CN113368908B - 一种高安全性生物安全柜及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高安全性生物安全柜及其使用方法，属于生物安全柜领域，通过在现有技术的基础上增设助力护腿来辅助技术人员完成迅速远离安全柜的动作，有效提高安全系数，助力护腿具有双重保障作用，一方面：在进行正常的实验操作时，利用技术人员腿部与助力护腿的相抵作用来控制屏蔽门的开启和关闭，这样在技术人员暂时离开时使得生物安全柜本体处于封闭状态，不会造成有害气体的外泄；另一方面：在气流警报器触发后，通过向外推出助力护腿来主动撤离技术人员，减少逗留的时间，有效避免吸入有害气体，另外由于助力护腿向外延伸出一段长度，可迫使走动的人员远离生物安全柜本体，从而有效减小对生物安全柜本体内部气流的干扰。

Description

一种高安全性生物安全柜及其使用方法

技术领域

本发明涉及生物安全柜领域，更具体地说，涉及一种高安全性生物安全柜及其使用方法。

背景技术

生物安全柜是能防止实验操作处理过程中某些含有危险性或未知性生物微粒发生气溶胶散逸的箱型空气净化负压安全装置。其广泛应用于微生物学、生物医学、基因工程、生物制品等领域的科研、教学、临床检验和生产中，是实验室生物安全中一级防护屏障中最基本的安全防护设备。

生物安全柜的工作原理主要是将柜内空气向外抽吸，使柜内保持负压状态，通过垂直气流来保护工作人员；外界空气经高效空气过滤器(HEPA过滤器)过滤后进入安全柜内，以避免处理样品被污染；柜内的空气也需经过HEPA过滤器过滤后再排放到大气中，以保护环境。

生物安全柜作为保护实验操作人员的重要设备，其内部的气流报警器是必不可少的装置，气流报警器的作用是提示技术人员应立即停止操作并远离安全柜，但是在实际操作时由于技术人员的安全意识薄弱和反应不够迅捷，导致撤离不够及时而误吸入有害气体，现有的安全柜也没有相应的保障措施。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高安全性生物安全柜及其使用方法，通过在现有生物安全柜的基础上增设助力护腿来辅助技术人员完成迅速远离安全柜的动作，有效提高安全系数，助力护腿具有双重保障作用，一方面：在进行正常的实验操作时，利用技术人员腿部与助力护腿的相抵作用来控制屏蔽门的开启和关闭，这样在技术人员暂时离开时使得生物安全柜本体处于封闭状态，不会造成有害气体的外泄；另一方面：在气流警报器触发后，通过向外推出助力护腿来主动撤离技术人员，减少逗留的时间，有效避免吸入有害气体，另外由于助力护腿向生物安全柜本体的外部延伸出一段长度，可迫使走动的人员远离生物安全柜本体，从而有效减小对生物安全柜本体内部气流的干扰。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种高安全性生物安全柜，包括生物安全柜本体，所述生物安全柜本体包括带有人脸识别装置的操控面板和带有伺服电机的屏蔽门，所述生物安全柜本体的内部还包括气流报警器，且屏蔽门上的伺服电机与气流报警器电连接，所述生物安全柜本体的底部外侧设置有两个助力护腿，所述生物安全柜本体的底部安装有套管，且套管的内部通过弹簧连接有与助力护腿固定连接的滑动伸缩杆，所述套管远离滑动伸缩杆的一侧安装有与气流报警器电连接的气动伸缩杆，且气动伸缩杆的输出端贯穿至套管内并与滑动伸缩杆相抵，所述套管靠近气动伸缩杆的内壁安装有与气流报警器和伺服电机电连接的压力传感器，且位于套管内部的滑动伸缩杆侧壁上固定连接有触发块，当触发块碰到压力传感器后，压力传感器使得屏蔽门打开。

