CN113203144B - 实验室气体在线监测与智能控制*** - Google Patents
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Abstract
本申请涉及实验室气体处理的领域,尤其是涉及一种实验室气体在线监测与智能控制***,其包括排风风机、进风风机,排风风机与进风风机均用于与实验室的建筑体连接,实验室的建筑体上固定连接有支撑管,实验室内设置有监测组件,监测组件用于监测实验室内的有害气体浓度,支撑管内滑移连接有净化组件,支撑管上连接有加热组件、收集箱,支撑管上开有连通于收集箱的收集口,支撑管上滑移连接有用于对收集口进行封堵的封堵板,支撑管的外侧连接有驱动组件,净化组件与封堵板在滑移过程中交替位于收集口处,驱动组件与监测组件电性连接。本申请具有对实验室中的有害气体进行安全有效地处理的效果。
Description
技术领域
本申请涉及实验室气体处理的领域,尤其是涉及一种实验室气体在线监测与智能控制***。
背景技术
实验室即进行实验的场所。实验室是科学的摇篮,是科学研究的基地,科技发展的源泉,对科技发展起着非常重要的作用。在实验室中进行化学试验。
在实验室中进行化学试验通常会产生易燃、易爆、有刺激性气味、有毒的等有害气体,这些气体吸入人体会对人体造成危害。因此,实验室的通风至关重要,通风***的设计要根据建筑功能、平面分布及实验室的实验要求,综合经济、技术、管理等因素进行合理设计。
针对上述中的相关技术,发明人认为:如何对实验室中的有害气体进行安全有效地处理,对实验人员的安全与对环境的保护具有重要的意义。
发明内容
为了对实验室中的有害气体进行安全有效地处理,本申请提供一种实验室气体在线监测与智能控制***。
本申请提供的一种实验室气体在线监测与智能控制***,采用如下的技术方案:
一种实验室气体在线监测与智能控制***,包括排风风机、进风风机,排风风机与进风风机均用于与实验室的建筑体连接,排风风机用于将实验室内的气体排出至大气中,进风风机用于将大气中的新鲜空气通入实验室内,实验室的建筑体上固定连接有支撑管,支撑管的两端为封闭状,支撑管的管身开有排气口和进气口,排气口连通于排风风机的进风口,实验室内设置有监测组件,监测组件用于监测实验室内的有害气体浓度,支撑管内滑移连接有净化组件,净化组件用于对进气口吸入的气体进行净化,支撑管上连接有用于对净化组件进行加热再生的加热组件,支撑管上连接有用于收集净化组件脱附的有害物质的收集箱,支撑管上开有连通于收集箱的收集口,支撑管上滑移连接有用于对收集口进行封堵的封堵板,支撑管的外侧连接有用于驱动净化组件与封堵板滑移的驱动组件,净化组件与封堵板在滑移过程中交替位于收集口处,驱动组件与监测组件电性连接。
通过采用上述技术方案,排风风机将实验室内的气体排出,进风风机将大气中的新鲜空气通入实验室内,维持实验室内的气压平衡。当排风风机的进风口处的净化组件达到吸附饱和状态时,实验室内的有害气体浓度升高。监测组件监测到有害气体浓度上升至设定浓度时,监测组件向驱动组件发送电信号,驱动组件驱动净化组件移动,使得饱和的净化组件移动至收集口处,同时封堵板移动将收集口打开。接着加热组件对饱和的净化组件进行加热再生,净化组件上脱附的有害物质进入收集箱内。然后,驱动组件将经过再生的净化组件移动至进气口处,同时封堵板将收集口进行封闭。如此循环操作,使得净化组件反复对实验室排出的气体进行净化。上述技术方案通过净化组件、驱动组件、加热组件以及收集箱、封堵板的相互配合,达到了对实验室内的有害气体进行安全有效地处理的效果。
可选的,净化组件包括净化盒、吸附剂,吸附剂填塞在净化盒内,净化盒的顶部和底部均开有多个通孔,净化盒滑移连接在支撑管内。
