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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Labor, die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch im Abluft- oder Umluftbetrieb betrieben wird. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere einen Laborabzug oder eine Sicherheitswerkbank.
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Derartige Vorrichtungen, wie zum Beispiel Laborabzüge, sind ein wesentlicher Bestandteil von Laboratorien. Sämtliche Laborarbeiten, bei denen Gase, Dämpfe, Schwebstoffe oder Flüssigkeiten in gefährlicher Menge und Konzentration gehandhabt werden, müssen zum Schutz des Laborpersonals in Laborabzügen ausgeführt werden. Überdies sollen Laborabzüge das Laborpersonal auch vor innerhalb des Arbeitsraumes auftretendem Feuer und gegebenenfalls Explosionen schützen. Zu diesem Zweck ist der Arbeitsraum am rückwärtigen Ende sowie an den beiden Seiten geschlossen ausgebildet. Lediglich auf der Nutzerseite, das heißt der Frontseite, ist ein in vertikaler Richtung motorisch bewegbarer Frontschieber vorgesehen. Dieser Frontschieber kann auch einen oder mehrere, in horizontaler Richtung manuell bewegbare Querschieber aufweisen, die Zugriff in den Arbeitsraum auch bei geschlossenem Frontschieber erlauben.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Sicherheit eines mindestens einen Querschieber aufweisenden Laborabzugs weiter zu erhöhen und den Energiebedarf eines solchen Laborabzugs weiter zu reduzieren.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst. Optionale bzw. bevorzugte Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 20 angegeben.
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Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung für ein Labor zur Verfügung gestellt, die bei bestimmungsgemäßen Gebrauch im Abluft- oder Umluftbetrieb betrieben wird. Die Vorrichtung weist ein Gehäuse auf, in dem sich ein Arbeitsraum befindet, der vorderseitig zumindest teilweise von einem in horizontaler Richtung beweglich angeordneten Querschieber, bodenseitig von einer Bodenplatte, seitlich jeweils von einer Seitenwand und rückseitig von einer Rückwand begrenzt ist. Der Querschieber ist mit einem Antriebsmittel gekoppelt, das betriebsmäßig bewirkt, dass der Querschieber sich von einer ersten horizontalen Position in eine zweite horizontale Position bewegt.
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Vorzugsweise steht der Querschieber in Wirkverbindung mit einem Abtriebsmittel, das mit dem Antriebsmittel gekoppelt ist.
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Noch bevorzugter ist das Abtriebsmittel ein eine Zugkraft aufnehmendes Mittel.
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Weiterhin bevorzugt ist das eine Zugkraft aufnehmende Mittel ein Riemen oder ein Zugseil.
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Noch weiterhin bevorzugt ist der Riemen oder das Zugseil ein endlos Riemen oder ein endlos Zugseil.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine obere Kante des Querschiebers in einem mindestens eine Aussparung aufweisenden Profil aufgenommen, wobei der Riemen oder das Zugseil in der Aussparung verläuft.
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Vorzugsweise weist das Profil eine Verjüngung auf, auf der der Riemen oder das Zugseil aufliegt.
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Weiterhin bevorzugt umfasst das Antriebsmittel eine erste Rolle und einen Motor, der mit der ersten Rolle gekoppelt ist.
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Noch bevorzugter ist die erste Rolle in einem in dem Profil vorgesehenen Hohlraum angeordnet.
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Vorzugsweise ist in dem Hohlraum mindestens eine Umlenkrolle aufgenommen, um die der Riemen geführt wird.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Querschieber auf einer Vielzahl von zweiten Rollen gelagert ist.
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Ebenso ist es von Vorteil, wenn die Vielzahl von zweiten Rollen mit dem Antriebsmittel gekoppelt sind.
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Vorzugsweise ist das Antriebsmittel ein elektrisches, pneumatisches oder hydraulisches Antriebsmittel.
