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实验室建设通风柜的特点及功能

更新时间:2019-08-27 08:14点击:


一、通风柜概念
通风柜是实验室中最常用的一种局部(part)排风设备,种类繁多,由于其结构不同,使用的条件不同,其排风效果也不相同。通风柜的性能好环,主要取决于通过通风柜空气移动的速度。
通风柜
二、通风柜分类方法
(1)通风柜按照排风方式分类:
分为上部排风式、下部排风式和上下同时排风式三类。为保证工作区风速均匀,对于冷过程的通风柜应采用下部排风式,对于热过程的通风柜采用上部排风式,对于发热量(Heat)不稳定的过程,可在上下均设排风口随柜内发热量的变化调节上下排风量的比例,从而得到均匀的风速。
(2)通风柜按照进风方式分类:
全排风式通风柜:通过室内进风在柜内循环后排出室外称为全排风式,这是应用非常广泛的一种类型。
补风式通风柜:当通风柜设置于采暖或对温湿度有控制要求房间时,为节省(spare)采暖,空调能耗,采用从室外取补给风在柜内循环后排出室外的方式称为补风式通风柜。
变风量式通风柜:普通的定风量系统需要人工调整固定叶片的风阀,调节通风柜的排风量,当调节阀门到某一角度时达到希望的面风速。变风量控制(control)是通过调节阀门的传感器改变风量达到给定的面风速,当然标准式成本低、变风量成本高,适用于要求精度高的场合。
(3)通风柜按照使用状态分类:
可分为整体式下部开放式、落地式、两面式、三面玻璃式、桌上式、连体式以及根据不同实验使用需要而设计的对放射性实验的、对合成(解释:由几个部分合并成一个整体)实验的,对过氯酸实验的专用通风柜。
通风柜
三、主要功能
通风柜的功能中最主要的是排气功能,在化学实验室中,实验操作时产生各种有害气体、臭气、湿气以及易燃、易爆、腐蚀(释义:指腐烂、消失、侵蚀等)性物质,为了保护使用者的安全,防止实验中的污染物质向实验室扩散,在污染源附近要使用通风柜,以往通风柜使用台数较少,只在特别有害且危险的气体及产生大量热的实验中使用。通风柜只担负实验台的辅助功能。考虑到改善实验环境,在实验台上进行的实验逐渐转移到通风柜内,这就要求在通风柜里要有最适于设备使用的功能。特别是大多新建的实验室都要求有空调,因此在建筑的初步设计阶段就要将通风柜的使用台数纳入空调系统的计划。由于通风柜在生化实验室中占有非常重要的位置,从改善实验室环境、改善劳动卫生条件,提高工作效率等方面考虑,通风柜的使用台数飞跃地增加。随之而来的是通风管道,配管、配线、排风等都成为实验室建设的重要课题。
使用通风柜的最大目的是排出实验(experiment)中产生的有害气体,保护实验人员的健康,也就是说要有高度的安全性和优越的操作性,这就要求通风柜应具有如下功能:
(1) 释放功能:应具备将通风柜内部产生的有害气体用吸收柜外气体的方式,使其稀释(dilute)后排除(Remove)室外的机构。
(2) 不倒流功能:应具有在通风柜内部由排风机产生的气流将有害气 体从通风柜内部不反向流进室内的功能。为确保这一功能的实现,一台通风柜与一台通风机用单一管道连接是最好的方法,不能用单一管道连接的,也只限于同层同一房间的可并联,通风机尽可能(maybe)安装在管道的末端(或层顶处)。
(3) 隔离功能:在通风柜前面应具用不滑动的玻璃视窗将通风柜内外进行分隔。
(4) 补充功能:应具有在排出有害气体时,从通风柜外吸入空气的通道或替代装置。
