DK174646B1 - Arbejdsstation for laminar luftstrømning. - Google Patents

Description

i DK 174646 B1

Opfindelsen angår en arbejdsstation for laminar luftstrømning, omfattende et arbejdskammer med en mod omgivelserne åben håndteringsåbning, en ventilator, som via et filter kan cirkulere luft gennem arbejds-5 kammeret, og en ventilator, som kan blæse luft ud gennem en udgangsåbning i arbejdsstationen.

US 4,100,847 beskriver en arbejdsstation, hvor luft recirkuleres ved hjælp af en ventilator gennem et arbejdskammer, idet luften blæses ned i kammeret 10 gennem en diffusor og under kammeret passerer gennem et filter. Gennem kabinettets håndteringsåbning indsuges endvidere en vis luftmængde fra omgivelserne, og en tilsvarende luftmængde blæses ved hjælp af samme ventilator ud gennem en udgangsåbning i form af en 15 studs, som er anbragt i bænkens top og er forbundet med et centralt udsugningsanlæg. Under udgangsstudsen er der anbragt en klap, som kan drejes hen over udgangsåbningen, hvorved der kan kompenseres for det centrale udsugningssystems varierende indvirkning på 20 den mængde af luft, som strømmer ud gennem udgangsstudsen. Kompensationen sker manuelt ved drejning af klappen.

Ved de kendte arbejdsstationer for laminar luftstrømning er det generelt en ulempe, at den interne 25 luftstrømning i kabinettet kan påvirkes negativt som følge af en varierende belastning af det centrale udsugningssystem eller eventuelle driftsforstyrrelser af dette, såsom tilstopning af filtre, ventilatorstop og lignende. Selv om luftmængden, som strømmer ud 30 gennem arbejdsstationens udgangsåbning, søges reguleret automatisk ved hjælp af arbejdsstationens indhyggede ventilatorer, så vil eksempelvis en tilstopning af afgangskanalen under alle omstændigheder hindre funktionen. En sådan blokering af udgangsstrøm-35 ningen hindrer følgeligt indsugningen af luft gennem DK 174646 B1 2 arbejdskammerets håndteringsåbning, og dermed ophører arbejdsstationens sikkerhedsfunktion, idet forurenet luft kan strømme ud af håndteringsåbningen til omgivelserne .

5 Problemet har været søgt løst ved at lade ar bejdsstationens udgangsstuds munde direkte ud i omgivelserne og anbringe en kraftig udsugningshætte ovenover, således at det centrale udsugningsanlæg fjerner mere luft, end der strømmer ud fra arbejdsstationen.

10 Ved en blokering af det centrale udsugningsanlæg hindres arbejdsstationens drift ganske vist ikke, men den filtrerede luft fra arbejdskammeret strømmer direkte ud i omgivelserne, og dette kan ved arbejde med eksempelvis toksiske produkter ikke accepteres.

15 Den foreliggende opfindelse har til formål at anvise en arbejdsstation, hvor den normale interne drift er i det væsentlige uafhængig af det centrale udsugningssystems funktion samtidigt med, at det er muligt at minimere risikoen for uønsket udblæsning af 20 luft fra arbejdsstationen eller det centrale udsugningsanlæg til omgivelserne.

Med henblik herpå er arbejdsstationen ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at udgangsåbningen står i forbindelse med et udblæsningskammer, som har en 25 udgangsstuds for tilslutning til et centralt udsugningsanlæg, og som har en udligningsåbning mod omgivelserne, og at der ved udligningsåbningen er anbragt en retningsføler til registrering af strømningsretningen gennem åbningen.

