CN114308969A - 一种智能通风柜及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种智能通风柜，所述通风柜包括：柜体以及安装在柜体上的多功能动力盘，所述柜体的一侧设有向上开合的拉门；所述多功能动力盘包括：顶板、自动风量调节罩、拉门驱动装置、灭火装置、照明装置、控制箱；所述自动风量调节罩、灭火装置、照明装置并列设置在顶板上，所述自动风量调节罩与通风系统连接，所述灭火装置对通风柜内进行灭火，照明装置对通风柜内进行照明；所述拉门驱动装置安装在顶板边缘，用于驱动柜门打开关闭，所述控制箱用于控制自动风量调节罩、拉门驱动装置、照明装置、灭火装置工作。通过自动风量调节罩和控制箱可以实现对风量的自动调节，并且相对于蝶阀调节，风量调节范围更大，体积更小自动风量调节罩与拉门联动，可以防止柜体中的有害气体溢出，污染环境，保证实验人员的安全。

Description

一种智能通风柜及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种通风柜，具体为一种智能通风柜的控制方法。

背景技术

实验，指的是科学研究的基本方法之一。根据科学研究的目的，尽可能地排除外界的影响，突出主要因素并利用一些专门的仪器设备，而人为地变革、控制或模拟研究对象，使某一些事物发生或再现，从而去认识自然现象、自然性质、自然规律。用于实验通风柜是必不可少的一件设备，伴随着学校对通风柜需求的不断加大，市面上的通风柜越来越多，样式繁多、种类各异，而且由于通风柜在实验过程中为了保证实验室中的环境要求，需要将室内的空气进行抽离，以保证室内空气的环境要求。

现有的通风柜直接对通风柜中的空气进行抽离的，通过蝶阀控制的风量的大小，这种方式的通风柜，因为蝶阀活动空间较大，导致通风柜体积增大，占用空间多，降低通风柜的适用性；现有的通风柜中也没有灭火装置，在实验的过程中如果发生起火，需要人工进行灭火，但是有些实验中产生的气体是有害气体，因此直接打开拉门进行灭火，会造有害气体的溢出，污染实验环境，有些实验需要在反应的过程中添加其他药剂，如果直接打开拉门也会导致实验过程中的气体溢出，污染工作环境，影响实验人员的健康。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供一种智能通风柜及其控制方法，解决上述问题。

一种智能通风柜，所述通风柜包括：柜体以及安装在柜体上的多功能动力盘，

所述柜体的一侧设有向上开合的拉门；所述多功能动力盘包括：顶板、自动风量调节罩、拉门驱动装置、灭火装置、照明装置、总控制箱；所述自动风量调节罩、灭火装置、照明装置并列设置在顶板上，所述自动风量调节罩与通风系统连接，所述灭火装置对通风柜内进行灭火，照明装置对通风柜内进行照明；所述拉门驱动装置安装在顶板边缘，用于驱动柜门打开关闭，所述总控制箱用于控制自动风量调节罩、拉门驱动装置、照明装置、灭火装置工作。

进一步的，所述自动风量调节罩设有两个，一个用于通风柜排风，另一个用于补风，两个自动风量调节罩分别与对应的通风系统连接。

进一步的，所述自动风量调节罩包括：集风罩、平板调节器、静压检测孔、动压检测孔、分控制箱、管道，分控制箱中设有压差传感器、控制板，压差传感器与控制板连接，所述压差传感器用于检测集气罩中的静压和动压，所述控制板与总控制箱通讯，控制板的输出端与平板调节器连接，压差传感器通过管道与集风罩上的静压检测孔、动压检测孔连接，用于检测集气罩中的动压和静压；控制板用于判断压差传感器采集的静压和动压之间的压差进而调整平板调节器的打开大小；所述集风罩为漏斗型结构，设有一大一小两个开口，所述平板调节器安装在大开口上，所述平板调节器包括：盖板、拖动板、马达，所述盖板上设有两个不相邻的通风孔，所述拖动板滑动盖装在通风孔上，所述马达通过齿条传动机构控制拖动板的开合；所述静压检测孔设置在通风孔正上方的集风罩上，所述动压检测孔设置在远离通风孔位置的集风罩上。

