用於氣溶膠實驗的氣溶膠微環境密閉艙室的製作方法

2023-07-11 03:18:11 2

專利名稱：用於氣溶膠實驗的氣溶膠微環境密閉艙室的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣溶膠微環境密閉艙室，特別涉及一種用於氣溶膠實驗的氣溶膠 微環境密閉艙室。
背景技術：
氣溶膠是指懸浮在大氣中的固體或液體微小顆粒，粒徑一般為0. 001-100微米。 當氣溶膠濃度達到足夠高時，將對人類健康造成威脅，尤其是對哮喘病人及其他有呼吸疾 病的人群。隨著人們生活水平的提高，由於環境惡化引起的沙塵暴、空氣汙染等帶來的氣溶 膠引起的各類疾病，得到越來越多國家的重視，而對氣溶膠的研究也是各個國家最為關注 的課題之一。氣溶膠是一門應用廣泛的邊緣學科，並非某一門學科專有，要研究氣溶膠，離不開 氣溶膠發生和採樣，但是在氣溶膠的發生和採樣過程中，要避免氣溶膠對周圍環境的汙染， 就需要一個密閉的用於氣溶膠發生擴散的微環境，保持氣溶膠濃度分布的均勻性，對生物 氣溶膠來說能夠提供足夠的溼度條件，保持生物粒子的活性，並且具有自淨化功能，保持實 驗環境不受幹擾。

發明內容
本發明的目的在於提供一種用於氣溶膠實驗的氣溶膠微環境密閉艙室。本發明提供的氣溶膠微環境密閉艙室，包括壁上設有一排風口(即第一排風口) 和一進風口(即第一進風口)的艙體，其中微環境密閉艙室還包括設置在艙體外的用於採 集風源使艙體內氣體流動的氣體動力裝置。該氣體動力裝置可保證艙體內氣體微環境的穩 定性。上述氣體動力裝置可為自循環送排風裝置和/或單獨排風裝置。上述自循環送排風裝置包括真空泵，所述真空泵的兩端分別通過管道與所述排風口和所述進風口相連通；依次設置在所述排風口和所述真空泵之間的管道上的風速傳感器、電動調節閥、 高效過濾器和第一密閉閥A ；以及設置在所述真空泵和所述進風口之間的管道上的第一密閉閥B。該自循環送排風裝置中的真空泵可將艙體內的氣體從上述排風口處抽出，風速傳 感器可自動檢測從上述排風口流出的風速，電動調節閥可根據風速傳感器測得的風速自動 調節管道內氣體的流量，保證氣流循環狀態符合不同實驗的設定需求；高效過濾器可將流 出的氣體進行過濾除菌，以符合實驗的要求，第一密閉閥A和第一密閉閥B作為氣流的控制 開關。上述艙體的側壁上還分別設有第二排風口和第二進風口 ；所述單獨排風裝置包 括第二真空泵，所述第二真空泵的一端通過管道與所述第二排風口相連通，另一端通過管道連通外界大氣；依次設置在所述第二排風口和所述第二真空泵之間的管道上的第二風速傳感器、 第二電動調節閥、第二高效過濾器和第二密閉閥A ；設置在與外界大氣連通的所述管道上的第二密閉閥B ；以及通過所述第二進風口往所述艙體內送風的送風機。該單獨排風裝置中的真空泵、風速傳感器、電動調節閥和高效過濾器各設備的作 用與上述自循環送排風裝置中的上述各設備的作用一致，但所述單獨排風裝置是通過艙體 內的送風機將外界氣體通過第二進風口送入艙體，接著由第二真空泵作用再將艙體內的氣 體從第二排風口抽出，依次經過第二風速傳感器、第二電動調節閥、第二高效過濾器和控制 開關第二密閉閥A的作用，最後流經第二真空泵和控制開關第二密閉閥B向外界大氣排出 氣體。為節約設備，上述自循環送排風裝置的真空泵和上述單獨排風裝置中所述的第二