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Noch bevorzugter umfasst die Vorrichtung des Weiteren einen Bewegungssensor und ein mit dem Bewegungssensor und dem Antriebsmittel gekoppeltes erstes Steuergerät, wobei in dem Fall, dass der Bewegungssensor eine Person in einem vorbestimmten Abstand zur Vorrichtung erfasst, das erste Steuergerät das Antriebsmittel veranlasst, den Querschieber von der ersten horizontalen Position in die zweite horizontale Position zu bewegen.
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Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Vorrichtung des Weiteren einen Positionsbestimmungssensor zur Bestimmung der horizontalen Position des Querschiebers umfasst.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Positionsbestimmungssensor mit einem zweiten Steuergerät gekoppelt, welches das Antriebsmittel veranlasst, den Querschieber in eine vorbestimmte Position zu bewegen.
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Vorzugsweise entspricht das erste Steuergerät dem zweiten Steuergerät.
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Noch bevorzugter umfasst die Vorrichtung des Weiteren einen in vertikaler Richtung beweglichen Frontschieber, der den Querschieber aufweist.
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Ebenso ist es bevorzugt, wenn das Gehäuse vorderseitig zumindest teilweise von einer Vielzahl von in horizontaler Richtung beweglich angeordneten Querschiebern begrenzt ist, von denen jeder mit einem eigenen Antriebsmittel gekoppelt ist.
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Vorzugsweise ist die Vorrichtung ein Laborabzug oder eine Sicherheitswerkbank.
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Die Erfindung wird nun rein beispielhaft anhand einer bevorzugten Ausführungsform und den beigefügten Figuren beschrieben. Von den Figuren zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Laborzugs;
- 2 eine Vorderansicht eines Frontschiebers, der drei Querschieber aufweist;
- 3 einen motorisch angetriebenen Querschieber gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 4 eine Draufsicht auf die Antriebseinheit der 3; und
- 5 eine vertikale Schnittansicht durch einen Querschieber und ein Profil, in dem das obere Ende des Querschiebers aufgenommen ist.
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Der in 1 perspektivisch dargestellte Laborabzug 1 entspricht in etwa dem Laborabzug, der von der Anmelderin seit etwa dem Jahr 2002 nahezu weltweit unter dem Namen Secuflow® vertrieben wird. Dieser Laborabzug benötigt dank der von der Anmelderin entwickelten Stützstrahltechnik einen Abluftvolumenstrom von lediglich 270 m3/(h.lfm).
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Der Laborabzug 1 weist einen Abzuginnenraum auf, der rückseitig von einer Rückwand, vorzugsweise von einer zur Rückwand beabstandeten Prallwand 40, seitlich durch zwei Seitenwände 36, bodenseitig durch eine Bodenplatte 34 bzw. Arbeitsplatte, vorderseitig durch einen verschließbaren Frontschieber 30 und deckenseitig vorzugsweise durch ein Deckenpaneel begrenzt ist.
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Der Frontschieber 30 ist vorzugsweise mehrteilig ausgebildet derart, dass mehrere vertikal verschiebbare Fensterelemente beim Öffnen und Schließen des Frontschiebers 30 gleichsinnig teleskopartig hintereinander verlaufen. Das in der geschlossenen Stellung des Frontschiebers 30 am weitesten unten angeordnete Fensterelement weist bevorzugt an seiner Vorderkante ein aerodynamisch optimiertes Tragflächenprofil 32 auf. Darüber hinaus weist der Frontschieber 30 horizontal verschiebbare Fensterelemente, sog. Querschieber auf, die auch in der geschlossenen Stellung des Frontschiebers 30 dem Laborpersonal Zugriff in den Abzuginnenraum gestatten.
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An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass der Frontschieber 30 ebenso als zweiteiliges Schiebefenster ausgebildet sein kann, dessen beide Teile in vertikaler Richtung gegenläufig bewegt werden können. In diesem Fall sind die gegenläufigen Teile über Seile oder Riemen und Umlenkrollen mit die Masse des Frontschiebers ausgleichenden Gewichten gekoppelt.