进一步的，所述灭火装置包括：输送管道、温度传感器、灭火管道、手动灭火器、推拉式电磁铁、拖链、喷头，多个所述喷头设置在灭火管道下方，所述灭火管道安装在顶板上，使喷头位于柜体内，灭火管道通过输送管道与手动灭火器的喷头连接，推拉式电磁铁固定在手动灭火器侧面，推拉式电磁铁的伸缩杆通过拖链与手动灭火器的上手柄连接，推拉式电磁铁与总控制箱输出端连接，所述温度传感器设置在柜体内，用于检测柜体内的温度，温度传感器与总控制箱的输入端连接。

进一步的，所述拉门驱动装置包括：拖动链条、传动链条、平衡杆、轴承座、拖动牙盘、传动牙盘、驱动电机，所述轴承座、拖动牙盘均设有四个，轴承座安装在顶板的四角，并且两两相对设置，所述拖动牙盘安装在轴承座，所述远离拉门的两个拖动牙盘之间设有平衡杆，所述拖动链条的一端安装在拉门上，另一端与柜体中的配重块连接，中间部分的链条与拖动牙盘咬合，所述驱动电机设置在平衡杆一侧的顶板上，所述传动牙盘设有两个，分别安装在平衡杆和驱动电机的输出轴上，所述传动链条将两个传动牙盘连接，所述驱动电机与总控制箱的输出端连接。

进一步的，还设有红外传感器、收线器、位移传感器，所述红外传感器安装在拉门下方，随着拉门移动，用于检测拉门下方是否存在障碍物，所述收线器安装在顶板上，其输出端与总控制箱连接，输入端与红外传感器连接，所述红外传感器的输入端与输出端设置在拉门下方的两侧，所述位移传感器顶板上用于检测配重块的位置，来判断拉门打开的大小。

进一步的，所述柜体上设有控制面板，所述控制面板与总控制箱的输入端连接，所述控制面板上设有自动拉门打开关闭按钮、灭火按钮、工作时间设定、照明按钮、风量设定按钮、急停按钮、参数设定、拉门高度设定以及显示屏。

进一步的，所述总控制箱中设有单片机控制系统，所述分控制箱中控制板为设有单片机控制系统。

一种智能通风柜的控制方法：

通过控制面板设定通风柜的工作时间，同时，通过风量设定按钮控制自动风量调节罩的打开大小，控制风量；

通过照明按钮控制照明装置工作，通过灭火按钮可以控制推拉式电磁铁工作，进而进行灭火，通过控制面板上的自动拉门打开关闭按钮，控制拉门的打开关闭，位移传感器实时检测拉门的位置；将信号传送给总控制箱进行判断；

正常时，通过上述控制面板的设定好对应参数后，关闭拉门，风量控制是根据压差传感器采集的静压和动压之间的压差来判断，是否达到设定的风量；

当拉门打开时，通过位移传感器实时检测拉门的打开位置，将信号发送给总控制箱，总控制箱将拉门打开信号再发送给分控制箱，分控制箱根据总控制箱发送过来的信号，来自动调节自动风量调节罩的大小，拉门打开位置越大，拖动板控制通风孔的打开越大，反之亦然，当拉门关闭后，再通过压差传感器采集的静压和动压之间的压差来判断，是否达到设定的风量；

当通过控制面板上的自动拉门打开关闭按钮或拉门高度设定，控制拉门向下工作时，红外传感器实时检测拉门下方是否存在障碍物，当存在障碍物时，红外传感器将信号传送给总控制箱，总控制箱控制驱动电机停机；障碍物挪走后，继续将拉门执行关闭工作；