通过采用上述技术方案,排风风机对实验室进行排风时,实验室内的的气体首先从吸气口进入支撑管内,吸附剂对经过净化盒的气体中的有害气体进行吸附,达到了对实验室排出气体进行净化的效果,从而达到了环保的目的。
可选的,加热组件包括加热电阻器、加热电源、加热电阻器固定在支撑管的内壁上,加热电源固定在支撑管上,加热电阻器与加热电源电性连接。
通过采用上述技术方案,当需要对净化组件进行加热再生时,将净化盒移动至收集箱的收集口处,加热电源为加热电阻器供电,加热电阻器产生热量对净化盒进行加热,净化盒将热量传递给吸附剂,吸附剂在高温状态下时,其上吸附的有害物质从吸附剂上脱附下来并进入收集箱内,达到了对吸附剂进行加热再生的效果,使得吸附剂能够重复利用。
可选的,支撑管上靠近收集箱的位置连接有接近开关,接近开关电性连接于加热组件,接近开关用于感应净化组件的位置。
通过采用上述技术方案,当净化盒位于收集口处时,接近开关感应到净化盒,此时接近开关向加热组件发送电信号,加热组件对净化组件进行加热。当净化盒远离收集口时,接近开关感应不到净化盒,此时接近开关再次向加热组件发送电信号,使得加热组件停止工作,达到了节约电能的效果。
可选的,净化组件在支撑管内滑移设置有两个,支撑管的两端均设置有加热组件、收集箱、封堵板、驱动组件,加热组件、收集箱、封堵板、驱动组件均与净化组件一一对应,净化组件在进气口与收集口之间滑移,封堵板与净化组件的滑移方向相互垂直。
通过采用上述技术方案,对每个净化组件进行吸附、脱附循环操作,使得两个净化组件交替位于进气口处对气体进行净化,从而提高了对实验室排出气体的净化效率。
可选的,驱动组件包括第一齿轮、第一齿条、第二齿轮、第二齿条、转动轴,支撑管的外侧壁固定连接有支撑板,支撑板在支撑管的两端分别设有一个,封堵板与支撑板一一对应,封堵板滑移连接在支撑板上,转动轴转动连接在支撑板上,第一齿轮、第二齿轮均固定套设在转动轴上,第一齿条与第一齿轮啮合,第二齿条与第二齿轮啮合,第一齿条与第二齿条相互垂直,净化组件的一侧固定连接有导向杆,导向杆穿设于支撑管且与支撑管滑动配合,导向杆固定连接于第一齿条,封堵板固定连接于第二齿条,支撑管上连接有用于驱动转动轴转动的驱动元。
通过采用上述技术方案,驱动元驱动转动轴转动,转动轴带动第一齿轮、第二齿轮转动,第一齿轮带动第一齿条移动,第一齿条带动导向杆移动,导向杆带动净化组件移动,第二齿轮带动第二齿条移动,第二齿条带动封堵板移动,第一齿条与第二齿条的移动方向相互垂直,使得净化组件与封堵板的移动方向相互垂直,达到了封堵板与净化组件交替位于收集口处的效果。
可选的,支撑管的内底壁开有与封堵板一一对应的滑移槽,滑移槽贯穿至支撑管的一外侧壁,封堵板滑移在滑移槽内。
通过采用上述技术方案,封堵板滑移在滑移槽内,提高了封堵板滑移时的稳定性。
可选的,支撑管的外侧壁固定连接有与转动轴一一对应的定位板,转动轴转动连接于定位板,定位板位于第一齿轮与第二齿轮之间。
通过采用上述技术方案,定位板提高了转动轴转动的稳定性。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.通过净化组件、驱动组件、加热组件、收集箱以及封堵板的相互配合,达到了对实验室内的有害气体进行安全有效地处理的效果;
2.净化组件、加热组件、收集箱、封堵板均设置有两个,两个净化组件交替位于进气口处,从而提高了对实验室排出气体的净化效率;
3.驱动组件包括第一齿轮、第一齿条、第二齿轮、第二齿条、转动轴,达到了驱动封堵板与净化组件滑移且交替位于收集口处的效果。
附图说明
图1是本申请实施例的实验室气体在线监测与智能控制***的结构示意图。
图2是用于体现实验室、支撑管的剖视图。
图3是用于体现支撑管、加热组件的剖视图。
图4是用于体现驱动组件、支撑管、封堵板的结构示意图。