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Bevorzugt befindet sich zwischen der Prallwand 40 und der Rückwand des Abzuggehäuses 60 ein Kanal, der zu einem Abluftsammelkanal 50 auf der Oberseite des Laborabzuges 1 führt. Der Abluftsammelkanal 50 ist mit einer gebäudeseitig installierten Ablufteinrichtung verbunden. Unterhalb der Arbeitsplatte 34 des Abzuginnenraumes ist ein Möbel 38 angeordnet, das als Stauraum für unterschiedliche Laborutensilien dient. Dieses Möbel ist im Sinne der hier verwendeten Terminologie als Teil des Gehäuses 60 des Laborabzuges 1 zu verstehen.
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An den vorderseitigen Stirnseiten der Seitenwände 36 des Laborabzuges 1, die herkömmlich auch als Seitenpfosten bezeichnet werden, sind Hohlprofile 10 vorgesehen. Ebenso ist ein Hohlprofil 20 an der vorderseitigen Stirnseite der Bodenplatte 34 vorgesehen.
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Wenn hier von „an der vorderseitigen Stirnseite“ die Rede ist, so ist dieser Begriff nicht wortwörtlich zu verstehen. Vielmehr sind damit auch Konstruktionen gemeint, die lediglich im Bereich der Stirnseite vorgesehen oder angebracht sind.
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Ähnlich wie das aerodynamisch optimierte Tragflächenprofil 32 an der Unterseite des untersten Frontschieberelements 30 ist auch die tragflächenförmige Anströmseite des Hohlprofils 10 bzw. des Seitenpfostenprofils 10 vorzugsweise aerodynamisch optimiert ausgebildet. Gleiches gilt vorzugsweise auch für das Hohlprofil 20 an der vorderseitigen Stirnseite der Bodenplatte 34. Die tragflächenartige Profilgeometrie ermöglicht eine turbulenzarme, im optimalen Fall sogar eine turbulenzfreie Einströmung von Raumluft in den Abzuginnenraum bei teilweise oder vollständig geöffnetem Frontschieber 30.
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Mit Hilfe der Hohlprofile 10, 20 werden sog. Stützstrahlen, d.h., aus Druckluft bestehende Druckluftstrahlen entlang der Seitenwände 36 und der Bodenplatte 34 in den Abzuginnenraum eingebracht. Diese Druckluftstrahlen werden herkömmlich von einem unterhalb der Arbeitsplatte 34 und innerhalb des Gehäuses 60 angeordneten Ventilator erzeugt. Die Hohlprofile 10, 20 befinden sich vorzugsweise vor der Ebene des vordersten Frontschieberelements. Die Druckluftstrahlen erreichen daher den Abzuginnenraum bevorzugt nur bei teilweise oder vollständig geöffnetem Frontschieber 30.
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Der in 1 dargestellte Laborabzug 1 ist rein exemplarisch zu sehen, denn die Erfindung lässt sich nicht nur auf den in 1 dargestellten Laborabzug 1 anwenden, sondern auch auf andere Arten von Laborabzügen, beispielsweise Tischabzüge, Niedrigraum-Tischabzüge, Tiefabzüge, begehbare Abzüge, mobile Laborabzüge oder auch Sicherheitswerkbänke. Ebenso erfüllen diese Abzüge die am Anmeldetag der vorliegenden Patentanmeldung gültige europäische Normenreihe DIN EN 14175. Des Weiteren können die Abzüge auch andere Normen erfüllen, beispielsweise die ASHRAE 110/1995, die für die USA gültig ist.
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Sollte in dieser Beschreibung und den Patentansprüchen Bezug auf eine Norm genommen werden, so ist hierbei immer die aktuell gültige Norm gemeint. Dies deshalb, da die in den Normen angegebenen Vorschriften erfahrungsgemäß stets strenger werden, und somit ein Abzug, der die aktuelle Norm erfüllt, auch den Vorschriften einer älteren Norm genügt.
