[0001] 技术领域
[0002] 本发明涉及实验室净化设备技术领域，特别是负压保护型洁净工作台。
[0003] 背景技术
[0004] 在实验室洁净技术领域，实验研究人员经常进行无害受试物的实验工作。 洁净工作台是当实验研究人员在进行无害受试物的实验工作时，用于保护实验 材料，使其避免暴露于实验室的非洁净环境，从而提高受试物的成品率而设计 的通风设备，是一种实验室的空气净化设备，在实验室净化设备技术领域得到 了广泛应用。
[0005] 洁净工作台分类，一般是针对层流结构来进行区分，可分为垂直流洁净工 作台、水平流洁净工作台；从操作面角度，层流洁净工作台又可以分为单面操 作和双面操作。从原理角度，目前的产品完全相同，都是为保护实验材料，并 方便舒适地进行实验材料工作，免受实验室的非洁净环境影响而设计的通风设 备。
[0006] 洁净工作台广泛应用于医疗卫生、生物制药、食品安全、临床和医院、微 生物、植物和动物培养、半导体电子、精密仪器、仪表、医疗设备制造和航天 等等行业需要对产品进行保护而对操作人员无伤害的领域；洁净工作台能够提 供洁净操作空间，在进行操作无害的实验材料实验时为受试的实验材料提供有 效的保护，并能够提供一个主操作区、不锈钢台面、插座、风量调节器、照明、 紫外灭菌等等装置来方便进行受试材料的实验工作。一般情况下，洁净工作台 主体是由薄板金属构造，配有玻璃侧窗、主操作前窗（垂直型），并且采用通 风的结构设计，主操作区在操作实验材料时始终保持稳定的层流气流。
[0007] 具体的，洁净工作台的主操作实验区的正上方（垂直层流）或正前方（水 平）设置有送风口，送入经过高效过滤器过滤的洁净气体。为了使主操作实验 区的保持洁净环境，送入的洁净气体需要稳定层流，并达到0.3m/s～0.6m/s的流 速，其气流由专门的风机系统来控制，从而使洁净工作台的主操作实验区始终 处于定向稳定洁净的层流送风气流环境。
[0008] 洁净工作台的主操作实验区域的定向稳定洁净的层流送风气流环境，是洁 净工作台用于保护实验材料的最主要的技术手段。因为洁净工作台的主操作实 验区处于定向稳定洁净的层流送风气流环境中，实验研究人员在进行实验操作 时，实验材料始终处于动态的洁净的层流区内，而不会导致实验材料被污染。 所以，如何保证其定向稳定洁净的层流送风气流环境是整个洁净工作台的关键 技术。
[0009] 请参考图1、图2，图1为气溶胶泄漏和诱入到垂直层流洁净工作台的示意 图；图2为气溶胶泄漏和诱入到水平层流洁净工作台的示意图。
[0010] 如图所示，现有技术中的各种洁净工作台，因为其高效过滤器1边缘密封 不严或失效泄露气溶胶（A方向）、主操作区2与送风高压区密封不严诱导入 的气溶胶（B方向）、前玻璃窗与外部的缝隙会从外部诱导入气溶胶（C方向） 等等原因造成洁净工作台的主操作区的进入气溶胶，从而导致受试的实验材料 被污染。
[0011] 这些问题在中华人民共和国建设部JG/T19-1999《层流洁净工作台检验标 准》中作为洁净工作台检测泄露气溶胶和诱入气溶胶的关键检测指标，图1和 图2均摘自这一标准，其原理在此不再赘述。
[0012] 因此，如何提供一种能够使主操作实验区始终处于定向稳定洁净的层流 送风气流环境的洁净工作台，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
[0013] 发明内容
[0014] 本发明的目的是提供一种负压保护型洁净工作台。该工作台能够为其主 操作实验区提供始终处于定向稳定洁净的层流送风气流环境。
[0015] 为了实现上述目的，本发明提供一种负压保护型洁净工作台，包括：
[0016] 机架；
[0017] 设置于所述机架，且具有主操作区的洁净工作台；
[0018] 高压风机，其出风口连接集风箱体的进风口，所述集风箱体的出风口向 所述主操作区通风；
[0019] 所述主操作区的外围为设有进风口的半包围箱体，所述高压风机和集风 箱体设于所述半包围箱体内部，所述高压风机从半包围箱体吸入气体。
[0020] 优选地，所述半包围箱体包括位于所述主操作区上方的进气箱体和主操 作区后侧的后包围箱体，所述进气箱体与后包围箱体相连通。
[0021] 优选地，所述洁净工作台为垂直层流洁净工作台，所述高压风机和集风 箱体设于所述进气箱体内部。
[0022] 优选地，所述洁净工作台为水平层流洁净工作台，所述集风箱体设于所 述后包围箱体内部，所述高压风机设于所述进气箱体或后包围箱体内部。