真空泵為同一臺真空泵。為保證送入氣體的潔淨程度，在上述第二進風口處安裝有高效空氣過濾器。在上述艙體內設有溫溼度傳感器，所述艙體內或外還設有用於接收溫溼度傳感器 信號對艙體內氣體加溼的加溼器。溫溼度傳感器可實時監測艙體內的溫度和溼度，從而更 直觀、精確。加溼器可根據接收到的溫度和溼度型號，對艙體內的空氣進行加溼，以保證艙 體內的氣體溼度滿足設定的實驗需求。 為對艙體進行滅菌，保持受控操作區的無菌狀態，上述艙體內設有紫外燈。上述艙體底部安裝有用於使艙體內氣體均勻流動的風扇。上述艙體的艙門處設有密封隔墊；所述氣體動力裝置可設置在一箱體內。密封隔 墊可保證良好的氣密性，更進一步地保證了艙室的內部環境狀態；而箱體對所述氣體動力 裝置可起到較好的保護作用。本發明在使用時，當啟動自循環送排風裝置時開啟電動調節閥和控制開關第一 密閉閥A、第一密閉閥B，在真空泵的作用下，艙體內的氣體由第一排風口抽出，經過風速傳 感器、電動調節閥、高效過濾器和第一密閉閥A，由真空泵流出的氣體經過第一密閉閥B通 過管道送回艙體內；當啟動單獨排風裝置時開啟第二電動調節閥和控制開關第二密閉閥A、第二密 閉閥B，在真空泵和送風機的作用下，先將將外界氣體通過第二進風口送入艙體，接著再將 艙體內的氣體從第二排風口抽出，依次經過第二風速傳感器、第二電動調節閥、第二高效過 濾器和控制開關第二密閉閥A的作用，最後由真空泵流出，經過控制開關第二密閉閥B向外 界大氣排出氣體。本發明中的自循環送排風裝置與單獨排風裝置可分別單獨使用，也可根據情況結 合使用。為了操作方便，靈活，本發明可採用觸摸智能控制器控制艙體內的相對溼度和溫度。本發明的微環境密閉艙室可完全採用不鏽鋼材料製備，從而使本發明具有很好的 抗菌，耐腐蝕，耐酸鹼性能，且為了便於視覺觀察，使其具良好的可視性，在艙體的部分區域 即工作區正面可安裝有鋼化玻璃門。
本發明中的加溼器可採用超聲波加溼器，可保證艙室內的溼度在30% -90%之間可調。本發明可用於負壓狀態下氣溶膠暴露實驗，可採用智能控制設備，提供一個標準 化，可人工控制的實驗環境，三維立體送風和迴風經過過濾淨化處理，使得整個工作區域處 於無菌狀態，可實時監控艙體內的溫度和溼度，更好地保證了所需實驗的環境。本發明用於實驗時可有效地保證氣溶膠濃度的穩定穩定性和效價水平的真實，可 用於有害氣溶膠的化學、物理機能研究及有害生物氣溶膠傳染途徑和正常生物機體被感染 及擴散過程研究；並可以模擬實驗現場有害氣溶膠濃度對人群致病吸入量的數學模型和多 種技術參數，對進一步研發人群密集場所和提高BSL-3、BSL-4生物安全實驗室有害氣溶膠 現場的即時檢測提供必要的實驗數據和技術支持。在高等院校、科研機構的大氣氣溶膠研究部門以及生物醫學防疫、檢驗、檢疫系統 等科研單位的生命、醫藥科學研究中均可應用。


圖1為本發明的氣溶膠的微環境密閉艙室的結構示意圖。圖2為本發明的氣溶膠的微環境密閉艙室的工作流程圖。圖號說明1艙體，2箱體，3自循環送排風裝置，4單獨排風裝置，11第一排風口， 12第一進風口，13第二排風口，14第二進風口，15送風機，16溫溼度傳感器，17紫外燈，18 風扇，19密封隔墊，110空氣過濾器，31風速傳感器，32電動調節閥，33高效過濾器，34第一 密閉閥A，35真空泵，36第一密閉閥B，41第二風速傳感器，42第二電動調節閥，43第二高效 過濾器，44第二密閉閥A，45第二密閉閥B，5加溼器。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步說明，但本發明並不限於以下實施例。