專(zhuān)利名稱(chēng)：兩區(qū)之間的動(dòng)力學(xué)隔離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)在被不同環(huán)境氣氛占據(jù)的至少兩個(gè)區(qū)域間保持動(dòng)力學(xué)隔離的裝置，使得物品和產(chǎn)品可以頻繁地從一個(gè)區(qū)域運(yùn)到另一個(gè)區(qū)域而不破壞兩區(qū)環(huán)境的禁閉。
根據(jù)本發(fā)明的方法可以用于多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。
于是，本發(fā)明的方法用于需要在相連通的兩區(qū)間頻繁地傳遞物品或產(chǎn)品而又要保持不同的環(huán)境氣氛的一切工業(yè)(農(nóng)業(yè)食品、醫(yī)藥、生物技術(shù)、高科技、核工業(yè)、化學(xué)工業(yè)等)。此“環(huán)境氣氛”一詞特別是指空氣條件、氣體和顆粒物濃度、溫度、水文等。
技術(shù)狀況對(duì)于保證相互連通的，例如以使相互之間允許物品進(jìn)出的兩個(gè)區(qū)域之間的動(dòng)力學(xué)隔離，現(xiàn)在有兩種辦法換氣保護(hù)和空氣屏蔽保護(hù)。
換氣保護(hù)是人為地在兩區(qū)之間建立起壓強(qiáng)差，以使保護(hù)區(qū)的壓強(qiáng)高于污染區(qū)內(nèi)的壓強(qiáng)。這樣在保護(hù)區(qū)內(nèi)有易被環(huán)境空氣污染的產(chǎn)品時(shí)，就在保護(hù)區(qū)內(nèi)注入氣流，使之從這個(gè)區(qū)的進(jìn)出口向外吹。在相反的情況下，即要保護(hù)處于污染空間外部的人和環(huán)境的情況下，動(dòng)力禁閉便是從這個(gè)已污染的空間抽氣換氣。在這一種和另一種情況下，一個(gè)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律指出，換氣空氣在兩區(qū)域的連通口平面處的最小速度為0.5米/秒，以避免污染傳進(jìn)保護(hù)區(qū)。
因此，這種換氣保護(hù)技術(shù)的效率并不完善，特別是在“破門(mén)”情況下，即在物品在兩區(qū)之間運(yùn)輸時(shí)。還有，這種保護(hù)意味著要根據(jù)情況處理和監(jiān)測(cè)整個(gè)面對(duì)外部空氣污染的整個(gè)保護(hù)區(qū)或整個(gè)被污染區(qū)。如果要處理的和監(jiān)測(cè)的區(qū)域太大，則使設(shè)備費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)都很高。最后，此種換氣保護(hù)技術(shù)僅是單向保護(hù)，就是說(shuō)，僅在污染的傳播只可能朝一個(gè)方向時(shí)才起作用。
空氣屏障保護(hù)技術(shù)是在將兩區(qū)連通的隔離區(qū)內(nèi)噴射一束或并排且同向噴射多束潔凈空氣的射流，它們?cè)诒Ｗo(hù)區(qū)和污染區(qū)間形成一個(gè)虛構(gòu)門(mén)。
根據(jù)平面湍流射流理論，平面空氣射流可分成兩個(gè)不同的區(qū)域一個(gè)過(guò)渡區(qū)(中心區(qū))和一個(gè)擴(kuò)展區(qū)。