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In 2 ist eine Vorderansicht eines exemplarisch gewählten Frontschiebers 30 gezeigt, der drei Querschieber 31 aufweist. Jeder Querschieber 31 weist eine Griffmulde 31a auf, mithilfe derer der Querschieber 31 im Bedarfsfall manuell in horizontaler Richtung bewegt werden kann. Die Querschieber 31 liegen nicht allesamt in einer vertikalen Ebene, sondern sind geringfügig versetzt zueinander angeordnet, da jeder Querschieber 31 in einer eigens für ihn vorgesehenen Führung geführt wird.
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In 2 sind ebenfalls die seitlichen Hohlprofile 10 zu sehen. An der oberen Kante der Querschieber 31 ist des Weiteren ein in horizontaler Richtung sich über alle Querschieber 31 hinweg erstreckendes Hohlprofil 70 angeordnet. Darüber hinaus ist an der unteren Kante des Frontschiebers 30 das im Zusammenhang mit der 1 bereits erwähnte aerodynamisch optimierte Tragflächenprofil 32 zu sehen.
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Der Einfachheit halber ist in 3 lediglich ein Querschieber 31 zu sehen, wenngleich die nachstehenden Erläuterungen auch auf die beiden übrigen in 2 gezeigten Querschieber 31 anwendbar sind. Um bei der horizontalen Bewegung des Querschiebers 31 etwaige Reibungskräfte zu minimieren, ist der Querschieber 31 auf einer Vielzahl von Rollen 82 gelagert. In 3 wurde das Profil 70 (2) weggelassen. Im Bereich der oberen Kante des Querschiebers 31, besser der drei in 2 gezeigten Querschieber 31, sind eine Antriebseinheit 90 sowie Umlenkrollen 84 vorgesehen, die jeweils einen vorbestimmten Abstand zu den Hohlprofilen 10 aufweisen. Funktion und Aufbau der Antriebseinheit 90 sowie der Umlenkrollen 84 wird im Zusammenhang mit der 5 erläutert.
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4 zeigt eine Draufsicht auf die Antriebseinheit 90 und die Umlenkrollen 84. In 4 ist der Einfachheit halber kein Querschieber 31 gezeigt.
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4 zeigt Umlenkrollen 84, die in den horizontalen Endbereichen der oberen Kante(n) der Querschieberanordnung, die aus einem Querschieber 31 oder auch einer Vielzahl von Querschiebern 31 aufgebaut sein kann, vorgesehen sind. Anders ausgedrückt, die Umlenkrollen 84 sind im Bereich der oberen Kante des Querschiebers/der Querschieber 31 und jeweils zu den Hohlprofilen 10 beabstandet. Im Beispiel der 4 sind jeweils drei Umlenkrollen 84 in beiden horizontalen Endbereichen (in Breitenrichtung des Abzuges gesehen) und jeweils horizontal (in Tiefenrichtung des Abzuges gesehen) zueinander versetzt angeordnet vorgesehen. Für jeden Querschieber 31 sind im Bereich der horizontalen Enden an dessen Oberkante zwei Umlenkrollen 84 vorgesehen.
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Des Weiteren ist vorzugsweise für jeden Querschieber 31 eine separate Antriebseinheit 90 vorgesehen. Jede Antriebseinheit 90 umfasst vorzugsweise einen elektrischen Motor 94 sowie eine mit dem Motorm 94 gekoppelte Antriebsrolle 92. Stromaufwärts und stromabwärts jeder Antriebsrolle 92 sind vorzugsweise Führungsrollen 96 vorgesehen. Zusätzlich sind abhängig von der Anzahl der Querschieber 31, und somit abhängig von der Anzahl der Antriebsrollen 92, weitere Führungsrollen 96 am stromaufwärtigen und/oder stromabwärtigen Ende der Antriebseinheit 90 vorgesehen.