进一步的，所述助力护腿包括两个上下设置的半圆环护板，半圆环护板能与腿部相匹配，且适用于不同高矮、胖瘦的人，所述助力护腿分为普通型号和电击型号，且电击型号上设置有与气流报警器电连接的电击球，通过安全电流的刺激让人下意识的后撤，从而完成迅速撤离的动作，有效提高安全系数。

进一步的，两个所述半圆环护板的背部设置有开设有T型滑槽的连接板，且两个半圆环护板的背部均固定连接有与T型滑槽滑动连接的T型滑块，两个所述半圆环护板之间通过卡接的方式连接，且两个半圆环护板之间通过弹簧连接，两个半圆环护板的之间的距离可调节增大，这样在技术人员站立操作时能增大覆盖腿部的范围，从而有效保障推动后撤的效果，也能避免人体失去重心而摔倒。

进一步的，其中一个所述半圆环护板的侧壁固定连接有卡勾，且另一个半圆环护板的侧壁开设有与卡勾匹配的卡槽，所述卡槽的侧壁通过弹簧连接有按钮，在初始状态时，卡勾卡进卡槽中，此时两个半圆环护板为一体，当按压按钮时，按钮将卡勾顶开，在弹力作用下卡勾与卡槽分离，从而两个半圆环护板分开，这样助力护腿的覆盖面积即增大。

进一步的，所述生物安全柜本体靠近屏蔽门的底部开设有让位槽，且让位槽中通过弹簧连接有护板，护板可被手部压下去并能自主回弹，这样在手撤离处生物安全柜本体后，护板能阻挡住迸溅出来的液滴并有效阻碍有害气体的外泄，而且在人后撤时，若此时手上还拿有未来得及放下的物件可被护板截住，避免被携带出去而污染空气。

进一步的，所述护板的内侧表面涂覆有防腐蚀层，是为了避免被化学试剂腐蚀掉，且护板的上部固定连接有硅胶垫，这样可提高手部的舒适度。

进一步的，所述屏蔽门通过传动机构与伺服电机的输出端连接，且屏蔽门的开启范围在15-30㎝，屏蔽门的开启幅度不能过大，否则会让人的头部处在进风口处，从而加大吸入有害气体的风险，屏蔽门的开启幅度也不能过小，否则会让手部不能舒适的操作。

进一步的，所述助力护腿位于生物安全柜本体外部的长度范围在20-40㎝，过长影响生物安全柜本体的整体安置，过短达不到预期效果，且助力护腿的边角处均套有防撞条，避免腿部撞到助力护腿受伤。

进一步的，所述助力护腿的外侧安装有闪烁的警示灯，起到给经过的人提示的作用，让人注意脚下动作，且助力护腿的外表面涂覆有荧光层，在夜晚或光线暗淡的条件下可起到提示作用。

进一步的，一种高安全性生物安全柜的使用方法，包括以下步骤：

S1，通过专业培训且得到授权的技术人员先站在生物安全柜本体的前方进行人脸识别认证，认证成功后操作操控面板启动生物安全柜本体，以让生物安全柜本体预先运行-分钟，在此过程中技术人员进行其它准备工作；

S2，若技术人员选择坐在滑轮椅上操作时，在端坐的状态下将两条腿分别抵在两个助力护腿上，然后向前移动直到屏蔽门打开，此时可进行操作，当气流报警器发出报警时，气流报警器向气动伸缩杆发出信号，气动伸缩杆向外推动助力护腿，从而帮助技术人员迅速后撤远离生物安全柜本体，避免吸入有害气体，气流报警器同时向伺服电机发出信号，以关闭屏蔽门避免有害气体外泄；