述及的過(guò)渡區(qū)對(duì)應(yīng)于貼靠在噴射潔凈空氣的噴管的射流的中心部分。在過(guò)渡區(qū)內(nèi)，射流與其兩邊的空氣不發(fā)生任何混合，速度矢量為一常量，過(guò)渡區(qū)在垂直于隔離區(qū)平面的平面內(nèi)的截面的寬度隨著遠(yuǎn)離噴管而逐漸減小。在后文中將這個(gè)過(guò)渡區(qū)稱(chēng)為“氣舌”。
射流的擴(kuò)展區(qū)是射流位于過(guò)渡區(qū)外面的部分。在射流的擴(kuò)展區(qū)，外部空氣被射流的流動(dòng)而牽引。這表現(xiàn)為速度矢量的改變和空氣的混合。空氣在射流的擴(kuò)展區(qū)內(nèi)被射流的兩面所牽引稱(chēng)為“誘導(dǎo)”。于是，一束射流在其每個(gè)面上所誘導(dǎo)的空氣的流量特別與考察的射流的噴射流量有關(guān)。
在文獻(xiàn)FR-A-2 530 163和文獻(xiàn)FR-A-2 652 520中，建議使用一個(gè)空氣屏障來(lái)隔離污染區(qū)和潔凈區(qū)。在這兩種情況下，空氣屏障都是由兩束并排的同向噴射的潔凈空氣的射流構(gòu)成。更明確地說(shuō)，動(dòng)力學(xué)隔離是由第一束相對(duì)慢的射流(稱(chēng)為“慢射流”)實(shí)現(xiàn)的，這束射流的氣舌遮蓋住整個(gè)開(kāi)口。第二束射流較慢射流為快(稱(chēng)為快射流)，安置在慢射流與潔凈區(qū)之間，其作用是利用抽吸效應(yīng)，使慢射流貼緊快射流，而使慢射流穩(wěn)定。
在上述文獻(xiàn)中都指出，當(dāng)慢射流噴管的寬度至少等于要保護(hù)的開(kāi)口高度的1/6時(shí)，慢射流氣舌的長(zhǎng)度就足以遮蓋整個(gè)開(kāi)口。
在文獻(xiàn)FR-A-2 652 520中還建議同時(shí)向保護(hù)的潔凈區(qū)內(nèi)注入溫度適于需要的換氣潔凈空氣。這份文獻(xiàn)還明確指出，此注入的換氣潔凈空氣的流量大體上等于快射流的與換氣潔凈空氣相接觸的表面所誘導(dǎo)的流量。
還有，在文獻(xiàn)FR-A-2 659 782中建議在文獻(xiàn)FR-A-2 530 163和文獻(xiàn)FR-A-2 652 520中使用的兩束潔凈空氣射流中增添第三束相對(duì)慢的潔凈空氣射流，以使述及的快射流處在兩束并排的同向噴射的慢射流之間。向保護(hù)區(qū)內(nèi)注入的換氣潔凈空氣的流量就顯著減少，這就由于在這個(gè)區(qū)域的誘導(dǎo)是由一個(gè)慢射流的擴(kuò)展區(qū)產(chǎn)生的，而不再是在兩射流空氣屏障情況下那樣是由快射流的擴(kuò)展區(qū)所產(chǎn)生的。而且，此時(shí)的動(dòng)力學(xué)禁閉是雙向的，這和前面文獻(xiàn)中的情況不同。
從文獻(xiàn)WO-A-96 24011還知道一種裝置一個(gè)禁閉環(huán)境氣氛的室通過(guò)一個(gè)或兩個(gè)開(kāi)口和外邊的同一種環(huán)境氣氛相通，每個(gè)開(kāi)口處都有氣體屏障。和文獻(xiàn)FR-A-2 530 163和FR-A-2 652 520中一樣，每個(gè)氣體屏障都是由一束快射流支持的一束慢射流構(gòu)成。這個(gè)室是用向里面注入反應(yīng)產(chǎn)物來(lái)連續(xù)處理產(chǎn)品。產(chǎn)品從外部環(huán)境氣氛進(jìn)入室內(nèi)禁閉的環(huán)境氣氛，以使從新從里面出到外邊環(huán)境氣氛之前，在里面得到處理。