30 Ved på denne måde at anbringe en retningsføler ved en udligningsåbning til et udblæsningskammer, som er indskudt mellem arbejdsstationens udgangsåbning og tilslutningen til det centrale udsugningsanlæg, muliggøres det på meget sikker vis at registrere en eventu-35 el fejltilstand, hvor det centrale udsugningsanlæg DK 174646 B1 3 ikke fungerer korrekt, samtidigt med at kapaciteten af det centrale udsugningsanlæg under normal drift kan variere inden for vide grænser uden at arbejdsstationens drift påvirkes væsentligt heraf, idet variatio-5 nerne udlignes af en varierende indadgående strøm af frisk luft gennem udligningsåbningen til udblæsningskammeret. Opstår der en fejltilstand, hvor den udblæste luft fra arbejdsstationen ikke fjernes fuldstændigt af det centrale udsugningsanlæg, vil der straks 10 strømme luft ud gennem udligningsåbningen, hvilket vil registreres af retningsføleren, og et alarmsignal kan aktiveres, således at tilstedeværende personale kan træffe de nødvendige forholdsregler, såsom at slukke for ventilatorerne og lukke håndteringsåbningen.

15 Eventuelt kan arbejdsstationens drift automatisk ændres med henblik på nedsat indsugning af frisk luft og dermed nedsat udblæsning af luft fra arbejdskam-meret.

I en foretrukken udførelsesform er der ved 20 udligningsåbningen endvidere anbragt en separat hastighedsføler til registrering af strømningshastigheden gennem åbningen. Herved kan en potentiel fejlsituation registreres på et tidligt tidspunkt, idet der kan defineres en nedre grænseværdi for hastigheden af 25 den indstrømmende luft gennem udligningsåbningen, således at der kan aktiveres et advarsels- eller alarmsignal, hvis denne grænseværdi underskrides. Ved at kombinere en retningsføler med en hastighedsføler opnås endvidere en dobbelt sikkerhed for registrering 30 af en fejlsituation, hvor luftstrømningen gennem udligningsåbningen ændrer retning, idet fejlsituationen kan registreres enten med hastighedsføleren som følge af en lav lufthastighed under retningsændringen, eller med retningsføleren, idet strømningsretningen 35 ændrer sig. Kombinationen af retningsføler og hastig- DK 174646 B1 4 hedsføler muliggør yderligere, at der kan anvendes en hastighedsføler, som er forholdsvis nøjagtig, men som har et måleområde, som er begrænset til et lavhastighedsområde, hvor en nedre grænseværdi ligger, idet det 5 ved større lufthastigheder kan være tilstrækkeligt at registrere luftretningen.

Retningsføleren kan med fordel omfatte en kanal, hvori et elektrisk varmeelement er anbragt således imellem to varmefølere, at varmefølerne ligger nærmest 10 hver sin ende af kanalen. Når luften strømmer fra en første ende af kanalen, vil varmeføleren nærmest den anden ende af kanalen registrere en højere temperatur, end varmeføleren nærmest ved den første ende af kanalen, eftersom den opvarmede luft strømmer hen mod den 15 anden ende af kanalen. En sådan retningsføler er meget enkel af konstruktion og følgeligt prisbillig og kan ved passende udformning samtidigt fungere meget pålidelig ved vidt forskellige lufthastigheder, eksempelvis kan den være følsom for luft hastigheder fra 0,1 20 til 10 m/s. Det er endvidere en fordel ved denne retningsføler, at den i praksis ikke behøver at påvirke karakteristikken af den luftstrøm, som den registrerer, idet kanalen, som indeholder varmefølerne, kan have forholdsvis lille udstrækning i forhold til 25 tværsnittet af udligningsåbningen. Der kræves således ikke elementer, som forstyrrer luftstrømningen, som det eksempelvis er tilfældet ved måling af lufthastigheder med pressostat, hvor en måleblænde kræves indsat i strømningsvejen.

30 I en konstruktionsmæssig særlig enkel udførelses form omfatter retningsføleren et rør, hvorigennem kanalen forløber på tværs, idet hver ende af kanalen udgøres af et hul i rørvæggen, og varmeelementet og varmefølerne er monteret på en printplade, som er 35 indskudt i røret.

DK 174646 B1 5

Det foretrækkes, at udligningsåbningen ligger ved enden af et kanalformet afsnit af udblæsningskammeret.

