一种生物安全实验室物料自动传输装备及运行控制方法与流程

1.本发明涉及自动传输技术领域，特别是涉及一种生物安全实验室物料自动传输装备及运行控制方法。


背景技术：

2.生物安全实验室，是通过防护屏障和管理措施，能够避免或控制被操作的有害生物因子危害，达到生物安全要求的生物实验室和动物实验室。社会常规生物安全实验室存在设置场地要求严格、专业检测人员需求量大、人员技能水平不均衡、单项重复作业过程繁琐、内部监测质控标准不一、人员交叉感染风险高等问题。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种生物安全实验室物料自动传输装备及运行控制方法。
4.为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种生物安全实验室物料自动传输装备，包括相邻实验室共用一堵将相邻实验室完全隔绝的墙体，还包括：
5.在共用墙体上设置有隔墙传输孔(10)，位于隔墙传输孔(10)底部并左右延伸的传输带，设置在隔墙传输孔(10)内的并将传输带一分为二成为两段式传输带(5)的气密门(1)，
6.在所述传输带旁设置有通过支架(9)固定的光电传感器一(8)和光电传感器二(11)，所述光电传感器一(8)、光电传感器二(11)分别设置于墙体的两侧，分别用于自动识别两段式传输带(5)物料起始位(6)、物料终点位(12)上是否存在物料，并与两段式传输带动作机构(7)联动；当光电传感器一(8)识别到物料起始位(6)上有物料，则常开触头1k由断开状态变为闭合状态；两段式传输带(5)将物料由物料起始位(6)输送到物料终点位(12)；当光电传感器二(11)识别到物料终点位(12)上有物料，则常闭触头1k1由闭合状态变为断开状态，两段式传输带(5)停止输送物料；
7.一旦物料放置于传输带，光电传感器一(8)能检测到。
8.所述气密门(1)通过气密门控制电路控制带动气密门运动的气密门(1)电机工作。
9.进一步地，所述隔墙传输孔(10)孔口两端的上侧、左侧、右侧设置的紫外线灭菌灯(4)，隔墙传输孔(10)气压高的孔口端即物料起始位一侧上方设置的空气幕机(3)；空气幕机(3)用于空气隔绝，在高压房间到低压房间隔绝的基础上，起到双重隔绝的作用。
10.进一步地，所述传输带为两段式传输带(5)，分别设置于墙体的两侧；
11.所述传输带包括：设置于两段式传输带(5)下方的两段式传输带动作机构(7)、两段式传输带支架(13)。
12.进一步地，所述气密门(1)配备限位开关，保护气密门(1)电机的安全；气密门(1)、两段式传输带(5)均配置可强制改变工作状态的控制按钮。
13.进一步地，所述气密门(1)与隔墙传输孔(10)连接处采用聚氨酯橡胶材料，保证气
密门(1)关闭时的气密性。
14.本发明还提出一种生物安全实验室物料自动传输装备及运行控制方法，包括以下步骤：
15.s1，物料自动传输装备完全安装到指定位置后，紫外线灭菌灯4在实验室开始运作后常开；
16.s2，当光电传感器一(8)探测到物料起始位(6)上有物料后，两段式传输带动作机构(7)开启，两段式传输带(5)动作开始传输物料；
17.s3，气密门控制器(2)、空气幕机(3)内的继电器接收两段式传输带动作机构(7)的开启信号后，控制气密门(1)、空气幕机(3)开启；
18.s4，当光电传感器二(10)探测到物料终点位(11)上有物料后，两段式传输带动作机构(7)关闭，两段式传输带(5)停止动作，气密门(1)、空气幕机(3)联动关闭。
19.进一步地，所述两段式传输带(5)包括传输带部分控制电路：
20.开关zk的第一端连接火线l，开关zk的第二端与常开按钮开关sb1的第一端、常开触头1k的第一端、第一常开触头km1的第一端相连，按钮开关sb1的第二端、常开触头1k的第二端、第一常开触头km1的第二端与常闭触头1k1的第一端相连；