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Bezug nehmend auf die 5 ist der Antrieb 94 und die mit dem Antrieb 94 gekoppelte Antriebsrolle 92 zu sehen. Des weiteren sind zwei weitere Antriebsrollen 92 gezeigt, die mit zwei in 5 nicht gezeigten Antrieben 94 gekoppelt sind. Überdies ist das oberhalb des/der Querschieber(s) 31 in horizontaler Richtung verlaufende Hohlprofil 70 zu sehen. Dieses Hohlprofil 70 weist vorzugsweise einen ersten Hohlraum 71, der bevorzugt in Umfangsrichtung geschlossen ist, und einen zweiten Hohlraum 72, der nach unten hin offen ist, auf. Bei dem Hohlprofil 70 handelt es sich vorzugsweise um ein aus Aluminium hergestelltes stranggepresstes Profil. In dem ersten Hohlraum 71 sind die Antriebsrollen 92 aufgenommen, während in dem zweiten Hohlraum 72 ein weiteres Profil 11 zumindest teilweise untergebracht ist. Das Profil 11 ist vorzugsweise mit Hilfe einer Presspassung in den zweiten Hohlraum 72 eingesetzt. Alternativ kann das Profil 11 auch einteilig mit dem Hohlprofil 70 ausgebildet sein. Die Achse der Antriebsrollen 92 verläuft vorzugsweise in horizontaler Richtung. Diese sind vorzugsweise über eine Schraubbefestigung mit dem Hohlprofil 70 verbunden.
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Das Profil 11 weist, abhängig von der Anzahl der Querschieber 31, eine Vielzahl von einseitig offenen Aussparungen 11b auf. In der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um einen Frontschieber 30, der insgesamt drei Querschieber 31 aufweist. Somit umfasst das Profil 11 insgesamt drei Aussparungen 11b, in denen jeweils die obere Kante jedes Querschiebers 31 aufgenommen ist. An der oberen Kante jedes Querschiebers 31 ist ein vorzugsweise kelchförmiger Ansatz 31a befestigt, dessen Funktion weiter unten erläutert wird. Das Profil 11 weist eine Verjüngung 11a auf, deren Zweck ebenfalls weiter unten erläutert wird.
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Um den Querschieber 31 nun von einer ersten horizontalen Position in eine zweite horizontale Position zu bewegen, verläuft in der Laufrille der Antriebsrolle 92 ein Riemen 100, der an den Umlenkrollen 84, die ebenfalls in dem Hohlraum 71 des Hohlprofils 70 aufgenommen sind, umgelenkt und sodann in Richtung Antriebseinheit 90 zurückverläuft (3). Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Riemen 100 als Endlosriemen ausgebildet. Wiederum Bezug nehmend auf die 5 verläuft der Riemen 100 sodann in einem Spalt, der zwischen dem Profil 11 und dem Ansatz 31a festgelegt ist. Der Riemen 100 ist mit dem Ansatz 31a verbunden. Wird der Riemen 100 nun durch die Antriebsrolle 92 in horizontaler Richtung bewegt, bewegt sich auf diese Weise auch der Querschieber 31 in horizontaler Richtung. Anstelle eines Riemens 100 kann auch ein Drahtseil für die genannten Zwecke verwendet werden.
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Bei dem hier gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung erstreckt sich die Breite eines Querschiebers 31 über ungefähr ein Drittel der Breite des Frontschiebers 30 (2). Somit verläuft der Riemen 100 über 2/3 der Breite des Frontschiebers 30 quasi freihängend in dem Profil 11. Damit der Riemen 100 nicht nach unten aus dem Profil 11 heraustritt, ist eine Verjüngung 11a vorgesehen, die derart bemessen ist, dass der Riemen 100 auf der Verjüngung 11a aufliegt und somit nicht durch diese hindurchtreten und aus dem Profil 11 austreten kann.