下述實施例中，如無特殊說明，均為常規方法。實施例1如圖1所示，一種氣溶膠的微環境密閉艙室，包括艙體1、箱體2和設置在艙體外的 用於採集風源使艙體內氣體流動的氣體動力裝置。艙體1的一端側壁上設有兩排風口，分別為第一排風口 11和第二排風口 13，另 一端側壁上設有一進風口(即第二進風口)14，上端壁上設有另一進風口(即第一進風 口)12，上述第二進風口 14處安裝有空氣過濾器110。上述艙體1內設有溫溼度傳感器16， 艙體1外還設有用於接收溫溼度傳感器16信號對艙體內氣體加溼的加溼器5。為便於對艙 體1滅菌，保持艙體1內的無菌環境，在艙體1內還設有紫外燈17 ；同時在艙體1底部安裝 有用於使艙體1內氣體均勻流動的風扇18。為保證艙體1具有良好的氣密性，艙體1的艙 門處增設有密封隔墊19。上述氣體動力裝置為自循環送排風裝置3和單獨排風裝置4，該氣體動力裝置設 置在箱體1內，即自循環送排風裝置3和單獨排風裝置4均設置在箱體1內。上述艙體1外 的加溼器5也可設置在箱體1內。箱體可對自循環送排風裝置3、單獨排風裝置4和加溼器 5起到很好的保護作用。上述自循環送排風裝置3包括一真空泵35，真空泵35的兩端分別通過管道與第一排風口 11和第一進風口 12相連通；依次設置在第一排風口 11和真空泵 35之間的管道上的風速傳感器31、電動調節閥32、高效過濾器33和第一密閉閥A 34 ；以及 設置在真空泵35和第一進風口 12之間的管道上的第一密閉閥B 36 ；上述單獨排風裝置4 包括一真空泵，該真空泵與自循環送排風裝置3中的真空泵為同一臺真空泵35，該真空泵 35的一端通過管道與第二排風口 13相連通，另一端通過管道連通外界大氣；依次設置在第 二排風口 13和真空泵35之間的管道上的第二風速傳感器41、第二電動調節閥42、第二高 效過濾器43和第二密閉閥A44 ；設置在與外界大氣連通的管道上的第二密閉閥B 45 ；以及 通過第二進風口 14往艙體1內送風的送風機15。如圖2所示，本發明氣溶膠的微環境密閉艙室在使用時，當啟動自循環送排風裝 置3時，單獨排風裝置4可處於關閉狀態，即在開啟電動調節閥32和控制開關第一密閉閥A 34、第一密閉閥B 36的同時第二電動調節閥42和控制開關第二密閉閥A 44、第二密閉閥B 45是處於關閉狀態的，此時在真空泵35的作用下，艙體1內的氣體由第一排風口 11抽出， 經過風速傳感器31、電動調節閥32、高效過濾器33和第一密閉閥A 34，由真空泵35流出 的氣體經過第一密閉閥B 36通過管道送回艙體1內；即完成氣流的循環過程。當啟動單獨 排風裝置4時，自循環送排風裝置3也可處於關閉狀態，即在開啟第二電動調節閥42和控 制開關第二密閉閥A 44、第二密閉閥B 45的同時電動調節閥32和控制開關第一密閉閥A 34、第一密閉閥B 36是處於關閉狀態的，此時在真空泵35和送風機15的作用下，先將外界 氣體通過第二進風口 14送入艙體1內，接著再將艙體1內的氣體從第二排風口 13抽出，依 次經過第二風速傳感器41、第二電動調節閥42、第二高效過濾器43和控制開關第二密閉閥 A44的作用，最後由真空泵35流出，經過控制開關第二密閉閥B 45向外界大氣排出氣體，即 完成排氣過程。本發明氣體動力裝置中的風速傳感器可實時監控氣流的風速，而電動調節閥是模 擬量調節閥可根據風速傳感器的檢測數據控制所需風速，保證排風量可調性。