[0023] 优选地，所述半包围箱体的内壁包括集风箱体封板和内衬板，或者包括 主操作区顶板和集风箱体封板。
[0024] 优选地，所述半包围箱体的外壁包括前挡板、上挡板和后挡板。
[0025] 优选地，所述半包围箱体的进风口设有初效过滤器。
[0026] 优选地，所述集风箱体的出风口连接高效过滤器。
[0027] 优选地，所述机架为上下分体式结构。
[0028] 优选地，所述集风箱体为袋式集风箱体或金属集风箱体。
[0029] 本发明所提供的负压保护型洁净工作台，可以通过其高压风机对集风箱 体内送风，从而形成集风箱体内的正压环境；集风箱体内的正压气体通过高 效过滤器过滤后均匀层流地排入到主操作区，从而提供主操作区的稳定层流 洁净的气体环境；排入到主操作区的气体通过操作口（或操作口和底板前部 孔排以及后部孔排）等出风口排出。可以通过其高压风机从半包围箱体的空 间进风，从而形成半包围箱体的负压环境；进而从半包围箱体进气口的初效 过滤器进气；同时半包围箱体的负压环境存在，使主操作区、高效过滤器、 集风箱体外侧也具有负压环境，从而防止非洁净气体进入主操作区，工作时， 主操作区内部具有稳定均匀的层流洁净正压环境，保护受试物，主操作区外 部具有负压环境，形成负压保护，防止泄漏。
[0030] 附图说明
[0031] 图1为气溶胶泄漏和诱入到垂直层流洁净工作台的示意图；
[0032] 图2为气溶胶泄漏和诱入到水平层流洁净工作台的示意图；
[0033] 图3为本发明所提供负压保护型洁净工作台的一种具体实施方式的结构 示意图；
[0034] 图4为本发明所提供负压保护型洁净工作台的另一种具体实施方式的结 构示意图。
[0035] 图1、图2中：
[0036] 1.高效过滤器   2.主操作区
[0037] 图3、图4中：
[0038] 10.机架   20.高压风机   21.集风箱体   22.高效过滤器   23.主操作 区   30.进气箱体   31.进风口   221.高效过滤器封板   222.集风箱体封板 223.内衬板   224.主操作区顶板   231.第一出风口   301.前窗   302.前挡 板   303.上挡板   304.后挡板   304-1.后上挡板   304-2.后下挡板   311. 初效过滤器   331.第二出风口   332.第三出风口   32.后包围箱体   33.底 板
[0039] 具体实施方式
[0040] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体 实施方式对本发明作进一步的详细说明。
[0041] 本发明实施例提供的负压保护型洁净工作台，共分成两类：一类是负压 保护型垂直层流洁净工作台；另一类是负压保护型水平层流洁净工作台。本 文所叙述的正压环境和负压环境是相对于设备当时所处的正常大气压的环境 而言，高于正常大气压的为正压环境（图中用正号表示），低于正常大气压的 为负压环境（图中用负号表示）。
[0042] 请参考图3，图3为本发明所提供负压保护型洁净工作台的一种具体实 施方式的结构示意图。
[0043] 先介绍负压保护型垂直层流洁净工作台，此类工作台主要由机架10和洁 净工作台组成，洁净工作台设置在机架10上，具有进风口31、第一出风口 231，第二出风口331和第三出风口332，其中出风口231也是实验人员的主 操作口，第二出风口331和第三出风口332是从主操作区23排出被污染的气 体的出口。
[0044] 进气箱体30与进风口31相通，高压风机20用于提供通风动力，其出风 侧连接集风箱体21，集风箱体21另一端连接高效过滤器22。
[0045] 在负压保护型垂直层流洁净工作台正常工作时，高压风机20从进气箱体 30吸入气体，首先为集风箱体21内部提供正压环境；进一步地，因为集风 箱体21内部正压环境的存在，进而，通过高效过滤器22连接的主操作区23 也处于正压环境；更近一步地，由于主操作区23通过出风口与外界相通，因 此实际上在主操作区23形成的是动态正压环境；再近一步地，由于主操作区 23的动态正压环境的存在，主操作区23通过其出风口向外界排出气体，从 而在主操作区23内的实验区域形成定向的稳定的层流排风气流环境。
