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  • 一文讀懂通風櫃/通風櫥的原理與特性 2023-06-12

    通風櫃不僅能夠給實驗室提供良好的實驗環境,還能更好的保證實驗人員人身安全。在實驗過程中,通風櫃起到排風和換氣的功效,將有害氣體排出,防止實驗室中的工作人員被一些有毒的、可致病的或毒性不明的化學物質或有機體的氣體、微粒、煙霧、蒸氣、煤煙、灰塵和氣懸體等污染物質侵害。因此通風櫃是實驗室中必不可少的一部分。

    通風櫃的物理特性

      通風櫃是保護操作人員,它是通過外部排風系統的抽吸,維持通風櫃前窗一定的吸入面風速,使得通風櫃內的氣溶膠污染不會經由前窗逸出,保護操作人員不受歸體內操作的污染。通風櫃排風中多數含有酸鹼化學成分,排風系統的管道、風機、閥門、連接件、緊固件需更加關注防腐蝕問題,一般風管宜採用不鏽鋼材質。

      通風櫃特性尺寸以其外形寬度表示,標準型通風櫃尺寸為1.2m、1.5m、1.8m,通風櫃高度一般為2.35m(行業標準小於2.4m),深0.85m(行業標準0.8~0.9m)。櫃內背部導流板分上中下三段排風,可根據櫃內的冷、熱操作及污染氣溶膠的密度調節導流板以消除排氣死角,最大限度限制污染的逸出。通風櫃櫃門完全開啟是最大高度為600~800mm,通風櫃頂部排風接口口徑一般為φ250。標準通風櫃圖形如圖所示。

      關於通風櫃面風速的選擇,行業標準《排風櫃》JB/T6412—1999和《實驗室變風量排風櫃》JG/T222—2007推薦的最高面風速均為0.5m/s,也有人認為應根據工藝操作的需求提高面風速。美國相關協會、委員會在方面作了大量的研究測試,結果如下:

      美國政府工業衛生學家協會:典型的通風櫃是操作者站在通風櫃前,伸手進入通風櫃內部進行實驗操作。此時進入通風櫃的氣流會在操作者身邊形成旋轉氣流,從而引起櫃內氣體溢出,甚至沿操作者身體上升到達呼吸區域。進口風速越大,形成的旋轉氣流就越強。因此,事情並非人們想像的那樣,進口風速越大,氣流抑制效果就好。較高的進口風速在浪費能耗的同時,卻不會提高、甚至有可能會惡化通風櫃的氣流抑制效果。

      美國職業安全和健康管理局:通常情況下,推薦的通風櫃進口風速應在0.4~0.5m/s之間。對於少數藥品毒性較高或當外界對於通風櫃的氣流抑制能力有不利影響時,可採取進口風速為0.5~0.6m/s。但是通風櫃的能耗一般是與進口風速呈線性關係的。當進風速接近或超過0.75m/s時,會在通風櫃內形成紊流,從而降低通風櫃的氣流抑制效率。

      研究結果表明:當通風櫃面風速達到0.6~0.75m/s時,儘管幾乎所有的通風櫃都可以在此範圍內達到高效的氣流抑制,但其效果相對於05~0.6m/s並沒有本質的改善,能耗卻會因此而大大提高,所以,一般不推薦使用。而面風速大於0.75m/s時,在通風櫃內引起紊流從而導致櫃內毒害氣體溢出的可能性大大增加,因此通風櫃面風速不應大於0.75m/s。

      綜上所述,建議通風櫃面風速最高按不超過0.6m/s計算。醫院各種實驗操作宜採用變風量通風櫃(符合《實驗室變風量排風櫃》JGT2222007的要求)。

     

    實驗通風櫃結構類型選擇

    全排風式通風櫃:

      全排風式的通風櫃是目前使用最廣泛的一種,它的通風結構設計非常合理,在通風櫃進行排風時,可以很好的在櫃內進行循環,這種排風適用於任何實驗室中,而且可以更加有效快速的排出室內有害氣體和物質。

    補風式通風櫃:

      補風式通風櫃適用於那些的對室內溫度有要求的實驗室中,由於一些實驗室內的溫濕度是恆定的,也為了能夠節省採暖等,我們可以直接採用這種補風式的通風櫃結構,這種設計可以使通風櫃自身通過外界的氣體進行運轉和循環。

    變量式通風櫃:

      變量式通風櫃適用於對風速要求比較多的實驗室,因為這種變量式的結構,可以更好的幫助我們調節排風的風量。

     