由於自循環送排風裝置和單獨排風裝置設置，通過艙室內的氣流的自循環和艙室 內外的單獨排風，確保了艙體微環境的氣體狀態，能夠滿足氣溶膠實驗條件的各種要求。以上所述之實施方式為本發明的實施案例之一，並非以此限制本發明的實施範 圍，故凡依本發明之形狀、構造及原理所做的等效變化，均應涵蓋在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種氣溶膠的微環境密閉艙室，包括壁上設有一排風口和一進風口的艙體，其特徵 在於所述微環境密閉艙室還包括設置在所述艙體外的用於採集風源使艙體內氣體流動的 氣體動力裝置。
2.根據權利要求1所述的微環境密閉艙室，其特徵在於所述氣體動力裝置為自循環 送排風裝置和/或單獨排風裝置。
3.根據權利要求2所述的微環境密閉艙室，其特徵在於所述自循環送排風裝置包括一真空泵，所述真空泵的兩端分別通過管道與所述排風口和所述進風口相連通；依次設置在所述排風口和所述真空泵之間的管道上的風速傳感器、電動調節閥、高效 過濾器和第一密閉閥A ；以及設置在所述真空泵和所述進風口之間的管道上的第一密閉閥B。
4.根據權利要求2所述的微環境密閉艙室，其特徵在於所述艙體的側壁上還分別設 有第二排風口和第二進風口 ；所述單獨排風裝置包括第二真空泵，所述第二真空泵的一端通過管道與所述第二排風口相連通，另一端通過 管道連通外界大氣；依次設置在所述第二排風口和所述第二真空泵之間的管道上的第二風速傳感器、第二 電動調節閥、第二高效過濾器和第二密閉閥A ；設置在與外界大氣連通的所述管道上的第二密閉閥B ；以及通過所述第二進風口往所述艙體內送風的送風機。
5.根據權利要求3或4所述的微環境密閉艙室，其特徵在於所述自循環送排風裝置 中的真空泵和所述單獨排風裝置中所述第二真空泵為同一臺真空泵。
6.根據權利要求4或5所述的微環境密閉艙室，其特徵在於所述第二進風口處安裝 有空氣過濾器。
7.根據權利要求1-6中任一所述的微環境密閉艙室，其特徵在於所述艙體內設有溫 溼度傳感器，所述艙體內或外還設有用於接收溫溼度傳感器信號對艙體內氣體加溼的加溼器。
8.根據權利要求1-7中任一所述的微環境密閉艙室，其特徵在於所述艙體內設有紫 外燈。
9.根據權利要求1-8中任一所述的微環境密閉艙室，其特徵在於所述艙體底部安裝 有用於使艙體內氣體均勻流動的風扇。
10.根據權利要求1-9中任一所述的微環境密閉艙室，其特徵在於所述艙體的艙門處 設有密封隔墊；所述氣體動力裝置設置在一箱體內。
全文摘要
本發明公開了一種氣溶膠的微環境密閉艙室。本發明的氣溶膠的微環境密閉艙室，包括壁上設有一排風口和一進風口的艙體，微環境密閉艙室還包括設置在艙體外的用於採集風源使艙體內氣體流動的氣體動力裝置。本發明可用於用於研究有害生物氣溶膠的化學、物理機能及有害生物氣溶膠傳染途徑和正常生物機體被感染、擴散過程及散狀分布；在高等院校、科研機構以及生物醫學防疫、檢驗、檢疫系統等科研單位的生命、醫藥科學研究中均可應用。
文檔編號B01L1/00GK102101062SQ20101056834
公開日2011年6月22日 申請日期2010年11月26日 優先權日2010年11月26日
發明者李勁松, 李娜, 李秋實, 楊文慧, 溫佔波, 王永才, 王潔 申請人:中國人民解放軍軍事醫學科學院微生物流行病研究所, 天津市春信製冷淨化設備有限公司