图5是用于体现净化组件、支撑管、收集口、集气口的剖视图。
附图标记说明:1、排风风机;11、通风管;2、进风风机;3、实验室;31、排风口;32、送风口;33、过滤网;4、支撑管;41、密封板;411、接近开关;42、排气口;43、进气口;44、吸气罩;45、滑移槽;46、支撑板;461、引导槽;47、定位板;48、固定板;5、净化组件;51、净化盒;511、导向槽;512、导向杆;52、吸附剂;6、加热组件;61、加热电阻器;62、加热电源;7、收集箱;71、封堵板;711、滑移杆;72、收集口;73、集气口;74、控制阀;8、驱动组件;81、第一齿轮;82、第一齿条;83、第二齿轮;84、第二齿条;85、转动轴;86、驱动电机;9、监测组件;91、有害气体探测器。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种实验室气体在线监测与智能控制***。
参照图1,实验室气体在线监测与智能控制***包括排风风机1、进风风机2,排风风机1、进风风机2用于连接实验室3的建筑体,排风风机1用于将实验室3内的气体排出至大气中,进风风机2用于将大气中的新鲜空气通入实验室3内,以此来对实验室3进行通风换气。
参照图2和图3,实验室3的内顶壁固定连接有支撑管4,支撑管4为水平设置的方管,支撑管4的两端分别栓接有密封板41,使得支撑管4的两端为封闭状态。支撑管4的顶壁开有排气口42,底壁开有进气口43,排气口42连通于排风风机1的进风口,进气口43用于抽取实验室3内的气体。
参照图3和图4,支撑管4内沿水平方向滑移连接有两个净化组件5。支撑管4的两端均设置有加热组件6、收集箱7、封堵板71、驱动组件8以及接近开关411,加热组件6、收集箱7、封堵板71、驱动组件8以及接近开关411均与净化组件5一一对应。
参照图4和图5,支撑管4上开有与收集箱7一一对应的收集口72,收集箱7连通于收集口72。驱动组件8用于驱动净化组件5与封堵板71移动,且净化组件5与封堵板71的滑移方向相互垂直。
参照图3和图4,加热组件6用于对净化组件5进行加热,接近开关411用于感应净化组件5的位置,接近开关411分别与加热组件6、驱动组件8电性连接。实验室3内设置有用于监测实验室3内有害气体的浓度的监测组件9,监测组件9与驱动组件8电性连接。
当排风风机1的进风口处的净化组件5达到吸附饱和状态时,实验室3内的有害气体浓度升高。以一个净化组件5的工作过程为例进行阐述,监测组件9监测到有害气体浓度上升至设定浓度时,监测组件9向驱动组件8发送电信号,驱动组件8驱动净化组件5移动,使得饱和的净化组件5移动至收集口72处,同时对应的封堵板71移动将收集口72打开,接着加热组件6对饱和的净化组件5进行加热再生,净化组件5上脱附的有害物质进入收集箱7内。当监测组件9再次报警,然后,驱动组件8将经过再生的净化组件5移动至进气口43处,同时封堵板71将其对应的收集口72进行封闭。
如此循环操作,使得两个净化组件5交替位于进气口43处,持续地对实验室3排出的气体进行净化,达到了对实验室3中的有害气体进行安全有效地处理的效果。
参照图2和图3,实验室3的顶壁开有排风口31,排风风机1安装在实验的顶部外侧,排风风机1的进风口处连接有通风管11,通风管11连通于排风口31,排气口42连通于排风口31。实验室3的两侧墙体上分别开有送风口32,进风风机2在每个送风口32内均安装有一个。为了提高实验室3通风的质量,实验室3的建筑体在送风口32处安装有过滤网33,过滤网33减小了室外的杂质颗粒进入实验室3内的可能性。
参照图2和图3,监测组件9包括有害气体探测器91,支撑管4的底壁固定连接有吸气罩44,有害气体探测器91在吸气罩44的外侧壁固定连接有四个,四个有害气体探测器91环绕吸气罩44的中心设置,有害气体探测器91用于监测实验室3内有害气体的浓度。