21.常闭触头1k1的第二端与常闭按钮开关sbs1的第一端相连，常闭按钮开关sbs1的第二端与接触器km1的第一端、第二常开触头km1的第一端、第三常开触头km1的第一端相连，第二常开触头km1的第二端与接触器km2的第一端相连，第三常开触头km1的第二端与接触器km3的第一端相连；接触器km1的第二端、接触器km2的第二端、接触器km3的第二端与零线n相连。
22.进一步地，所述气密门(1)包括气密门控制电路：
23.火线总开关lk的第一端与火线l相连，火线总开关lk的第二端与常闭开关sbs2的第一端相连，常闭开关sbs2的第二端与第一常开触头km4的第一端、第一常开触头km3的第一端、第一常闭触头km3的第一端、第一常开触头km5的第一端相连，第一常开触头km3的第二端与第二常开触头km5的第一端相连；
24.第一常开触头km4的第二端、第二常开触头km5的第二端与常闭限位开关触头sq1的第一端相连，常闭限位开关触头sq1的第二端与接触器km4的第一端相连；
25.第一常闭触头km3的第二端、第一常开触头km5的第二端与常闭限位开关触头sq2的第一端相连，常闭限位开关触头sq2的第二端与第一常闭触头km4的第一端相连，第一常闭触头km4的第二端与接触器km5的第一端相连；
26.接触器km4的第二端、接触器km5的第二端与零线总开关nk的第二端相连，零线总开关nk的第一端与零线n相连；
27.常开双极开关km4的l极第一端与火线总开关lk的第二端相连，常开双极开关km4的n极第一端与零线总开关nk的第二端相连，常开双极开关km4的l极第二端与电容的第一端、气密门(1)电机的第一端相连，
28.电容的第二端与气密门(1)电机的第二端、常闭双极开关km5的l极第一端相连，气密门(1)电机的第三端与常开双极开关km4的n极第二端、常闭双极开关km5的n极第一端相连，常闭双极开关km5的n极第二端与火线l相连，常闭双极开关km5的n极第二端与零线总开关nk的第二端相连。
29.进一步地，在第一常开触头km4的第二端、第一常开触头km5的第二端与常闭限位开关触头sq1的第一端之间连接一个常闭开关sbs3；以及在第一常开触头km5并联一个常闭开关sbs3的联动常开开关sbs31；
30.在第一常闭触头km3的第二端、第二常开触头km5的第二端与常闭限位开关触头sq2的第一端之间连接一个常闭开关sbs4，以及在第一常开触头km4并联一个常闭开关sbs4的联动常开开关sbs41。
31.常闭开关sbs3、常闭开关sbs4作为强制控制气密门(1)启闭的控制按钮。
32.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明通过设计的一套物料跨区域自动传输装备，实现了物料在不同空间内进行自动传输。在节能方面，能通过自动化的控制手段，实现物料传输带的自动按需启停。在安全方面，通过设置自动式气密门、空气幕机、紫外线灭菌灯，在实现物料自动传输的前提下，最大限度地保障了实验室在物料传输过程中室内的空气安全，无人参与实验室各流程的工作，可避免人员的交叉感染风险。从而使得一种可快速部署具有快速展开功能的移动式、高通量、自动化、智能化、无人化的生物安全实验室得以实现。
33.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
34.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
35.图1为本发明的整体结构示意图。
36.图2为本发明的主视结构示意图。
37.图3为本发明的工作流程图。
38.图4为本发明的两段式传输带部分控制原理图。
39.图5为本发明的气密门控制原理图。