当灭火装置中温度传感器采集的温度数据发送给总控制箱中进行处理，总控制箱接收到温度信息，与预先设置设定阀值进行对比，当采集温度数值超过设定阀值时，总控制箱控制灭火装置中推拉式电磁铁工作，进行灭火；同时，通过控制面板上的灭火按钮直接控制推拉式电磁铁工作，进行灭火。

与现有技术相比，本发明揭示了一种智能通风柜及其控制方法，具体有益效果如下：

（1）、通过自动风量调节罩和控制箱可以实现对风量的自动调节，并且相对于蝶阀调节，风量调节范围更大，提高效率，降低了通风柜体的安装高度，增加应用范围；

（2）、自动风量调节罩与拉门联动，可以防止柜体中的有害气体溢出，污染环境，保证实验人员的安全；

（3）、通过设置灭火装置，可以根据温度设定值进行自动灭火，提高安全性，降低实验危害的发生，进一步保证实验人员的安全；

（4）通风柜的结构简单，操作更加方便，同时将多个功能整合到动力盘上，使其可以形成一个新的产品，降低用于的使用成本。

附图说明

图1为本发明多功能动力盘结构示意图；

图2为自动风量调节罩结构示意图；

图3为图2拖动板闭合状态结构示意图；

图4为图2拖动板打开状态结构示意图；；

图5为灭火装置结构示意图；

图6为拉门驱动装置局部结构示意图；

图中：1、顶板；2、自动风量调节罩；21、集风罩；22、平板调节器；221、盖板；222、通风孔；223、拖动板；224、马达；23、动压检测孔；24、静压检测孔；25、分控制箱；26、管道；3、拉门驱动装置；31、拖动链条；32、传动链条；33、平衡杆；34、轴承座；35、拖动牙盘；36、传动牙盘；37、驱动电机；4、灭火装置；41、输送管道；42、温度传感器；43、灭火管道；44、手动灭火器；45、推拉式电磁铁；46、拖链；47、喷头；5、照明装置；6、总控制箱；7、收线器；8、位移传感器。

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。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种智能通风柜，所述通风柜包括：柜体以及安装在柜体上的多功能动力盘，

所述柜体的一侧设有向上开合的拉门；所述多功能动力盘包括：顶板1、自动风量调节罩2、拉门驱动装置3、灭火装置4、照明装置5、总控制箱6；所述自动风量调节罩2、灭火装置4、照明装置5并列设置在顶板1上，所述自动风量调节罩2与通风系统连接，所述灭火装置4对通风柜内进行灭火，照明装置5对通风柜内进行照明；所述拉门驱动装置3安装在顶板1边缘，用于驱动柜门打开关闭，所述总控制箱6用于控制自动风量调节罩2、拉门驱动装置3、照明装置5、灭火装置4工作。

自动风量调节罩2设有两个，一个用于通风柜排风，另一个用于补风，两个自动风量调节罩2分别与对应的通风系统连接。

所述自动风量调节罩2包括：集风罩21、平板调节器22、静压检测孔24、动压检测孔23、分控制箱25、管道26，分控制箱25中设有压差传感器、控制板，所述压差传感器设有多个，多个压差传感器与控制板连接，一部份压差传感器用于检测集气罩21中的静压，另一部分压差传感器用于检测集气罩21中的动压，所述控制板与总控制箱6通讯，控制板的输出端与平板调节器22连接，压差传感器通过管道26与集风罩上的静压检测孔24、动压检测孔23连接，用于检测集气罩21中的动压和静压；控制板用于判断压差传感器采集的静压和动压之间的压差进而调整平板调节器22的打开大小；所述集风罩21为漏斗型结构，设有一大一小两个开口，所述平板调节器22安装在大开口上，所述平板调节器22包括：盖板221、拖动板223、马达224，所述盖板221上设有两个不相邻的通风孔222，所述拖动板223滑动盖装在通风孔222上，所述马达224通过齿条传动机构控制拖动板223的开合；所述静压检测孔24设置在通风孔222正上方的集风罩21上，所述动压检测孔23设置在远离通风孔222位置的集风罩21上。