[0046] 另一方面，高压风机20向集风箱体21送风的同时从进气箱体30的空间 进风，从而形成进气箱体30的负压环境；进一步地，进气箱体30的负压环 境的存在，进气箱体30从设备顶部的上挡板303的进风口31进气；当然， 从进风口31进入的气体会通过进风初效过滤器311进行过滤，保证了进入集 风箱体21的气体有了初步的洁净；更进一步的，高压风机20、集风箱体21、 高效过滤器22、主操作区23等装置与前窗301、前挡板302、上挡板303、 后挡板304、内衬板223等设备内外壳，形成进气箱体30和后包围箱体32 的半包围的箱体结构；此结构使进气箱体30和后包围箱体32连为一体，由 于进气箱体30的负压环境存在，使得后包围箱体32也形成了负压环境。再 进一步，由于进气箱体30和后包围箱体32的负压环境存在，进而使集风箱 体21、高效过滤器22、主操作区23的外部均处于负压环境之中。
[0047] 进一步分析：首先是集风箱体21、高效过滤器22、主操作区23的内部 气压的环境是正压环境；其次是集风箱体21、高效过滤器22、主操作区23 的外部是负压环境包围。根据流体力学原理：气体从高气压往低气压方向流 动，形成气流。同理，如果存在泄漏和诱导的可能，是从集风箱体21、高效 过滤器22、主操作区23等装置的正压环境内部向负压环境的外部流动；反 之，不可能发生。
[0048] 由此可以得出，由于半包围的箱体结构、内正外负的压差的存在，即使 存在集风箱体21有少许的泄漏、高效过滤器22的边缘密封泄漏、主操作区 23接缝诱导、主操作区23和前窗301缝隙诱导，气体也是从集风箱体21、 高效过滤器22、主操作区23等装置的内部向外部流动。
[0049] 具体地，当集风箱体21存在少许的泄漏时，集风箱体21内的气体漏向 集风箱体21外的进气箱体30；当高效过滤器22的上边缘（高效过滤器22 与高效过滤器封板221之间）、下边缘（高效过滤器22与集风箱体封板222 之间）密封存在少量泄漏时，上边缘从集风箱体21内漏向集风箱体21外的 进气箱体30，下边缘从主操作区23漏向集风箱体21外的进气箱体30；当主 操作区23接缝（集风箱体封板222与内衬板223之间、内衬板223与底板 33之间等）存在诱导泄漏的情况时，从主操作区23漏向集风箱体21外的进 气箱体30或后包围箱体32；当主操作区23和前窗301的缝隙（集风箱体封 板222与前窗301之间）存在诱导泄漏时，从主操作区23漏向集风箱体21 外的进气箱体30。
[0050] 从以上分析，可以得出：由于半包围的箱体结构、内正外负的压差的存 在，解决了高效过滤器22边缘密封泄漏问题，解决了主操作区23制造接缝 诱导泄漏的问题，解决了主操作区23和前窗301的缝隙存在诱导泄漏问题， 实现了即使有泄漏的发生也只是从洁净区往非洁净区的泄漏，从而不会对洁 净区的洁净度造成污染，形成了负压保护型结构的垂直层流洁净工作台的工 作原理。此结构，只要垂直层流洁净工作台高压风机20正常工作，负压保护 一直有效。
[0051] 请参考图4，图4为本发明所提供负压保护型洁净工作台的另一种具体 实施方式的结构示意图。
[0052] 接下来介绍负压保护型水平层流洁净工作台，主要由机架10和洁净工作 台组成，洁净工作台设置在机架10上，且具有进风口31、第一出风口231， 第一出风口231是从主操作区23排出被污染的气体的出口，也是实验人员的 主操作口。
[0053] 进气箱体30与进风口31相通，高压风机20用于提供通风动力，其出风 侧连接集风箱体21，集风箱体21另一端连接高效过滤器22。
[0054] 在负压保护型水平层流洁净工作台正常工作时，高压风机20从进气箱体 30吸入气体，首先为集风箱体21内提供正压环境；进一步地，因为集风箱 体21内正压环境的存在，通过高效过滤器22连接的主操作区23也处于正压 环境；更近一步地，由于主操作区23通过第一出风口231与外界相通，因此 实际上在主操作区23形成的是动态正压环境；再近一步地，由于主操作区 23的动态正压环境的存在，主操作区23通过其出风口231向外界排出气体， 从而在主操作区23内的实验区域形成定向的稳定的层流排风气流环境。