På denne måde kan sikres en mere veldefineret luftstrømning ved retnings- og hastighedsfølerne og dermed 5 en mere pålidelig registrering af den til enhver tid forekommende luftstrømning.

I en konstruktionsmæssig fordelagtig udførelses-form udgøres udblæsningskammeret af en flad, i det væsentlige kasseformet boks, som er monteret oven på 10 arbejdsstationen således, at udgangsåbningen er åben ind i boksen ved en første smal endeside af denne, udligningsåbningen er udformet i eller udgør en modsat den første endeside beliggende anden endeside af boksen, og udgangsstudsen er monteret i oversiden af 15 boksen i afstand fra udligningsåbningen. Der kan herved på enkel måde sikres en veldefineret luftstrømning ved udligningsåbningen, uanset om der suges luft ind ad udligningsåbningen, eller om luft blæses ud gennem denne fra udgangsåbningen eller fra det centra-20 le udsugningsanlæg, eventuelt fra andre hertil forbundne arbejdsstationer. Endvidere kan ved normal drift af arbejdsstationen sikres god luftgennemstrømning fra udgangsåbningen til udgangsstudsen.

Opfindelsen vil i det følgende blive forklaret 25 nærmere ved hjælp af eksempler på udførelsesformer under henvisning til den skematiske tegning, på hvilken fig. 1 viser en arbejdsstation ifølge opfindelsen, 30 fig. 2 et sidebillede af retningsføleren i ar bejdsstationen i fig. 1, og fig. 3 et aksialt snit gennem retningsføleren langs linien III-III i fig. 2.

I fig. 1 ses en arbejdsstation for laminar luft-35 strømning, en såkaldt LAF-bænk 1 (Laminar Air Flow DK 174646 B1 6

Cabinet), der anvendes ved laboratoriearbejde med eksempelvis biologisk materiale, som dels kræver et rent miljø, og som dels kan være sundhedsskadeligt for mennesker.

5 LAF-bænken 1 omfatter et arbejdskammer 2 med en mod omgivelserne åben håndteringsåbning 3 ved bænkens forside. Størrelsen af håndteringsåbningen 3 kan varieres ved hjælp af en rude 4, som kan forskydes i op- og nedadgående retning, således at en person kan 10 sidde foran bænken og arbejde med hænderne inden i arbejdskammeret, idet arbejdskammeret 2 er synligt gennem ruden 4.

Oven over arbejdskammeret 2 er i et ventilatorkammer 5 anbragt en ventilator 6, som suger luft fra 15 ventilatorkammeret 5 og gennem et filter- og diffu-sorelement 7 blæser størstedelen af luften, eksempelvis 75%, ned gennem arbejdskammeret 2 og resten af luften ud gennem en udgangsåbning i form af et udgangsfilter 8 i ventilatorkammerets loft 9. Der strøm-20 mer således ren luft laminart ned gennem arbejdskammeret 2, hvorved undgås turbulens, som ville kunne forstyrre arbejde med eksempelvis pulver. Ventilatoren 6 kan omfatte to separate ventilatorer, hvor den ene blæser luft ned i arbejdskammeret 2, og den anden 25 blæser luft op gennem udgangsfiltret 8.

Ventilatorkammeret 5 står via en bag ved arbejdskammeret 2 beliggende opadrettet kanal 10 i forbindelse med bunden af arbejdskammeret 2 og håndteringsåbningen 3. X drift recirkuleres således størstedelen af 3 0 luften gennem arbejdskammeret 2, samtidigt med at en mindre luftmængde udskiftes, idet der suges luft ind gennem håndteringsåbningen 3 og blæses luft ud gennem udgangsfiltret 8. Da der konstant strømmer luft ind gennem håndteringsåbningen 3, kan der ikke slippe DK 174646 B1 7 kontaminerende stoffer ud til omgivelserne. I fig. 1 indikerer "+" et overtryk i forhold til