灭火装置4包括：输送管道41、温度传感器42、灭火管道43、手动灭火器44、推拉式电磁铁45、拖链46、喷头47，多个所述喷头47设置在灭火管道43下方，所述灭火管道43安装在顶板1上，使喷头47位于柜体内，灭火管道43通过输送管道41与手动灭火器44的喷头47连接，推拉式电磁铁45固定在手动灭火器44侧面，推拉式电磁铁45的伸缩杆通过拖链46与手动灭火器44的上手柄连接，推拉式电磁铁45与总控制箱6输出端连接，所述温度传感器42设置在柜体内，用于检测柜体内的温度，温度传感器42与总控制箱6的输入端连接。

拉门驱动装置3包括：拖动链条31、传动链条32、平衡杆33、轴承座34、拖动牙盘35、传动牙盘36、驱动电机37，所述轴承座34、拖动牙盘35均设有四个，轴承座34安装在顶板1的四角，并且两两相对设置，所述拖动牙盘35安装在轴承座34，所述远离拉门的两个拖动牙盘35之间设有平衡杆33，所述拖动链条的一端安装在拉门上，另一端与柜体中的配重块连接，中间部分的链条与拖动牙盘35咬合，所述驱动电机37设置在平衡杆33一侧的顶板1上，所述传动牙盘36设有两个，分别安装在平衡杆33和驱动电机37的输出轴上，所述传动链条32将两个传动牙盘36连接，所述驱动电机37与总控制箱6的输出端连接。

还设有红外传感器、收线器7、位移传感器8，所述红外传感器安装在拉门下方，随着拉门移动，用于检测拉门下方是否存在障碍物，所述收线器7安装在顶板1上，其输出端与总控制箱6连接，输入端与红外传感器连接，所述红外传感器的输入端与输出端设置在拉门下方的两侧，所述位移传感器8顶板1上用于检测配重块的位置，来判断拉门打开的大小。

所述位移传感器8为抽绳式位移传感器8，所述位移传感器8安装在顶板1上，所述抽绳的一端与配重块连接，根据抽绳抽出的长度来判断拉门打开的大小。

柜体上设有控制面板，所述控制面板与总控制箱6的输入端连接，所述控制面板上设有自动拉门打开关闭按钮、灭火按钮、工作时间设定、照明按钮、风量设定按钮、急停按钮、参数设定、拉门高度设定以及显示屏。

所述总控制箱6中设有单片机控制系统，所述分控制箱25中控制板为设有单片机控制系统。

一种智能通风柜的控制方法：

通过控制面板设定通风柜的工作时间，同时，通过风量设定按钮控制自动风量调节罩2的打开大小，控制风量；

通过照明按钮控制照明装置5工作，通过灭火按钮可以控制推拉式电磁铁45工作，进而进行灭火，通过控制面板上的自动拉门打开关闭按钮，控制拉门的打开关闭，位移传感器8实时检测拉门的位置；将信号传送给总控制箱6进行判断；

正常时，通过上述控制面板的设定好对应参数后，关闭拉门，风量控制是根据压差传感器采集的静压和动压之间的压差来判断，是否达到设定的风量；

当拉门打开时，通过位移传感器8实时检测拉门的打开位置，将信号发送给总控制箱6，总控制箱6将拉门打开信号再发送给分控制箱25，分控制箱25根据总控制箱6发送过来的信号，来自动调节自动风量调节罩2的大小，拉门打开位置越大，拖动板223控制通风孔222的打开越大，反之亦然，当拉门关闭后，再通过压差传感器采集的静压和动压之间的压差来判断，是否达到设定的风量；

当通过控制面板上的自动拉门打开关闭按钮或拉门高度设定，控制拉门向下工作时，红外传感器实时检测拉门下方是否存在障碍物，当存在障碍物时，红外传感器将信号传送给总控制箱6，总控制箱6控制驱动电机37停机；障碍物挪走后，继续将拉门执行关闭工作；