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Darüber hinaus sind verschiedene Antriebsmittel denkbar, die auch ohne eines hier in Form eines Riemens 100 vorliegenden Abtriebsmittels mit dem Querschieber 31 gekoppelt sein können. Als Antriebsmittel 94 kommen elektrische, pneumatische oder auch hydraulische Antriebsmittel in Betracht. So kommt auch ein Antrieb über einen Linearmotor, welcher linear oder auch über eine Spindel mit dem Querschieber 31 verbunden ist, in Betracht. Ebenso ist es denkbar, den Querschieber mittels der in 3 gezeigten Rollen 82 horizontal zu verschieben. In diesem Fall müssten die Rollen 82 als Antriebsrollen 82 ausgebildet sein.
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Überdies kann ein Bewegungssensor vorgesehen sein, der einen vorbestimmten Bereich vor dem Laborabzug erfasst. Nähert sich eine Person dem Laborabzug, wird die Person vom Bewegungssensor erfasst. Sodann gibt dieser ein Signal an ein Steuergerät aus, das wiederum mit der Antriebseinheit 90 gekoppelt ist. Dieses Signal veranlasst die Steuereinheit 90 nun, dass der Querschieber von einer ersten horizontalen Position in eine zweite horizontale Position bewegt wird.
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Zusätzlich kann ein Positionsbestimmungssensor vorgesehen sein, der die genaue horizontale Position des Querschiebers 31 bestimmt. Dieser Positionsbestimmungssensor kann mit einem Steuergerät gekoppelt sein, das wiederum die Antriebseinheit 90 dazu veranlasst, den Querschieber in eine vorbestimmte Position zu bewegen. Zur Positionsbestimmung des Querschiebers kann ein Messwertaufnehmer am Riemen bzw. Drahtseil vorgesehen sein. Denkbar ist aber auch eine Encoderscheibe bzw. Lochscheibe oder auch ein Potentiometer, das mit der Welle des Antriebsmotors 94 gekoppelt ist.
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Ein Vorteil der hier beschriebenen Erfindung ist es, dass der Querschieber nicht mehr manuell bewegt werden muss, sondern automatisch in eine vorbestimmte horizontale Position bewegt werden kann, in der vorzugsweise in der geschlossenen Position des Frontschiebers der Laborabzug frontseitig vollständig verschlossen ist. Dies erhöht die Sicherheit des Laborabzugs, wenn kein Laborpersonal zugegen ist, da kein Laborabzug mehr ungenutzt mit gegebenenfalls offenem Querschieber zurückgelassen werden kann. Zudem wird der Energiebedarf des Laborabzugs herabgesenkt, da die Mindestabluftmenge, das heißt die mindestens erforderliche Abluftmenge, die benötigt wird, um den Laborabzug sicher und normkonform betreiben zu können, reduziert wird. Gerade Nachtabzüge oder auch solche, die unbeaufsichtigt über Nacht betrieben werden, weisen Löschanlagen auf, welche nur ihre Wirkung entfalten, wenn der Laborabzug vollständig geschlossen ist, d.h. wenn der Frontschieber wie auch die Querschieber geschlossen sind. Diese Wirkung würde entfallen, würde einer der Querschieber ungewollt und unbeabsichtigt offen stehengelassen werden.
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Ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Bewegungssensor vorgesehen, kann bei Rückkehr des Nutzers der Querschieber in eine Position verfahren werden, die der entspricht, in der der Querschieber sich befand, als der Nutzer den Laborabzug verlassen hatte. Somit kann der Nutzer unmittelbar nach Eintreffen am Laborabzug ungehindert weiterarbeiten, was den störungsfreien Betrieb bzw. das Arbeiten mit dem Laborabzug vereinfacht.
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Über den Positionsbestimmungssensor (es können auch mehrere vorhanden sein) kann die exakte Position des/der Querschieber bestimmt und somit auch die geöffnete Fläche des Frontschiebers bestimmt werden. Über diese geöffnete Fläche kann prozessorgesteuert die erforderliche Abluftmenge exakt berechnet werden, was wiederum zur Erhöhung der Energieeffizienz des Laborabzugs beiträgt.