Oven på loftet 9 af ventilatorkammeret 5 er monteret en lav kasseformet boks 11, som omslutter et 5 udblæsningskammer 12, således at oversiden af udgangsfiltret 8 vender ind i udblæsningskammeret 12 ved den ene ende af dette. I oversiden 13 af boksen 11 er monteret en udgangsstuds 14, som via en slange 15 er tilsluttet et ikke vist centralt udsugningsanlæg. Ved 10 den modsat udgangsfiltret 8 beliggende ende af boksen 11 er udblæsningskammeret 12 åbent mod omgivelserne gennem en udligningsåbning 16. Udligningsåbningen 16 udgør på tegningen en hel endeside af boksen 11, men den kan også være udformet som et hul i en væg. Mellem 15 udligningsåbningen 16 og såvel udgangsstudsen 14 som udgangsfiltret 8 er der en vis afstand, således at et afsnit af udblæsningskammeret 12 danner en kanal 17, hvori luftstrømningen er forholdsvis veldefineret.

Umiddelbart inden for udligningsåbningen 16 er 20 der i kanalen 17 anbragt en retningsføler 18, som registrerer retningen af luften, som strømmer gennem udligningsåbningen 16, og en hastighedsføler 19, som registrerer hastigheden af luftstrømmen gennem åbningen 16. Via elektriske ledninger 20 er følerne 18, 19 2 5 forbundet med et kontrolsystem 21, som kan være monteret på bænken 1.

Fig. 2 viser retningsføleren 18 i arbejdsstationen 1 i fig. 1. Retningsføleren 18 omfatter et rør 22, hvori en printplade 23 er indsat således, at den 30 forløber i det væsentlige langs rørets akse. Ved den ene ende af røret 22 er dette gennemboret på tværs, således at to over for hinanden beliggende følerhuller 24, 25 i rørvæggen danner hver sin ende af en strømningskanal 26 tværs gennem røret 22. strømningskanalen 35 26 ses i langsgående tværsnit i fig. 3, hvori endvi- DK 174646 B1 8

dere printpladen 23 ses ovenfra. Enden af røret 22 ved følerhullerne 24, 25 er lukket med en prop 30. I

strømningskanalen 26 er der midt mellem følerhullerne 24, 25 i rørvæggen monteret et elektrisk varmeelement 5 27 på printpladen 23. På printpladen er der endvidere mellem varmeelementet 27 og det ene følerhul 24 monteret en første varmeføler 28 og mellem varmeelementet 27 og det andet følerhul 25 en anden varmeføler 29.

Varmefølerne 28, 29 kan være varmefølsomme integ-10 rerede kredse, eller eksempelvis PTC-modstande. På printpladen 23 kan endvidere være monteret andre ikke viste elektroniske komponenter, som er nødvendige for registrering af temperaturforskellen mellem varmefølerne 28, 29, såsom eksempelvis en spændingsregulator, 15 men sådanne komponenter, som i sig selv er kendte, kan også være monteret i kontrolsystemet 21.

Retningsføleren 18 er i kanalen 17 i udblæsningskammeret 12 ved udligningsåbningen 16 monteret således, at det første følerhul 24 i røret 22 vender hen 2 0 mod udligningsåbningen 16, det vil sige, at aksen af røret 22 forløber i kanalen 17's tværretning. Under normal drift af arbejdsstationen strømmer luft som ovenfor beskrevet ind gennem udligningsåbningen 16, og en del af denne luft vil derfor strømme ind ad det 25 første følerhul 24 i røret 22 og ud igen gennem det andet følerhul 25. Idet varmeelementet 27 er opvarmet til en temperatur højere end luftens temperatur, vil den anden varmeføler 29 registrere en højere temperatur end den første varmeføler 28, eftersom den opvar-30 mede luft strømmer hen over den anden varmeføler 29, og dette registreres som en normal tilstand i kontrolsystemet 21. Hvis luften derimod strømmer ud gennem udligningsåbningen 16, vil den første varmeføler 28 registrere den højeste temperatur, og dette vil blive 35 registreret som en fejltilstand i kontrolsystemet 21.