拉门高度设定用于设定拉门关闭或打开至设定高度，拉门高度设定后传送给总控制箱，总控制箱6控制驱动电机工作，使拉门到设定高度，在此过程中位移传感器8检测拉门的位置，反馈给总控制箱6，用于确认拉门是否到达设定位置；

当灭火装置4中温度传感器42采集的温度数据发送给总控制箱6中进行处理，总控制箱6接收到温度信息，与预先设置设定阀值进行对比，当采集温度数值超过设定阀值时，总控制箱6控制灭火装置4中推拉式电磁铁45工作，进行灭火；同时，通过控制面板上的灭火按钮直接控制推拉式电磁铁45工作，进行灭火。

Claims (9)

1.一种智能通风柜，所述通风柜包括：柜体以及安装在柜体上的多功能动力盘，

所述柜体的一侧设有向上开合的拉门；其特征在于：所述多功能动力盘包括：顶板（1）、自动风量调节罩（2）、拉门驱动装置（3）、灭火装置（4）、照明装置（5）、总控制箱（6）；所述自动风量调节罩（2）、灭火装置（4）、照明装置（5）并列设置在顶板（1）上，所述自动风量调节罩（2）与通风系统连接，所述灭火装置（4）对通风柜内进行灭火，照明装置（5）对通风柜内进行照明；所述拉门驱动装置（3）安装在顶板（1）边缘，用于驱动柜门打开关闭，所述总控制箱（6）用于控制自动风量调节罩（2）、拉门驱动装置（3）、照明装置（5）、灭火装置（4）工作。

2.根据权利要求1所述的一种智能通风柜，其特征在于：所述自动风量调节罩（2）设有两个，一个用于通风柜排风，另一个用于补风，两个自动风量调节罩（2）分别与对应的通风系统连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能通风柜，其特征在于：所述自动风量调节罩（2）包括：集风罩（21）、平板调节器（22）、静压检测孔（24）、动压检测孔（23）、分控制箱（25）、管道（26），分控制箱（25）中设有压差传感器、控制板，压差传感器与控制板连接，所述压差传感器用于检测集气罩（21）中的静压和动压，所述控制板与总控制箱（6）通讯，控制板的输出端与平板调节器（22）连接，压差传感器通过管道（26）与集风罩上的静压检测孔（24）、动压检测孔（23）连接，用于检测集气罩（21）中的动压和静压；控制板用于判断压差传感器采集的静压和动压之间的压差进而调整平板调节器（22）的打开大小；所述集风罩（21）为漏斗型结构，设有一大一小两个开口，所述平板调节器（22）安装在大开口上，所述平板调节器（22）包括：盖板（221）、拖动板（223）、马达（224），所述盖板（221）上设有两个不相邻的通风孔（222），所述拖动板（223）滑动盖装在通风孔（222）上，所述马达（224）通过齿条传动机构控制拖动板（223）的开合；所述静压检测孔（24）设置在通风孔（222）正上方的集风罩（21）上，所述动压检测孔（23）设置在远离通风孔（222）位置的集风罩（21）上。

4.根据权利要求3所述的一种智能通风柜，其特征在于：所述灭火装置（4）包括：输送管道（41）、温度传感器（42）、灭火管道（43）、手动灭火器（44）、推拉式电磁铁（45）、拖链（46）、喷头（47），多个所述喷头（47）设置在灭火管道（43）下方，所述灭火管道（43）安装在顶板（1）上，使喷头（47）位于柜体内，灭火管道（43）通过输送管道（41）与手动灭火器（44）的喷头（47）连接，推拉式电磁铁（45）固定在手动灭火器（44）侧面，推拉式电磁铁（45）的伸缩杆通过拖链（46）与手动灭火器（44）的上手柄连接，推拉式电磁铁（45）与总控制箱（6）输出端连接，所述温度传感器（42）设置在柜体内，用于检测柜体内的温度，温度传感器（42）与总控制箱（6）的输入端连接。