[0055] 另一方面，高压风机20向集风箱体21送风的同时从进气箱体30的空间 进风，从而形成进气箱体30的负压环境；进一步地，进气箱体30的负压环 境的存在，进气箱体30从设备顶部的上挡板303的进风口31进气；当然， 从进风口31进入的气体会通过进风初效过滤器311进行过滤，保证了进入集 风箱体21的气体有了初步的洁净；更进一步的，高压风机20、集风箱体21、 高效过滤器22、主操作区23等装置与主操作区顶板224、前挡板302、上挡 板303、后上挡板304-1、后下挡板304-2、底板33等设备内外壳，形成进气 箱体30和后包围箱体32的半包围的箱体结构；此结构使进气箱体30和后包 围箱体32连为一体，由于进气箱体30的负压环境存在，使得后包围箱体32 也形成了负压环境。再进一步，由于进气箱体30和后包围箱体32的负压环 境存在，进而使集风箱体21、高效过滤器22、主操作区23的外部均处于负 压环境之中。
[0056] 进一步分析：首先是集风箱体21、高效过滤器22、主操作区23的内部 气压的环境是正压环境；其次是集风箱体21、高效过滤器22、主操作区23 的外部是负压环境包围。根据流体力学原理：气体从高气压往低气压方向流 动，形成气流。同理，如果存在泄漏和诱导的可能，是从集风箱体21、高效 过滤器22、主操作区23等装置的正压环境内部向负压环境的外部流动；反 之，不可能发生。
[0057] 由此可以得出，由于半包围的箱体结构、内正外负的压差的存在，即使 存在集风箱体21有少许的泄漏、高效过滤器22的边缘密封泄漏、主操作区 23接缝诱导，气体也是从集风箱体21、高效过滤器22、主操作区23等装置 的内部向外部流动。
[0058] 具体地，当集风箱体21存在少许的泄漏时，集风箱体21内的气体漏向 集风箱体21外的后包围箱体32；当高效过滤器22的进气端边缘（高效过滤 器22与高效过滤器封板221之间）、出气端边缘（高效过滤器22与集风箱体 封板222之间）密封存在少量泄漏时，进气端边缘从集风箱体21内漏向集风 箱体21外的后包围箱体32，出气端边缘从主操作区23漏向集风箱体21外 的后包围箱体32；当主操作区23接缝（集风箱体封板222与主操作区顶板 224之间、集风箱体封板222与底板33之间、前挡板302与主操作区顶板224 之间等等）存在诱导泄漏的情况时，从主操作区23漏向集风箱体21外的后 包围箱体32或进气箱体30。
[0059] 从以上分析，可以得出：由于半包围的箱体结构、内正外负的压差的存 在，解决了高效过滤器22边缘密封泄漏问题，解决了主操作区23制造接缝 诱导泄漏的问题，实现了即使有泄漏的发生也只是从洁净区往非洁净区的泄 漏，从而不会对洁净区的洁净度造成污染，形成了负压保护型结构的水平层 流洁净工作台的工作原理。此方法，只要水平层流洁净工作台高压风机正常 工作，负压保护一直有效。
[0060] 从以上对图3负压保护型垂直层流洁净工作台和图4负压保护型水平层流 洁净工作台两类负压保护型洁净工作台进行实施的具体分析，可以得出：
[0061] 本发明提供的负压保护型洁净工作台，通过初效过滤器311、高压风机20、 集风箱体21、高效过滤器22、主操作区23等组成的通风系统，定向稳定地为主 操作区23的实验区提供洁净的层流送风气流环境。通过半包围的箱体结构、内 正外负的压差环境，形成了负压保护型结构，彻底解决了边缘泄漏和诱导泄漏 气溶胶问题，进一步提高和稳定了洁净工作台的洁净度。
[0062] 当然，在负压保护型洁净工作台，还可以进一步地将集风箱体采用耐用 的不透气的袋式结构，这种结构可以塑造成任何形状，具有减少涡流，降低 风燥等优点。当然其他金属结构也可以实现集风功能。
[0063] 本方案负压保护型洁净工作台设备机架10采用上、下分体结构，并在操 作区23内部安装有电源插座、照明灯、紫外灯等电器装置，以方便实验操作 人员相关进行操作。
[0064] 当然，负压保护型洁净工作台的也同时具备用于实验研究人员的进行相 关工作的通用洁净工作台相同的功能。其显著的改进是在气流控制领域，通 过半包围的箱体结构、内正外负的压差环境，形成了负压保护型结构，彻底 解决了边缘泄漏和诱导泄漏气溶胶问题，进一步提高和稳定了洁净工作台的 洁净度。这将在改善洁净工作台的泄漏和诱导问题方面，取得实质性的改变。

[0065] 以上对本发明所提供的负压保护型洁净工作台进行了详细介绍。本文中 应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明 只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进 和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内.

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