S3，若技术人员选择站立操作，先调节助力护腿以让其覆盖范围增大，同样将双腿放进助力护腿中并向前移动，待屏蔽门打开后开始进行操作，当气流警报器发出报警后，向气动伸缩杆发出信号的同时向电击球输出安全电流，刺激技术人员后退。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过在现有生物安全柜的基础上增设助力护腿来辅助技术人员完成迅速远离安全柜的动作，有效提高安全系数，助力护腿具有双重保障作用，一方面：在进行正常的实验操作时，利用技术人员腿部与助力护腿的相抵作用来控制屏蔽门的开启和关闭，这样在技术人员暂时离开时使得生物安全柜本体处于封闭状态，不会造成有害气体的外泄；另一方面：在气流警报器触发后，通过向外推出助力护腿来主动撤离技术人员，减少逗留的时间，有效避免吸入有害气体，另外由于助力护腿向生物安全柜本体的外部延伸出一段长度，可迫使走动的人员远离生物安全柜本体，从而有效减小对生物安全柜本体内部气流的干扰。

（2）助力护腿包括两个上下设置的半圆环护板，半圆环护板能与腿部相匹配，且适用于不同高矮、胖瘦的人，助力护腿分为普通型号和电击型号，且电击型号上设置有与气流报警器电连接的电击球，通过安全电流的刺激让人下意识的后撤，从而完成迅速撤离的动作，有效提高安全系数。

（3）两个半圆环护板的背部设置有开设有T型滑槽的连接板，且两个半圆环护板的背部均固定连接有与T型滑槽滑动连接的T型滑块，两个半圆环护板之间通过卡接的方式连接，且两个半圆环护板之间通过弹簧连接，两个半圆环护板的之间的距离可调节增大，这样在技术人员站立操作时能增大覆盖腿部的范围，从而有效保障推动后撤的效果，也能避免人体失去重心而摔倒。

（4）其中一个半圆环护板的侧壁固定连接有卡勾，且另一个半圆环护板的侧壁开设有与卡勾匹配的卡槽，卡槽的侧壁通过弹簧连接有按钮，在初始状态时，卡勾卡进卡槽中，此时两个半圆环护板为一体，当按压按钮时，按钮将卡勾顶开，在弹力作用下卡勾与卡槽分离，从而两个半圆环护板分开，这样助力护腿的覆盖面积即增大。

（5）生物安全柜本体靠近屏蔽门的底部开设有让位槽，且让位槽中通过弹簧连接有护板，护板可被手部压下去并能自主回弹，这样在手撤离处生物安全柜本体后，护板能阻挡住迸溅出来的液滴并有效阻碍有害气体的外泄，而且在人后撤时，若此时手上还拿有未来得及放下的物件可被护板截住，避免被携带出去而污染空气。

（6）护板的内侧表面涂覆有防腐蚀层，是为了避免被化学试剂腐蚀掉，且护板的上部固定连接有硅胶垫，这样可提高手部的舒适度。

（7）屏蔽门通过传动机构与伺服电机的输出端连接，且屏蔽门的开启范围在15-30㎝，屏蔽门的开启幅度不能过大，否则会让人的头部处在进风口处，从而加大吸入有害气体的风险，屏蔽门的开启幅度也不能过小，否则会让手部不能舒适的操作。

（8）助力护腿位于生物安全柜本体外部的长度范围在20-40㎝，过长影响生物安全柜本体的整体安置，过短达不到预期效果，且助力护腿的边角处均套有防撞条，避免腿部撞到助力护腿受伤。