5.根据权利要求4所述的一种智能通风柜，其特征在于：所述拉门驱动装置（3）包括：拖动链条（31）、传动链条（32）、平衡杆（33）、轴承座（34）、拖动牙盘（35）、传动牙盘（36）、驱动电机（37），所述轴承座（34）、拖动牙盘（35）均设有四个，轴承座（34）安装在顶板（1）的四角，并且两两相对设置，所述拖动牙盘（35）安装在轴承座（34），所述远离拉门的两个拖动牙盘（35）之间设有平衡杆（33），所述拖动链条（31）的一端安装在拉门上，另一端与柜体中的配重块连接，中间部分的链条与拖动牙盘（35）咬合，所述驱动电机（37）设置在平衡杆（33）一侧的顶板（1）上，所述传动牙盘（36）设有两个，分别安装在平衡杆（33）和驱动电机（37）的输出轴上，所述传动链条（32）将两个传动牙盘（36）连接，所述驱动电机（37）与总控制箱（6）的输出端连接。

6.根据权利要求5所述的一种智能通风柜，其特征在于：还设有红外传感器、收线器（7）、位移传感器（8），所述红外传感器安装在拉门下方，随着拉门移动，用于检测拉门下方是否存在障碍物，所述收线器（7）安装在顶板（1）上，其输出端与总控制箱（6）连接，输入端与红外传感器连接，所述红外传感器的输入端与输出端设置在拉门下方的两侧，所述位移传感器（8）顶板（1）上用于检测配重块的位置，来判断拉门打开的大小。

7.根据权利要求6所述的一种智能通风柜，其特征在于：所述柜体上设有控制面板，所述控制面板与总控制箱（6）的输入端连接，所述控制面板上设有自动拉门打开关闭按钮、灭火按钮、工作时间设定、照明按钮、风量设定按钮、急停按钮、参数设定、拉门高度设定以及显示屏。

8.根据权利要求7所述的一种智能通风柜，其特征在于：所述总控制箱（6）中设有单片机控制系统，所述分控制箱（25）中控制板为设有单片机控制系统。

9.根据权利要求8所述的一种智能通风柜的控制方法，其特征在于：

通过控制面板设定通风柜的工作时间，同时，通过风量设定按钮控制自动风量调节罩（2）的打开大小，控制风量；

通过照明按钮控制照明装置（5）工作，通过灭火按钮可以控制推拉式电磁铁（45）工作，进而进行灭火，通过控制面板上的自动拉门打开关闭按钮，控制拉门的打开关闭，位移传感器（8）实时检测拉门的位置；将信号传送给总控制箱（6）进行判断；

正常时，通过上述控制面板的设定好对应参数后，关闭拉门，风量控制是根据压差传感器采集的静压和动压之间的压差来判断，是否达到设定的风量；

当拉门打开时，通过位移传感器（8）实时检测拉门的打开位置，将信号发送给总控制箱（6），总控制箱（6）将拉门打开信号再发送给分控制箱（25），分控制箱（25）根据总控制箱（6）发送过来的信号，来自动调节自动风量调节罩（2）的大小，拉门打开位置越大，拖动板（223）控制通风孔（222）的打开越大，反之亦然，当拉门关闭后，再通过压差传感器采集的静压和动压之间的压差来判断，是否达到设定的风量；

当通过控制面板上的自动拉门打开关闭按钮或拉门高度设定，控制拉门向下工作时，红外传感器实时检测拉门下方是否存在障碍物，当存在障碍物时，红外传感器将信号传送给总控制箱（6），总控制箱（6）控制驱动电机（37）停机；障碍物挪走后，继续将拉门执行关闭工作；

当灭火装置（4）中温度传感器（42）采集的温度数据发送给总控制箱（6）中进行处理，总控制箱（6）接收到温度信息，与预先设置设定阀值进行对比，当采集温度数值超过设定阀值时，总控制箱（6）控制灭火装置（4）中推拉式电磁铁（45）工作，进行灭火；同时，通过控制面板上的灭火按钮直接控制推拉式电磁铁（45）工作，进行灭火。

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