参照图3和图5,净化组件5包括净化盒51、吸附剂52,吸附剂52为分子筛,吸附剂52填塞在净化盒51内,净化盒51的顶部和底部均开有多个通孔,净化盒51沿支撑管4的轴向滑移在支撑管4内,进气口43与排气口42均位于支撑管4的中部,两个净化盒51滑移过程中交替位于进气口43处。
参照图4和图5,支撑管4的两侧壁分别开有导向槽511,净化盒51的两侧分别固定连接有导向杆512,导向杆512滑移在位于其同侧的导向槽511内,从而提高了净化盒51滑移的稳定性。
参照图5,收集箱7连接于支撑管4的底壁,收集箱7的顶部开有集气口73,集气口73连通于收集口72,净化盒51在进气口43与集气口73之间往复滑移。收集箱7的底部连接有控制阀74,控制阀74的进气口43连通于收集箱7。
当需要采集有害物质进行处理时,将收集容器连接在控制阀74的出气口处,然后打开控制阀74,将有害物质进行释放,达到了采集有害物质的效果。
参照图4和图5,支撑管4的内底壁上开有与封堵板71一一对应的滑移槽45,滑移槽45连通于收集口72,滑移槽45的一侧沿水平方向贯通至支撑管4的外侧壁,封堵板71滑移在滑移槽45内。封堵板71的滑移方向与净化盒51的滑移方向垂直,封堵板71与净化盒51的下侧。
参照图4,支撑管4的外侧壁固定连接有支撑板46,支撑板46在支撑管4的两端分别设有一个,封堵板71与支撑板46一一对应,封堵板71滑移连接在支撑板46上。为了提高封堵板71滑移的稳定性,封堵板71的底壁固定连接有滑移杆711,支撑板46的上表面沿第二齿条84的长度方向开有引导槽461,滑移杆711滑移在引导槽461内。
参照图4,驱动组件8包括第一齿轮81、第一齿条82、第二齿轮83、第二齿条84、转动轴85,转动轴85的轴线呈竖向设置,转动轴85转动连接在支撑板46上,第一齿轮81、第二齿轮83均固定套设在转动轴85上,第一齿轮81位于第二齿轮83的上方。第一齿条82与第一齿轮81啮合,第二齿条84与第二齿轮83啮合,第一齿条82与第二齿条84相互垂直,净化组件5一侧的导向杆固定连接于第一齿条82,两个第一齿条82一体成型,封堵板71固定连接于第二齿条84,第二齿条84滑移在滑移槽45内。
参照图4,为了提高转动轴85转动的稳定性,支撑管4的外侧壁固定连接有定位板47,定位板47与转动轴85一一对应,转动轴85穿过定位板47且与定位板47转动连接。
参照图4,支撑管4上连接有用于驱动转动轴85转动的驱动元,驱动元包括驱动电机86,支撑管4的外侧壁固定连接有固定板48,驱动电机86栓接在固定板48上,驱动电机86的输出轴转动连接于固定板48,其中一个转动轴85与驱动电机86的输出轴同轴固定。驱动电机86与有害气体探测器91电性连接。
驱动电机86启动,驱动其中一个转动轴85转动,通过两个第一齿条82与两个转动轴85的联动作用,带动两个第一齿条82同时滑移,第一齿条82带动导向杆512滑移,导向杆512带动净化盒51滑移。两个转动轴85同时转动,转动轴85带动第一齿轮81、第二齿轮83转动,第二齿轮83带动第二齿条84滑移,第二齿条84带动封堵板71滑移。当净化盒51朝向收集口72的方向滑移时,封堵板71滑移且逐渐开启收集口72,当净化盒51朝向进气口43的方向滑移时,封堵板71滑移且逐渐将收集口72进行封堵,达到了净化盒51与封堵板71交替位于收集口72处的效果。
参照图3和图5,加热组件6包括加热电阻器61、加热电源62,加热电阻器61为加热电阻丝弯曲缠绕形成的加热器件,加热电阻器61固定在支撑管4的内顶壁上且位于收集口72的上方,加热电源62固定在密封板41上,加热电阻器61的端部穿过密封板41后与加热电源62电性连接。