40.图6为本发明的空气幕机控制原理图。
41.图中：1-气密门；2-气密门控制器；3-空气幕机；4-紫外线灭菌灯；5-两段式传输带；6-物料起始位；7-两段式传输带动作机构；8-光电传感器一；9-支架；10-隔墙传输孔；11-光电传感器二；12-物料终点位；13-两段式传输带支架。
具体实施方式
42.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
43.如图1～图2所示，一种生物安全实验室物料自动传输装备，包括：隔墙传输孔10、两段式传输带5、气密门1、气密门控制器2、空气幕机3、紫外线灭菌灯4、物料起始位6、两段式传输带动作机构7、光电传感器一8、支架9、光电传感器二11、物料终点位12，所述隔墙传输孔10根据需要在实验室隔墙上确定开孔尺寸及开孔位置，所述两段式传输带5贯穿隔墙传输孔10安装，所述两段式传输带5分段处位于隔墙传输孔10底部，所述气密门1嵌入安装
于隔墙传输孔10内并通过气密门控制器2与两段式传输带动作机构7联动，所述空气幕机3安装于隔墙传输孔10上方(物料起始位一侧)并与两段式传输带动作机构7联动，所述紫外线灭菌灯4安装于隔墙传输孔10两端的上侧、左侧及右侧，所述支架9顶端安装光电传感器一8、光电传感器二11，所述光电传感器一8、光电传感器二11自动识别两段式传输带5物料起始位6、物料终点位12的物料信息，并与两段式传输带动作机构7联动。
44.气密门1配备限位开关，保护气密门1电机的安全；为便于检修及人为介入，气密门1、两段式传输带5均配置可强制改变工作状态的控制按钮。
45.气密门1关闭时，其与隔墙传输孔10连接处采用聚氨酯橡胶材料，保证气密门1关闭时的气密性。
46.如图3所示，一种生物安全实验室物料自动传输装备的运行控制方法，包括以下步骤：
47.s1，系统运行；
48.s2，紫外线灭菌灯4常开空气幕机3关闭气密门1关闭两段式传输带5关闭；
49.s3，判断物料起始位6是否有物料，若有物料，则执行下一步骤；若没有物料，则再次执行步骤s3；
50.s4，两段式传输带5开启；
51.s5，空气幕机3开启；
52.s6，气密门1开启；
53.s7，判断物料终点位12是否有物料，若有物料，则执行下一步骤；若没有物料，则再次执行步骤s7；
54.s8，两段式传输带5关闭
55.s9，气密门1关闭
56.s10，空气幕机3关闭
57.s11，单次物料传输完成，跳转执行步骤s3。
58.如图4～图6所示，一种生物安全实验室物料自动传输装备的运行控制原理如下：
59.图4为本发明的两段式传输带部分控制原理图：光电传感器一8探测到物料信息，常开触头1k自动闭合，接触器km1通电，km1常开触头自动闭合。当光电传感器一8探测到物料信息时，两段式传输带动作机构7工作，两段式传输带5开始传输物料；同时接触器km2及接触器km3通电，km2常开触头自动闭合，km3常开触头自动闭合、常闭触头自动断开；
60.当光电传感器二11探测到物料信息，常闭触头1k1自动断开，接触器km1失电，km1触头恢复原始状态。当光电传感器二11探测到物料信息时，两段式传输带动作机构7停止动作，两段式传输带5停止；同时接触器km2及km3失电，km2及km3触头恢复原始状态。
61.其中zk是总开关，sb1是两段式传输带手动模式的启动开关。
62.图5是本发明的气密门控制原理图：无外部信号作用下即光电传感器没有检测到物料时，接触器km5通电，常闭双极开关km5为闭合状态，气密门1电机反转工作，气密门1开始向下运动关闭。当气密门1运行到限位开关触头sq2位置时，限位开关触头sq2断开，接触器km5失电，km5常开触头自动闭合、常闭触头自动断开；常闭双极开关km5变为断开状态，气密门1电机停止运动。
63.当光电传感器一8探测到物料信息，图4中接触器km3通电后，km3常开触头自动闭