DK 174646 B1 9

Hastighedsføleren 19 kan være opbygget af et ikke vist rør med en tværgående kanal og en indskudt print-plade på lignende måde som retningsføleren 18. Til måling af lufthastigheden kan anvendes en integreret 5 kreds med et varmelegeme, som holdes opvarmet til en konstant temperatur, eksempelvis 180°C, og hvor den til opvarmningen forbrugte energi registreres elektronisk. Ved at måle den aktuelle lufttemperatur med en anden kreds, kan lufthastigheden beregnes.

10 Kontrolsystemet 21 kan være integreret i et ikke vist, på arbejdsstationen 1 anbragt kontrolpanel, som kan styre driften af arbejdsstationen og via en udlæsningsindretning informere brugeren om driftstilstanden. Eksempelvis kan grænseværdier for lufthastighed, 15 fejltilstands- og alarmfunktioner være indstillelige afhængigt af produkttypen, der arbejdes med.

Udblæsningskammeret kan have andre udformninger end den viste, eksempelvis kan det være placeret på siden af arbejdsstationen. Strømningskanalen 26 i 20 retningsføleren 18 kan også være udformet på andre måder, eksempelvis kan den forløbe aksialt i et rør. Endvidere kan placeringen af ventilatorer og filtre i arbejdsstationen varieres, eksempelvis kan der under arbejdskammeret 2, være anbragt et filter, som fil-25 trerer luften, som suges ud af arbejdskammeret. I dette tilfælde kan udgangsfiltret 8 i udgangsåbningen eventuelt udelades.

Claims (6)

1. Arbejdsstation (1) for laminar luftstrømning, omfattende et arbejdskammer (2) med en mod omgivelserne åben håndteringsåbning (3), en ventilator (6), som 5 via et filter (7) kan cirkulere luft gennem arbejds-kammeret (2), og en ventilator (6), som kan blæse luft ud gennem en udgangsåbning (8) i arbejdsstationen (1), kendetegnet ved, at udgangsåbningen (8) står i forbindelse med et udblæsningskammer (12) , som 10 har en udgangsstuds (14) for tilslutning til et centralt udsugningsanlæg, og som har en udligningsåbning (16) mod omgivelserne, og at der ved udligningsåbningen (16) er anbragt en retningsføler (18) til registrering af strømningsretningen gennem åbnin-15 gen (16).

2. Arbejdsstation ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der ved udligningsåbningen (16) endvidere er anbragt en separat hastighedsføler (19) til registrering af strømningshastigheden gennem 20 åbningen (16) .

3. Arbejdsstation ifølge krav 1 eller 2, ken detegnet ved, at retningsføleren (18) omfatter en kanal (26), hvori et elektrisk varmeelement (27) er anbragt således imellem to varmefølere (28, 29), at 25 varmefølerne (28, 29) ligger nærmest hver sin ende af kanalen (26).

4. Arbejdsstation ifølge krav 3, kendetegnet ved, at retningsføleren (18) omfatter et rør (22), hvorigennem kanalen (26) forløber på tværs, 30 idet hver ende af kanalen (26) udgøres af et hul (24, 25. i rørvæggen, og at varmeelementet (27) og varmefølerne (28, 29) er monteret på en printplade (23), som er indskudt i røret (22) .

5. Arbejdsstation ifølge et af de ovenstående 35 krav, kendetegnet ved, at udligningsåbnin- DK 174646 B1 11 gen (16) ligger ved enden af et kanal formet afsnit (17) af udblæsningskammeret (12).

6. Arbejdsstation ifølge et af de ovenstående krav, kendetegnet ved, at udblæsningskam-5 meret (12) udgøres af en flad, i det væsentlige kasseformet boks (11) , som er monteret oven på arbejdsstationen (1) således, at udgangsåbningen (8) er åben ind i boksen (11) ved en første smal endeside af denne, at udligningsåbningen (16) er udformet i eller udgør en 10 modsat den første endeside beliggende anden endeside af boksen (11), og at udgangsstudsen (14) er monteret i oversiden (13) af boksen (11) i afstand fra udligningsåbningen (16) .