参照图3和图4,加热电源62与驱动电机86电性连接。
当需要对吸附剂52进行加热再生时,将净化盒51滑移至收集口72处,启动加热电源62,加热电源62为加热电阻器61供电,加热电阻器61产生热量对净化盒51和吸附剂52进行加热,吸附剂52处于高温状态下,其上吸附的有害物质脱附并落入收集箱7内,一方面达到了收集有害物质的效果,另一方面达到了对吸附剂52重复利用的效果。
参照图4和图5,为了节省加热电源62的电能,密封板41上螺纹连接有接近开关411,接近开关411呈水平设置,接近开关411分别与驱动电机86、加热电源62电性连接。接近开关411与净化盒51一一对应,接近开关411的感应头朝向净化盒51设置。
当有害气体探测器91监测到实验室3内的有害气体浓度上升至设定浓度时,有害气体探测器91向驱动电机86发送电信号,驱动电机86启动,通过驱动组件8的联动作用,驱使进气口43处吸附饱和的净化盒51滑移至收集口72处,接近开关411感应到净化盒51,接近开关411向驱动电机86和加热电源62发送电信号,驱动电机86停止工作,净化盒51停止运动。加热电源62为加热电阻器61供电,加热电阻器61对净化盒51和吸附剂52进行加热。当驱动组件8驱动净化盒51朝向进气口43移动时,接近开关411感应不到净化盒51,接近开关411向加热电源62发送电信号,使得加热电源62停止供电,达到了节约电能的效果。
本申请实施例一种实验室气体在线监测与智能控制***的实施原理为:当排风风机1的进风口处的净化组件5达到吸附饱和状态时,实验室3内的有害气体浓度升高。监测组件9监测到有害气体浓度上升至设定浓度时,监测组件9向驱动电机86发送电信号,驱动电机86启动,驱动其中一个转动轴85转动,通过两个第一齿条82与两个转动轴85的联动作用,带动两个第一齿条82同时滑移,第一齿条82带动导向杆512滑移,导向杆512带动净化盒51滑移。两个转动轴85同时转动,转动轴85带动第一齿轮81、第二齿轮83转动,第二齿轮83带动第二齿条84滑移,第二齿条84带动封堵板71滑移。
以一个净化盒51的工作过程进行阐述,当净化盒51朝向收集口72的方向滑移时,封堵板71滑移且逐渐开启收集口72。当净化盒51移动至收集口72处时,接近开关411感应到净化盒51,接近开关411向驱动电机86和加热电源62发送电信号,驱动电机86停止工作,使得净化盒51停止移动。加热电源62为加热电阻器61供电,加热电阻器61对净化盒51和吸附剂52进行加热。吸附剂52在高温状态下,其上吸附的有害物质脱附落入收集箱7中。当监测组件9再次报警,检测组件相驱动电机86发送电信号,驱动电机86启动,通过驱动组件8的联动作用,将经过再生的净化组件5移动至进气口43处,同时封堵板71将其对应的收集口72进行封闭。当净化盒51朝向进气口43移动时,接近开关411感应不到净化盒51,接近开关411向加热电源62发送电信号,使得加热电源62停止供电。
如此循环操作,使得两个净化盒51交替位于进气口43处,持续地对实验室3排出的气体进行净化,达到了对实验室3中的有害气体进行安全有效地处理的效果。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种实验室气体在线监测与智能控制***,包括排风风机(1)、进风风机(2),排风风机(1)与进风风机(2)均用于与实验室(3)的建筑体连接,排风风机(1)用于将实验室(3)内的气体排出至大气中,进风风机(2)用于将大气中的新鲜空气通入实验室(3)内,其特征在于:实验室(3)的建筑体上固定连接有支撑管(4),支撑管(4)的两端为封闭状,支撑管(4)的管身开有排气口(42)和进气口(43),排气口(42)连通于排风风机(1