(5) 控制风速功能:为防止通风柜内有害气体逸出,需要有一定的吸入速度。实验室装修由于微生物病菌的危险性,必须防止危险性微生物向外界扩散,全面地阻断危险性微生物与外部环境的接触途径,同时避免微生物受外界污染,影响实验结果的准确性,必须采取合理的实验室布局和装修方案。决定通风柜进风的吸入速度的要素有:实验内容产生的热量及与换气次数的关系。其中主要的是实验内容和有害物的性质。通常规定,一般无毒的污染物为0.25―0.38m/s ,有毒或有危险的有害物为0.4―0.5 m/s ,剧毒或有少量放射性为0.5―0.6m/s ,气状物为0.5m/s ,粒状物为1m/s 。为了确保这样的风速,排风机(Draught Fan)应有必要的静压,即空气通过通风管道时的摩擦阻力。确定风速时还必须注意噪音问题,通过空气在管道内流动时以7―10m为限,超过10m将产生噪音,通常实验室的(室内背景噪声级)噪声限制值为70dBA,增加管道裁面积会降低(reduce)风速,也就降低噪音,考虑到管道的经费(funds)和施工问题,必须慎重选择管道及排风机的功率。
(6) 耐热及耐酸碱腐蚀(释义:指腐烂、消失、侵蚀等)功能:通风柜内有的要安置电炉,有的实验产生大量酸碱等有毒有害气体具有极强的腐蚀性。通风柜的台面,衬板、侧板及选用的水咀、气咀等都应具有防腐功能。在半导体行业或腐蚀性实验中使用硫酸(化学式:H2SO4)、硝酸、氢氟酸等强酸的场合还要求通风柜的整体材料必须防酸碱,须采用不锈钢或聚氯乙烯(Polyvinyl chloride)材料制造。
通风柜
类别
通风柜按照使用状态分类可分为整体式下部开放式、落地式、两面式、三面玻璃式、桌上式、连体式以及根据不同实验使用需要而设计的对放射性实验的、对合成实验的,对过氯酸实验的专用通风柜。洁净实验室由于洁净实验室-生物安全实验室的实验对象是危险性的微生物,出于严格控制污染的原则,它要求以最少的维护人员,运用最优化的管理维护手段,来实时监控每一个实验室中设备所处的物理环境,保证实验室运行过程中始终处于相对负压环境,防止危险性微生物外泄。
安全性是通风柜追求的最大使命,实验(experiment)室使用通风柜就是要保证使用者的安全及防止对周围环境的污染。
这些安全性主要体现在
1、 采用独缝式排风结构、有效地排出有害气体。
2、 流线形手把,手把与玻璃之间留有空隙由于空气在台面上的流动是旋转的,从面保证有效地的进气。
3、 设置视窗防落销,万一钢丝绳(由钢丝、绳芯及润滑脂组成)脱落玻璃视窗意外落下,有了防落销就会接住,防止碰伤人员。
4、 玻璃视窗采用钢化玻璃,即使玻璃意外撞坏或爆炸,不会出现伤人意外。
5、 通风柜上部设置通风孔,即使玻璃视窗关闭也能进入空气,避免产生更大负压。洁净实验室由于洁净实验室-生物安全实验室内操作对象是危险性的微生物,对人体、动植物或环境具有危害,必须通过采用合理的空气调节系统,保持洁净实验室-生物安全实验室的相对负压环境无论何时都不被破坏,以保证实验室内危险性微生物不能向外部环境中扩散。
6、 通风柜壳体选用金属材料,防火不燃。内腔选用抗倍特板,不锈钢(不锈耐酸钢)板等阻燃或不燃材料,台面选用实芯理化板或不锈钢板防酸碱(acid-base)、耐热、阻燃。
7、 玻璃视窗有效高度800mm,内腔1200mm,台面高度800mm,符合人体工程学,便于操作,使用空间大,提高安全性。
8、 水咀、气咀在柜外设远距离操作手把,比直接用手操作更方便安全。
通风柜
通风柜在使用时也必须注意安全
◆在实验开始以前,必须确认通风柜应该处于运行状态,才能进行实验操作。
◆实验结束前至少还要继续运行5分钟以上才可关闭通风机,以排出管道内的残留气体。也可考虑安装排风时间延时器,确保通风机延迟运行。
◆ 实验时,在距玻璃视窗150mm内不要放任何设备,大型实验设备要有充足的空间,不应影响空气的流动,前面视窗尽量要关闭使用。
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