前述諸文獻(xiàn)提供的空氣屏障技術(shù)尚需改善，在兩個(gè)不同環(huán)境氣氛的區(qū)域之間進(jìn)行頻繁的物品或產(chǎn)品的運(yùn)輸而又不破壞環(huán)境氣氛的禁閉問(wèn)題并沒(méi)有一個(gè)已知的裝置給予滿(mǎn)意的解決，特別是在兩區(qū)之間存在著交叉污染危險(xiǎn)的情況下。
關(guān)于本發(fā)明的說(shuō)明本發(fā)明的明確的目的是，在至少兩個(gè)不同的環(huán)境氣氛的區(qū)域間，允許物品或產(chǎn)品頻繁輸運(yùn)而又不破壞環(huán)境氣氛的禁閉的一種動(dòng)力學(xué)隔離裝置，其中包括兩區(qū)之間存在交叉污染的情況。
根據(jù)本發(fā)明，至少在兩個(gè)不同的環(huán)境氣氛的區(qū)域之間，用動(dòng)力學(xué)隔離裝置方法所取得的結(jié)果，其特征在于這個(gè)裝置具有-至少有一個(gè)環(huán)境氣氛得到監(jiān)控的緩沖區(qū)，要相互隔離的區(qū)域是通過(guò)緩沖區(qū)而連通的。
-在每對(duì)相鄰的互相連通的區(qū)間安置的動(dòng)力學(xué)禁閉裝置，以使在這些區(qū)域之間建立一個(gè)空氣屏障，這個(gè)空氣屏障包含有一個(gè)相對(duì)慢的潔凈空氣的第一射流和速度相對(duì)快的潔凈空氣的第二射流。第一射流有一氣舌全部阻斷每對(duì)區(qū)域之間的連通，第二束射流和第一束射流同方向噴射，和第一束射流并排，位于緩沖區(qū)那一邊。
“環(huán)境氣氛監(jiān)控”的意思是緩沖區(qū)里的各種空氣的特性都得到監(jiān)控，如溫度、比重、空氣條件、氣體和顆粒物濃度等。
“相鄰的互相連通的區(qū)域”是指在要隔離的區(qū)域及那個(gè)或那些緩沖區(qū)組成的集體中，每個(gè)由兩個(gè)直接相互連通的區(qū)域所構(gòu)成的組合。這樣，在兩個(gè)要隔離的區(qū)域間設(shè)備僅有一個(gè)緩沖區(qū)的情況下，則有兩對(duì)相鄰的互相連通的區(qū)域，其中，每對(duì)是由單一的緩沖區(qū)和這些要隔離的區(qū)域中的一個(gè)組成。當(dāng)設(shè)有多個(gè)緩沖區(qū)時(shí)，則至少還存另一對(duì)由兩個(gè)緩沖區(qū)構(gòu)成的相鄰的互相連通的區(qū)域。
在要隔離的區(qū)域間有一個(gè)或多個(gè)緩沖區(qū)，并在相鄰的互相連通的區(qū)域間安置至少由二束潔凈空氣的射流構(gòu)成的空氣屏障，允許物品或產(chǎn)品的頻繁輸運(yùn)而避免任何一個(gè)得到監(jiān)控環(huán)境氣氛的區(qū)域里的污染到達(dá)另一個(gè)監(jiān)控環(huán)境氣氛的區(qū)域，反向亦然。于是每個(gè)緩沖區(qū)起到各個(gè)要隔離的區(qū)域間的動(dòng)力篩的作用。
最好，介于每對(duì)相鄰的互相連通的區(qū)域之間動(dòng)力學(xué)禁閉裝置是在其每個(gè)空氣屏障中，第二射流(快射流)的噴射流量使得第二束射流和第一束射流(慢射流)相接觸的面所誘導(dǎo)的空氣流量小于，或最好大體上等于第一束射流的噴射流量的一半。
在一個(gè)具體的實(shí)施例子中，這些動(dòng)力學(xué)禁閉裝置是這樣的每個(gè)空氣屏障包含在第三束相對(duì)慢的射流，述及的第三束射流與第一束射流和第二束射流同方向噴射，在靠近緩沖區(qū)的一邊和第二束射流(快的)并排。此第三束射流具有一氣舌，將這些區(qū)域之間的連通全部阻斷，而第三束射流流量大體上等于第一束射流的流量，以使第二束射流分別地與第一束和第三束射流相接觸的面所誘導(dǎo)的空氣流量小于，或最后大體上等于這兩束射流的噴射流量的一半。