)的进风口,实验室(3)内设置有监测组件(9),监测组件(9)用于监测实验室(3)内的有害气体浓度,支撑管(4)内滑移连接有净化组件(5),净化组件(5)用于对进气口(43)吸入的气体进行净化,支撑管(4)上连接有用于对净化组件(5)进行加热再生的加热组件(6),支撑管(4)上连接有用于收集净化组件(5)脱附的有害物质的收集箱(7),支撑管(4)上开有连通于收集箱(7)的收集口(72),支撑管(4)上滑移连接有用于对收集口(72)进行封堵的封堵板(71),支撑管(4)的外侧连接有用于驱动净化组件(5)与封堵板(71)往复滑移的驱动组件(8),净化组件(5)与封堵板(71)在往复滑移过程中交替位于收集口(72)处,驱动组件(8)与监测组件(9)电性连接。
2.根据权利要求1所述的实验室气体在线监测与智能控制***,其特征在于:净化组件(5)包括净化盒(51)、吸附剂(52),吸附剂(52)填塞在净化盒(51)内,净化盒(51)的顶部和底部均开有多个通孔,净化盒(51)滑移连接在支撑管(4)内。
3.根据权利要求1所述的实验室气体在线监测与智能控制***,其特征在于:加热组件(6)包括加热电阻器(61)、加热电源(62)、加热电阻器(61)固定在支撑管(4)的内壁上,加热电源(62)固定在支撑管(4)上,加热电阻器(61)与加热电源(62)电性连接。
4.根据权利要求1所述的实验室气体在线监测与智能控制***,其特征在于:支撑管(4)上靠近收集箱(7)的位置连接有接近开关(411),接近开关(411)电性连接于加热组件(6),接近开关(411)用于感应净化组件(5)的位置。
5.根据权利要求1所述的实验室气体在线监测与智能控制***,其特征在于:净化组件(5)在支撑管(4)内滑移设置有两个,支撑管(4)的两端均设置有加热组件(6)、收集箱(7)、封堵板(71)、驱动组件(8),加热组件(6)、收集箱(7)、封堵板(71)、驱动组件(8)均与净化组件(5)一一对应,净化组件(5)在进气口(43)与收集口(72)之间滑移,封堵板(71)与净化组件(5)的滑移方向相互垂直。
6.根据权利要求5所述的实验室气体在线监测与智能控制***,其特征在于:驱动组件(8)包括第一齿轮(81)、第一齿条(82)、第二齿轮(83)、第二齿条(84)、转动轴(85),支撑管(4)的外侧壁固定连接有支撑板(46),支撑板(46)在支撑管(4)的两端分别设有一个,封堵板(71)与支撑板(46)一一对应,封堵板(71)滑移连接在支撑板(46)上,转动轴(85)转动连接在支撑板(46)上,第一齿轮(81)、第二齿轮(83)均固定套设在转动轴(85)上,第一齿条(82)与第一齿轮(81)啮合,第二齿条(84)与第二齿轮(83)啮合,第一齿条(82)与第二齿条(84)相互垂直,净化组件(5)的一侧固定连接有导向杆(512),导向杆(512)穿设于支撑管(4)且与支撑管(4)滑动配合,导向杆(512)固定连接于第一齿条(82),封堵板(71)固定连接于第二齿条(84),支撑管(4)上连接有用于驱动转动轴(85)转动的驱动元。
7.根据权利要求5所述的实验室气体在线监测与智能控制***,其特征在于:支撑管(4)的内底壁开有与封堵板(71)一一对应的滑移槽(45),滑移槽(45)贯穿至支撑管(4)的一外侧壁,封堵板(71)滑移在滑移槽(45)内。
8.根据权利要求6所述的实验室气体在线监测与智能控制***,其特征在于:支撑管(4)的外侧壁固定连接有与转动轴(85)一一对应的定位板(47),转动轴(85)转动连接于定位板(47),定位板(47)位于第一齿轮(81)与第二齿轮(83)之间。
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