（9）助力护腿的外侧安装有闪烁的警示灯，起到给经过的人提示的作用，让人注意脚下动作，且助力护腿的外表面涂覆有荧光层，在夜晚或光线暗淡的条件下可起到提示作用。

附图说明

图1为本发明的立体示意图；

图2为本发明的侧面示意图；

图3为本发明的现有技术与本发明技术的对比示意图；

图4为本发明的柜体内部气流流动示意图；

图5为本发明使用前准备示意图；

图6为本发明工作前后状态示意图；

图7为本发明的两种工作状态示意图；

图8为本发明两种型号助力护腿的立体示意图；

图9为本发明的电击型号的调节前后状态示意图；

图10为本发明的套管剖面示意图；

图11为本发明的传感部件控制操作示意图。

图中附图标记说明：

1生物安全柜本体、2操控面板、3屏蔽门、4助力护腿、401连接板、402卡勾、403卡槽、5套管、6滑动伸缩杆、601触发块、7气动伸缩杆、8压力传感器、9电击球、10护板、11让位槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参阅图1-11，一种高安全性生物安全柜，请参阅图1、2和图4，包括生物安全柜本体1，生物安全柜本体1包括带有人脸识别装置的操控面板2和带有伺服电机的屏蔽门3（在操控面板上安装人脸识别装置是本领域技术人员熟知的公知技术），屏蔽门3通过传动机构与伺服电机的输出端连接（传动机构为现有技术），且屏蔽门3的开启范围在15-30㎝，屏蔽门3的开启幅度不能过大，否则会让人的头部处在进风口处，从而加大吸入有害气体的风险，屏蔽门3的开启幅度也不能过小，否则会让手部不能舒适的操作，生物安全柜本体1靠近屏蔽门3的底部开设有让位槽11，且让位槽11中通过弹簧连接有护板10，护板10可被手部压下去并能自主回弹，这样在手撤离处生物安全柜本体1后，护板10能阻挡住迸溅出来的液滴并有效阻碍有害气体的外泄，而且在人后撤时，若此时手上还拿有未来得及放下的物件可被护板10截住，避免被携带出去而污染空气，护板10的内侧表面涂覆有防腐蚀层，是为了避免被化学试剂腐蚀掉，且护板10的上部固定连接有硅胶垫，这样可提高手部的舒适度；

请参阅图2、3和图11，生物安全柜本体1的内部还包括气流报警器（为现有技术），且屏蔽门3上的伺服电机与气流报警器电连接，生物安全柜本体1的底部外侧设置有两个助力护腿4，助力护腿4位于生物安全柜本体1外部的长度范围在20-40㎝，过长影响生物安全柜本体1的整体安置，过短达不到预期效果，且助力护腿4的边角处均套有防撞条，避免腿部撞到助力护腿4受伤，助力护腿4的外侧安装有闪烁的警示灯，起到给经过的人提示的作用，让人注意脚下动作，且助力护腿4的外表面涂覆有荧光层，在夜晚或光线暗淡的条件下可起到提示作用，助力护腿4包括两个上下设置的半圆环护板，半圆环护板能与腿部相匹配，且适用于不同高矮、胖瘦的人，助力护腿4分为普通型号和电击型号，且电击型号上设置有与气流报警器电连接的电击球9（和电击棒的原理一样，但发出的电流在安全范围内），通过安全电流的刺激让人下意识的后撤，从而完成迅速撤离的动作，有效提高安全系数；

请参阅图8、9，两个半圆环护板的背部设置有开设有T型滑槽的连接板401，且两个半圆环护板的背部均固定连接有与T型滑槽滑动连接的T型滑块，两个半圆环护板之间通过卡接的方式连接，且两个半圆环护板之间通过弹簧连接，两个半圆环护板的之间的距离可调节增大，这样在技术人员站立操作时能增大覆盖腿部的范围，从而有效保障推动后撤的效果，也能避免人体失去重心而摔倒；

请参阅图9，其中一个半圆环护板的侧壁固定连接有卡勾402，且另一个半圆环护板的侧壁开设有与卡勾402匹配的卡槽403，卡槽403的侧壁通过弹簧连接有按钮，在初始状态时，卡勾402卡进卡槽403中，此时两个半圆环护板为一体，当按压按钮时，按钮将卡勾402顶开，在弹力作用下卡勾402与卡槽403分离，从而两个半圆环护板分开，这样助力护腿4的覆盖面积即增大；