    通風櫃進行實驗操作的安全性

      通風櫃作為實驗室中必不可少的一部分。它的主要作用就是改善實驗室內環境,並在保證實驗人員人身安全的同時,也要保護實驗室設備儀器。

      現在的通風櫃為了能夠最大程度將實驗室中的有害氣體排除,因此在設計時都會採用三段式的排風結構,讓有害物質在實驗室內無處可藏。

      其次為了能夠增加通風櫃使用過程中的安全性,在設計過程中,通風櫃採用流線式的手把,而且在手把和玻璃之間會留下一些縫隙,這樣能夠保證在實驗過程中所產生的有害氣體,最大程度的從這些位置排出。

      另外通風柜上面都會安裝一個玻璃視窗,便於我們觀察實驗的進程,但是這種玻璃並非我們常見的玻璃材質,而是鋼化玻璃,因此在使用過程中不會出現爆炸等問題,也不會對我們的人身安全帶來影響。

      通風櫃在安裝玻璃視窗的同時,還會在上面同時設計一個防落插銷,這樣即使出現意外情況,玻璃視窗也不會落下,這個防落插銷會保護實驗人員的安全,防止碰傷實驗人員。

    通風櫃的使用年限

      通風櫃沒有確定的使用年限。就目前生產廠家的通風櫃不僅在排風原理上有了很大的突破,同時整個通風櫃的材質也經過特殊處理,一定程度上延廠了通風櫃的使用壽命。通風櫃在使用過程中經常都會接觸各種有害氣體和物質,即使材料能夠防止腐蝕,但是如果我們日常不注意保養清潔的話,還是會降低實驗室通風櫃的使用年限。當我們在使用通風櫃時,切記不要突然關閉通風櫃,尤其是在進行一些實驗之後,這樣很有可能會導致一些有害氣體無法排除,滯留在通風櫃內給櫃體造成腐蝕等影響;另外通風櫃外表也要定期的進行打掃和清理,並定期的對通風櫃及其管道、零部件等進行維護保養檢修。

    通風櫃使用的注意事項

      1、通風櫃使用前應檢查電源,給排水、氣體等各種開關及管路是否正常;

      2、打開照明設備,檢查視光源及櫃體內部是否正常 ;

      3、打開抽風機,約3分鐘內,靜聽運轉是否正常 ;

      4、通風櫃依以上順序檢查時,如有問題,請即暫停使用,並通知保養單位處理 ;

      5、通風櫃關機前,抽風機應繼續運轉幾分鐘,使櫃內廢氣完全排除 ;

      6、通風櫃使用後應將櫃體內外擦拭清潔,並關閉各項開關及視窗 ;

      7、實驗室內在不使用通風櫃時也要時常通風,這樣對試驗人員的身體健康有益 ;

      8、通風櫃在使用時,每2小時進行10分鐘的補風(即開窗通風)使用時間超過5小時的,要敞開窗戶,避免室內出現負壓 ;

      9、禁止在未開啟通風櫃時在其通風櫃內做實驗 ;

      10、禁止在做實驗時將頭伸進通風櫃內操作或查看 ;

      11、禁止通風櫃內存放或實驗易燃易爆物品 ;

      12、禁止將移動插線排或電線放在通風櫃內 ;

      13、禁止通風櫃內做國家禁止排放的有機物質與高氯化合物質混合的實驗 ;

      14、禁止在沒有安全的情況下將所實驗的物質放置在通風櫃內實驗,一旦出現化學物質噴濺出來,應立即將電源切斷 ;

      15、移動上下視窗時,要緩慢、輕移的操作,以免門拉手將手壓壞 ;

      16、實驗過程中,將視窗離台面100-150 mm為宜 ;

      17、通風櫃的操作區域要保持暢通,通風櫃周圍避免堆放物品 ;

      18、操作人員在不使用通風櫃時,通風櫃檯面避免存放過多試驗器材或化學物質,禁止長期堆放。

      結語:不同的實驗會產生不同的有害氣體,這些氣體中很有可能含有各種強酸強鹼類有害物質,長期吸入對人的身體會產生致命的危害,除了對人體的危害之 外,如果長期停留在室內的話,對於實驗室中一些精密的儀器設備,也會同樣產生損壞和影響。為了防止這些有害氣體在室 內擴散,我們一定要在實驗室中安裝使用正規廠家的通風櫃,保證實驗室通排風,保障實驗環境的安全與清潔。