合、常闭触头自动断开；接触器km4通电，常开双极开关km4闭合，气密门1电机正转工作，气密门1开始向上运动开启。当气密门1运行到限位开关触头sq1位置时，限位开关触头sq1断开，接触器km4失电，km4常开触头自动闭合、常闭触头自动断开，气密门1电机停止运动。
64.此外，设置可强制控制气密门1启闭的控制按钮sbs3、sbs4，当按下控制按钮sbs3时，气密门1由正转变为反转；当按下控制按钮sbs4时，气密门1由反转变为正转。sbs2为急停开关。
65.当光电传感器二11探测到物料信息，图3中接触器km3失电，km3常开触头处于断开状态、常闭触头处于闭合状态；接触器km5通电，常闭双极开关km5闭合，气密门1电机反转工作，气密门1关闭，当气密门1运行到限位开关触头sq2位置时，限位开关触头sq2断开，接触器km5失电，km5常开触头自动闭合、常闭触头自动断开；常闭双极开关km5变为断开状态，气密门1电机停止运动。
66.图6是本发明的空气幕机控制原理图：当图3中接触器km2通电，km2常开触头自动闭合，空气幕机3供电回路通电，空气幕机3启动；当接触器km2失电，km2触头恢复原始状态，空气幕机3供电回路失电，空气幕机3关闭。其中断路器均为先连接。
67.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种生物安全实验室物料自动传输装备，包括相邻实验室共用一堵将相邻实验室完全隔绝的墙体，其特征在于，还包括：在共用墙体上设置有隔墙传输孔(10)，位于隔墙传输孔(10)底部并左右延伸的传输带，设置在隔墙传输孔(10)内的并将传输带一分为二成为两段式传输带(5)的气密门(1)；在所述传输带旁设置有通过支架(9)固定的光电传感器一(8)和光电传感器二(11)，所述光电传感器一(8)、光电传感器二(11)分别设置于墙体的两侧，分别用于自动识别两段式传输带(5)物料起始位(6)、物料终点位(12)上是否存在物料，并与两段式传输带动作机构(7)联动。2.根据权利要求1所述的一种生物安全实验室物料自动传输装备，其特征在于，所述隔墙传输孔(10)孔口两端的上侧、左侧、右侧设置的紫外线灭菌灯(4)，隔墙传输孔(10)气压高的孔口端上方设置的空气幕机(3)。3.根据权利要求1所述的一种生物安全实验室物料自动传输装备，其特征在于，所述传输带为两段式传输带(5)，分别设置于墙体的两侧；所述传输带包括：设置于两段式传输带(5)下方的两段式传输带动作机构(7)、两段式传输带支架(13)。4.根据权利要求1所述的一种生物安全实验室物料自动传输装备，其特征在于，所述气密门(1)配备限位开关，保护气密门(1)电机的安全。5.根据权利要求1所述的一种生物安全实验室物料自动传输装备，其特征在于，所述气密门(1)与隔墙传输孔(10)连接处采用聚氨酯橡胶材料。6.一种生物安全实验室物料自动传输装备的运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，物料自动传输装备完全安装到指定位置后，紫外线灭菌灯4在实验室开始运作后常开；s2，当光电传感器一(8)探测到物料起始位(6)上有物料后，两段式传输带动作机构(7)开启，两段式传输带(5)动作开始传输物料；s3，气密门控制器(2)、空气幕机(3)接收两段式传输带动作机构(7)的开启信号后，控制气密门(1)、空气幕机(3)开启；s4，当光电传感器二(10)探测到物料终点位(11)上有物料后，两段式传输带动作机构(7)关闭，两段式传输带(5)停止动作，气密门(1)、空气幕机(3)联动关闭。7.