流短路措施，可以有效以形成非单向流气流组织；也可以通过调节高架地板14下部的调节支座15的高度而形成不同高度的下回风通道进行变工况气流组织实验；也可以旋转转动杆144通过涡轮蜗杆传动机构145调节百叶调节杆而调节高架地板14第一百叶143角度，进而调节通过高架地板14阻力特性进行变工况实验；以满足不同的工作需要。
需要说明的是，转动杆144可以与蜗轮蜗杆传动机构145中的蜗杆同轴或者一体设置。
在一些可能的实施方式中，还包括新风系统，所述新风系统包括新风机组21及相应的管路及附件；所述新风机组21包含、入口段、初、中、高效过滤段、加热段、表冷段、喷淋段、电加湿段、化学过滤段和出风口段，表冷段可使用不同温度的冷水实现降温和除湿，表冷段中的低温冷源可以由直膨系统提供的中温冷水和低温冷水，也可以接入不同出水温度(供回水温为7/12℃，13/19℃)冷水机组与第一板换组合，也可以选用可产生低温冷水(供回水温为7/12℃)的冷水机组或混水装置提供，还可以选用带热回收的冷水机组将回收的热水用于加热段或温水喷淋段；喷淋系统带有第二板换可实现不同淋水温度下的喷淋过程；另外可以分别开启喷淋和电加湿段进行不同加湿方法比较；通过加入不同化学过滤器联合喷淋系统进行化学污染物去除相关变工况实验。
需要说明的是，排风系统还设有排风机21及排风管路20，所述排风管路20的一端设置于所述核心实验区11中，所述排风管路20的另一端与所述换热器18连接，所述排风机21设置于所述排风管路20，以进行不同压差以及风量平衡实验；排风管路20可以直接外排可以通过热交换器27换热后外排，或者部分直接外排部分与新风换热；
在一些可能的实施方式中，还包括污染引入系统，包括污染源接入管路23和末端可调高度的污染源释放口24；污染源可以切换为室外尘源、人工尘源和实际尘源；同时，发尘量也可以改变，以达到实验所需的要求。
在上述的实施例中，参照图4和图5，可以在垂直回风夹道13的侧壁上设有开口19，且在开口上设置有调节机构，以形成上述的可调节高度和面积的风口19，具体的，调节机构可以包括框架131和加固杆132，其中，加固杆132设置于框架131的中线，框架131上设置有多个可拆卸的子板133，根据风口19的实际需要拆卸不同位置的子板133，以控制风口19的高度和面积。
另外，调节结构也可以包括设置在开口处的第二百叶134，通过调节第二百叶134可以调整风口19的面积。
为了便于对整个实验室系统进行操控，当实验室进行环境参数控制策略研究，可在测控系统中的测控平台25上进行控制策略的植入；
当实验室进行运维实验，可利用数据分析平台进行关联性分析、系统诊断和故障预警分析；
当实验室进行远程监控实验，可以启动带VPN功能路由器将测控平台和数据分析平台数据远传到远程监控中心。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种多功能实验室，其特征在于，包括：洁净室本体、净化系统、测控系统和污染引入系统；
所述洁净室本体包括上技术夹层、核心实验区、下回风道和两个垂直回风夹道，所述上技术夹层和所述下回风道设置于所述核心实验区的上下两端，两个所述垂直回风夹道设置于所述核心实验区的两侧；所述核心实验区与所述下回风道之间设置有高度可调的高架地板，且所述高架地板具有开启状态和关闭状态；
所述净化系统包括带风机的过滤器单元、新风机组、换热器和排风系统，所述带风机的过滤器单元设置于所述上技术夹层与所述核心实验区之间，所述换热器设置在所述垂直回风夹道内；所述垂直回风夹道的侧壁设有可调节高度和面积的风口，所述新风机组设置于所述洁净室本体外部，所述新风机组通过出风管道与所述上技术夹层连通，所述排风系统的一端位于所述核心实验区中，所述排风系统的另一端位于所述洁净室本体的外侧，热交换机与所述排风系统的另一端和所述新风机组连接；
所述污染引入系统高度可调的设置于所述核心实验区，所述测控系统用于监控洁净室本体内环境参数、净化系统以及所述污染引入系统。
2.根据权利要求1所述的多功能实验室，其特征在于，所述高架地板包括叠层设置的第一板体、第二板体和调节支座，所述第一板体上设置有贯穿所述第一板体厚度方向的开孔，所述第二板体上设置有第一百叶，所述调节支座与所述第一板体连接；
所述高架地板上还设置有用于驱动所述第一百叶转动的驱动结构。
3.根据权利要求2所述的多功能实验室，其特征在于，所述驱动结构包括蜗轮蜗杆传动机构和转动杆，所述蜗轮蜗杆传动机构中的蜗杆与所述转动杆连接，所述转动杆与第一百叶上的调节杆连接。
4.根据权利要求1所述的多功能实验室，其特征在于，所述污染引入系统包括污染源接入管路；所述污染源接入管路的一端位于所述洁净室本体外，所述污染源接入管路的污染源释放口设置于所述核心实验区，且所述污染源释放口的高度可调。
5.根据权利要求4所述的多功能实验室，其特征在于，所述污染引入系统还包括污染源，所述污染源与所述污染源接入管路位于所述洁净室本体外的进口连通；且所述污染源为室外尘源、人工尘源或实际尘源中一种或几种。
6.根据权利要求1所述的多功能实验室，其特征在于，所述核心实验区靠近两个所述垂直回风夹道的每个所述侧壁上的风口至少为一个。
7.根据权利要求1所述的多功能实验室，其特征在于，所述带风机的过滤器单元具有开启和关闭气流入口的两种状态，以防止气流短路。
8.根据权利要求1所述的多功能实验室，其特征在于，所述排风系统包括排风机和排风管路，所述排风管路的一端设置于所述核心实验区中，所述排风管路的另一端与所述换热器连接，所述排风机设置于所述排风管路。
9.根据权利要求1所述的多功能实验室，其特征在于，所述新风机组中低温冷源可由带热回收的冷水机组与第一板换组合提供，或由带热回收的冷水机组或混水装置组合提供，或由直膨系统提供中温冷水和低温冷水；
所述新风机组中的喷淋系统上具有第二板换。
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