请参阅图2和图10，生物安全柜本体1的底部安装有套管5，且套管5的内部通过弹簧连接有与助力护腿4固定连接的滑动伸缩杆6，套管5远离滑动伸缩杆6的一侧安装有与气流报警器电连接的气动伸缩杆7，且气动伸缩杆7的输出端贯穿至套管5内并与滑动伸缩杆6相抵，套管5靠近气动伸缩杆7的内壁安装有与气流报警器和伺服电机电连接的压力传感器8（为现有技术），且位于套管5内部的滑动伸缩杆6侧壁上固定连接有触发块601，当触发块601碰到压力传感器8后，压力传感器8使得屏蔽门3打开；

请参阅图11，本方案的使用方法，包括以下步骤：

请参阅图4、5，S1，通过专业培训且得到授权的技术人员先站在生物安全柜本体1的前方进行人脸识别认证，认证成功后操作操控面板2启动生物安全柜本体1，以让生物安全柜本体1预先运行5-10分钟，在此过程中技术人员进行其它准备工作；

请参阅图6，S2，若技术人员选择坐在滑轮椅上操作时，在端坐的状态下将两条腿分别抵在两个助力护腿4上，然后向前移动直到屏蔽门3打开，此时可进行操作，当气流报警器发出报警时，气流报警器向气动伸缩杆7发出信号，气动伸缩杆7向外推动助力护腿4，从而帮助技术人员迅速后撤远离生物安全柜本体1，避免吸入有害气体，气流报警器同时向伺服电机发出信号，以关闭屏蔽门3避免有害气体外泄；

请参阅图7，S3，若技术人员选择站立操作，先调节助力护腿4以让其覆盖范围增大，同样将双腿放进助力护腿4中并向前移动，待屏蔽门3打开后开始进行操作，当气流警报器发出报警后，向气动伸缩杆7发出信号的同时向电击球9输出安全电流，刺激技术人员后退。

本装置结构部分的工作原理为：把腿放进助力护腿4中后身体向前移动，使滑动伸缩杆6缩进套管5中，当触发块601碰到压力传感器8后，压力传感器8使得屏蔽门3打开，此时技术人员手可伸进生物安全柜本体1内进行操作，手部架在护板10上将其压下去，当技术人员暂时离开时手先伸出生物安全柜本体1，然后腿部向后撤的同时触发块601与压力传感器8分离，此时屏蔽门3关闭，这样在有人经过生物安全柜本体1时不会对生物安全柜本体1内部的气流造成干扰，当气流报警器发出警报后，气动伸缩杆7启动向外推动滑动伸缩杆6，以帮助技术人员迅速远离生物安全柜本体1，同时屏蔽门3关闭，这样可切断生物安全柜本体1内部的污染空气向外泄漏的通道，也避免被技术人员吸入。

通过在现有生物安全柜的基础上增设助力护腿4来辅助技术人员完成迅速远离安全柜的动作，有效提高安全系数，助力护腿4具有双重保障作用，一方面：在进行正常的实验操作时，利用技术人员腿部与助力护腿4的相抵作用来控制屏蔽门3的开启和关闭，这样在技术人员暂时离开时使得生物安全柜本体1处于封闭状态，不会造成有害气体的外泄；另一方面：在气流警报器触发后，通过向外推出助力护腿4来主动撤离技术人员，减少逗留的时间，有效避免吸入有害气体，另外由于助力护腿4向生物安全柜本体1的外部延伸出一段长度，可迫使走动的人员远离生物安全柜本体1，从而有效减小对生物安全柜本体1内部气流的干扰。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高安全性生物安全柜，包括生物安全柜本体（1），所述生物安全柜本体（1）包括带有人脸识别装置的操控面板（2）和带有伺服电机的屏蔽门（3），所述生物安全柜本体（1）的内部还包括气流报警器，且屏蔽门（3）上的伺服电机与气流报警器电连接，其特征在于：所述生物安全柜本体（1）的底部外侧设置有两个助力护腿（4），所述生物安全柜本体（1）的底部安装有套管（5），且套管（5）的内部通过弹簧连接有与助力护腿（4）固定连接的滑动伸缩杆（6），所述套管（5）远离滑动伸缩杆（6）的一侧安装有与气流报警器电连接的气动伸缩杆（7），且气动伸缩杆（7）的输出端贯穿至套管（5）内并与滑动伸缩杆（6）相抵，所述套管（5）靠近气动伸缩杆（7）的内壁安装有与气流报警器和伺服电机电连接的压力传感器（8），且位于套管（5）内部的滑动伸缩杆（6）侧壁上固定连接有触发块（601），当触发块（601）碰到压力传感器（8）后，压力传感器（8）使得屏蔽门（3）打开。