根据权利要求6所述的一种生物安全实验室物料自动传输装备的运行控制方法，其特征在于，所述两段式传输带(5)包括传输带部分控制电路：开关zk的第一端连接火线l，开关zk的第二端与常开按钮开关sb1的第一端、常开触头1k的第一端、第一常开触头km1的第一端相连，按钮开关sb1的第二端、常开触头1k的第二端、第一常开触头km1的第二端与常闭触头1k1的第一端相连；常闭触头1k1的第二端与常闭按钮开关sbs1的第一端相连，常闭按钮开关sbs1的第二端与接触器km1的第一端、第二常开触头km1的第一端、第三常开触头km1的第一端相连，第二常开触头km1的第二端与接触器km2的第一端相连，第三常开触头km1的第二端与接触器km3的第一端相连；接触器km1的第二端、接触器km2的第二端、接触器km3的第二端与零线n相连。
8.根据权利要求6所述的一种生物安全实验室物料自动传输装备的运行控制方法，其特征在于，所述气密门(1)包括气密门控制电路：火线总开关lk的第一端与火线l相连，火线总开关lk的第二端与常闭开关sbs2的第一端相连，常闭开关sbs2的第二端与第一常开触头km4的第一端、第一常开触头km3的第一端、第一常闭触头km3的第一端、第一常开触头km5的第一端相连，第一常开触头km3的第二端与第二常开触头km5的第一端相连；第一常开触头km4的第二端、第二常开触头km5的第二端与常闭限位开关触头sq1的第一端相连，常闭限位开关触头sq1的第二端与接触器km4的第一端相连；第一常闭触头km3的第二端、第一常开触头km5的第二端与常闭限位开关触头sq2的第一端相连，常闭限位开关触头sq2的第二端与第一常闭触头km4的第一端相连，第一常闭触头km4的第二端与接触器km5的第一端相连；接触器km4的第二端、接触器km5的第二端与零线总开关nk的第二端相连，零线总开关nk的第一端与零线n相连；常开双极开关km4的l极第一端与火线总开关lk的第二端相连，常开双极开关km4的n极第一端与零线总开关nk的第二端相连，常开双极开关km4的l极第二端与电容的第一端、气密门(1)电机的第一端相连，电容的第二端与气密门(1)电机的第二端、常闭双极开关km5的l极第一端相连，气密门(1)电机的第三端与常开双极开关km4的n极第二端、常闭双极开关km5的n极第一端相连，常闭双极开关km5的n极第二端与火线l相连，常闭双极开关km5的n极第二端与零线总开关nk的第二端相连。9.根据权利要求8所述的一种生物安全实验室物料自动传输装备的运行控制方法，其特征在于，在第一常开触头km4的第二端、第一常开触头km5的第二端与常闭限位开关触头sq1的第一端之间连接一个常闭开关sbs3；以及在第一常开触头km5并联一个常闭开关sbs3的联动常开开关sbs31；在第一常闭触头km3的第二端、第二常开触头km5的第二端与常闭限位开关触头sq2的第一端之间连接一个常闭开关sbs4，以及在第一常开触头km4并联一个常闭开关sbs4的联动常开开关sbs41。

技术总结
本发明提出了一种生物安全实验室物料自动传输装备及运行控制方法，所述生物安全实验室物料自动传输装备，包括相邻实验室共用一堵将相邻实验室完全隔绝的墙体，还包括：在共用墙体上设置有隔墙传输孔(10)，位于隔墙传输孔(10)底部并左右延伸的传输带，设置在隔墙传输孔(10)内的并将传输带一分为二成为两段式传输带(5)的气密门(1)；在所述传输带旁设置有通过支架(9)固定的光电传感器一(8)和光电传感器二(11)，所述光电传感器一(8)、光电传感器二(11)分别设置于墙体的两侧。本发明最大限度地保障了实验室在物料传输过程中室内的空气安全，无人参与实验室各流程的工作，可避免人员的交叉感染风险。的交叉感染风险。的交叉感染风险。


技术研发人员：郭金成 丁艳蕊 王珊 金熙伟
受保护的技术使用者：重庆海润节能技术股份有限公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/9/9