传统通风柜的发展已进入成熟时期。几十年来,通风柜的理论和设计理念并没有发生太大的变化。本文将整理通风柜和实验室通风安全的发展历史,想象通风柜未来的发展方向。
在写这篇文章的过程中,得到了业内很多人的帮助,包括Erlab提供企业发展史,ChipAlbright感谢您对通风柜未来的一些讨论。
“通风柜的未来”本章集中了许多新颖的观点,空间很小,但值得仔细考虑。未来,我将扩大空间,写下通风柜可能的发展方向,并讨论更多可能用于下一代通风柜的新技术。欢迎更多的行业专家参与讨论。
引言
通风柜是几乎所有实验室中不可缺少的设备,从教学实验室到研究实验室,再到工业实验室。通风柜可以安全地从相邻的工作环境中去除这些物质,以避免接触有害或有毒烟雾、蒸汽或灰尘的可能性。通风柜还用于保护样品免受外部环境的影响。
通风柜可以有管道或再循环。两种工作方式都允许从通风柜的正面(开放)侧吸入空气,然后排出建筑物或过滤,使其安全,然后回到房间。
自化学研究开始以来,实验室就需要通风。使用局部烟囱排放有害气体是解决这个问题的一个明显方法。通风柜已经在实验室里使用了几代人。事实上,一些历史学家将个通风柜归功于托马斯·杰斐逊(ThomasJefferson)或者后来的托马斯·爱迪生(ThomasEdison),据说这两个人都使用壁炉的自然通风和烟道来排出实验中不需要的蒸汽1。但是,约瑟夫夫。·普里斯特利(JosephPriestly)个实验室化学排气罩于1790年创建。随着电力和电气工程的引入,台鼓风机电机的发明为今天的通风柜铺平了道路。1923年,英国利兹大学安装了个管道通风柜。
20世纪初——通风柜的起源
托马斯·爱迪生(ThomasEdison)工作于1900年左右,是早关注实验室通风的科学家之一。爱迪生利用壁炉烟囱将实验中产生的有毒烟雾和气味排放到加热的橡胶混合物中,并利用烟囱的自然气流排出气体2
▲托马斯·爱迪生(ThomasEdison)实验室通风柜
1904年newbuilt格但斯克理工大学的化学学院配备了通风柜、几间教室、学生实验室和房间的科学家。上下玻璃面板可以滑动,以防止烟雾和爆炸。每个通风柜都被照亮,并配备了加热燃气装置和带排水口的自来水。通过壁炉烟囱的自然通风,可以主动去除反应的有害和腐蚀性气态副产品。110多年来,这种早期设计仍然可以使用3。
1923年,利兹大学使用了现代意义上早的通风柜之一。该装置由一个站在工作高度的大柜组成,配有垂直拉门,类似于平行窗4。
1936年,Labconco作为通风柜的先驱制造商之一,我们开发了个用于商业销售的通风柜。该装置采用熟悉的拉门设计,允许单个操作员将手放在“柜子”安全工作。
第二次世界大战促进了通风柜的发展
由于担心暴露在剧毒化学物质和放射性物质中,通风柜技术在第二次世界大战期间取得了很大的进步。在这种灾难性的背景下,安全、通风和通风柜的设计取得了重大进展。
同样在战争年代,该机构开发了高效颗粒空气(HEPA)该机构后来成为原子能委员会。HEPA过滤器的开发对通风柜和生物安全柜的有效性有很大的影响,大大提高了对用户的保护。
1943年,小约翰·韦伯(JohnWeber,Jr.)在爱荷华州艾姆斯艾姆斯实验室工作,提出了恒速、可变排气流量通风柜控制的概念。该设计用于垂直上升拉门通风柜,由专用通风柜排气扇提供服务。这一概念终成为当时原子实验室许多通风柜的标准功能,特别是在通风柜的通风控制中。
同时,韦伯也意识到,当作为系统的一部分开发紧急快速关闭功能时,通风柜的密封性是通过打开小的拉门来实现的。Weber系统一部分的排气扇保持开启。
通风柜的应用和理论的可持续发展
1951年,H.W.JohnsonServiceCo.(现为JohnsonControls,Inc.)首席现场工程师Alyea意识到尽可能关闭通风柜的门,在不使用通风柜的情况下节省大量空气。供应比例降低了冷却需求,提高了过滤器的使用寿命,节省了大量的能源。
1961年,Labconco推出了体化玻璃纤维线性通风柜,即Fiberglass47.由于其耐久性、清洁度、高光反射率、耐火性和耐化学性,被选为通风柜的内衬。从那时起,一件式玻璃纤维衬里就成了Labcono通用化学通风柜的标志性特点。
▲Labconco的Fiberglass1965年推出28通风柜
1968年,弗朗索瓦·皮埃尔·豪维尔(Francois-PierreHauville)创立了Erlab同年,公司开始销售家公司Captair无管通风柜。Erlab继续开发和销售Captair系列通风柜。
▲ErlabCaptair系列通风柜
20世纪70年代,我们开始尝试开发补风通风柜,通过将外部空气引入通风柜来节约能源,从而减少实验室回火空气的损失。这种类型的通风柜需要使用两个风道和鼓风机系统。1995年,劳伦斯是一个的项目·伯克利实验室(LawrenceBerkeleyNationalLaboratory)申请并进行的,称为伯克利通风柜(TheBerkeleyHood),该项目于2002年结束,在商业上并未取得成功5。
1970年代,Labconco玻璃纤维步入式通风柜的开发为研究人员提供了更大的操作空间,允许在安全的环境中使用更多的设备。步入式通风柜是许多实验室的常见功能。
通风柜发展进入新阶段
1985年,美国ASHRAE推出世界个通风柜性能测试标准ASHRAE110-1985。通风柜的发展逐渐进入标准化发展时期。
1990年,英国发布了英国通风柜标准BS它逐渐演变为7258。EN14175,并被大多数欧洲和世界其他地区所接受。
上世纪90年代取得的一个重要里程碑是拉门限制装置的开发,旨在限制拉门可以打开的尺寸,不妨碍进出,降低通风柜的能耗。
1991年,OSHA(职业安全与健康管理局)对实验室有管辖权。
1992年,美国引进了美国ANSI/AIHAZ9.5作为实验室通风的标准。▲ANSI/AIHAZ9.版本为2012版
1995年推出了大改进ASHRAE110-1995。
1995年,美国完成了现代工业通风(包括实验室通风)安全管理体系的建立。
▲ASHRAE110-1995
1996年,引入了AFNORAFX15211:1995标准,可以根据严格的标准对通风柜的性能进行评估。这个标准今天就是这个标准。