2.根据权利要求1所述的一种高安全性生物安全柜，其特征在于：所述助力护腿（4）包括两个上下设置的半圆环护板，所述助力护腿（4）分为普通型号和电击型号，且电击型号上设置有与气流报警器电连接的电击球（9）。

3.根据权利要求2所述的一种高安全性生物安全柜，其特征在于：两个所述半圆环护板的背部设置有开设有T型滑槽的连接板（401），且两个半圆环护板的背部均固定连接有与T型滑槽滑动连接的T型滑块，两个所述半圆环护板之间通过卡接的方式连接，且两个半圆环护板之间通过弹簧连接。

4.根据权利要求3所述的一种高安全性生物安全柜，其特征在于：其中一个所述半圆环护板的侧壁固定连接有卡勾（402），且另一个半圆环护板的侧壁开设有与卡勾（402）匹配的卡槽（403），所述卡槽（403）的侧壁通过弹簧连接有按钮。

5.根据权利要求1所述的一种高安全性生物安全柜，其特征在于：所述生物安全柜本体（1）靠近屏蔽门（3）的底部开设有让位槽（11），且让位槽（11）中通过弹簧连接有护板（10）。

6.根据权利要求5所述的一种高安全性生物安全柜，其特征在于：所述护板（10）的内侧表面涂覆有防腐蚀层，且护板（10）的上部固定连接有硅胶垫。

7.根据权利要求1所述的一种高安全性生物安全柜，其特征在于：所述屏蔽门（3）通过传动机构与伺服电机的输出端连接，且屏蔽门（3）的开启范围在15-30㎝。

8.根据权利要求1所述的一种高安全性生物安全柜，其特征在于：所述助力护腿（4）位于生物安全柜本体（1）外部的长度范围在20-40㎝，且助力护腿（4）的边角处均套有防撞条。

9.根据权利要求1所述的一种高安全性生物安全柜，其特征在于：所述助力护腿（4）的外侧安装有闪烁的警示灯，且助力护腿（4）的外表面涂覆有荧光层。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种高安全性生物安全柜的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，通过专业培训且得到授权的技术人员先站在生物安全柜本体（1）的前方进行人脸识别认证，认证成功后操作操控面板（2）启动生物安全柜本体（1），以让生物安全柜本体（1）预先运行5-10分钟，在此过程中技术人员进行其它准备工作；

S2，若技术人员选择坐在滑轮椅上操作时，在端坐的状态下将两条腿分别抵在两个助力护腿（4）上，然后向前移动直到屏蔽门（3）打开，此时可进行操作，当气流报警器发出报警时，气流报警器向气动伸缩杆（7）发出信号，气动伸缩杆（7）向外推动助力护腿（4），从而帮助技术人员迅速后撤远离生物安全柜本体（1），避免吸入有害气体，气流报警器同时向伺服电机发出信号，以关闭屏蔽门（3）避免有害气体外泄；

S3，若技术人员选择站立操作，先调节助力护腿（4）以让其覆盖范围增大，同样将双腿放进助力护腿（4）中并向前移动，待屏蔽门（3）打开后开始进行操作，当气流警报器发出报警后，向气动伸缩杆（7）发出信号的同时向电击球（9）输出安全电流，刺激技术人员后退。

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