在實(shí)際中，每個(gè)動(dòng)力學(xué)禁閉裝置都至少有兩個(gè)空氣供氣噴管和在空氣供氣噴管對(duì)面且和供氣噴管平行的一個(gè)平面內(nèi)的回收口。最好，所有的供氣噴管和所有的回收口都分別處在緩沖區(qū)上下壁的延長(zhǎng)面上。
為了進(jìn)一步改善裝置的性能，特別是在破門(mén)穿過(guò)空氣屏障的情況下，最好緩沖區(qū)還有一個(gè)和用來(lái)注入潔凈空氣的裝置相配合的換氣，如吹風(fēng)天花板。這些注入裝置的流量至少要等于各空氣屏障的射流與緩沖區(qū)接觸的面所誘導(dǎo)的空氣流量的和。而且，這些注入裝置的流量還要使得空氣在緩沖區(qū)端面的最小速度為0.1米/秒。
在這種情況下，緩沖區(qū)在其整個(gè)下側(cè)壁上還可以有一個(gè)抽氣口。于是，這些注入裝置的流量就要至少等于抽氣口抽走空氣的流量和各空氣屏障的射流的每個(gè)與緩沖區(qū)相接觸的面所誘導(dǎo)的空氣流量的總和，而且，注入空氣的流量總是保證空氣在到達(dá)緩沖區(qū)端面的速度最小不低于0.1米/秒。這種布局特別適用于對(duì)在相互隔離的區(qū)域間傳輸?shù)奈锲坊虍a(chǎn)品進(jìn)行單項(xiàng)操作(測(cè)定含量、調(diào)節(jié)溫度濕度等)的情況。
在此最后一種情況下，在相互隔離的區(qū)域間有成為系列的多個(gè)緩沖區(qū)，在兩個(gè)緩沖區(qū)之間安置的空氣屏障是由寬度等于并排的各供氣噴管的寬度的側(cè)壁所限定的。
還有，不管裝有動(dòng)力學(xué)隔離裝置的緩沖區(qū)的個(gè)數(shù)是幾個(gè)，安置在一個(gè)緩沖區(qū)與一個(gè)要隔離區(qū)之間的空氣屏障都是由寬度至少等于這些空氣屏障的最大的厚度的側(cè)壁所限定的。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明現(xiàn)在作為例子，而不具任何限制性，參閱附圖描述本發(fā)明的幾種實(shí)施方式。附圖是

圖1為一透視圖，示意性地示出在兩個(gè)監(jiān)控環(huán)境氣氛的區(qū)域間通過(guò)兩個(gè)空氣屏障連通的單一的緩沖區(qū)，其中每個(gè)空氣屏障都是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式，由兩個(gè)并排的潔凈空氣射流構(gòu)成的。
圖2是和圖1類(lèi)似的一個(gè)透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式由三束并排的潔凈空氣射流構(gòu)成每個(gè)空氣屏障的情況；以及圖3是一透視圖，示意性地示出在監(jiān)控環(huán)境氣氛的兩區(qū)之間使用由多個(gè)緩沖區(qū)構(gòu)成的系列，以及在每對(duì)相鄰的連通的區(qū)域間安置的一個(gè)空氣屏障。
不同實(shí)施方式的詳細(xì)描述在圖1中，用10a和10b表示兩個(gè)不同環(huán)境氣氛的區(qū)域，在這兩個(gè)區(qū)域間，物品或產(chǎn)品可以至少向一個(gè)方向快速轉(zhuǎn)運(yùn)。在全文中，10a區(qū)和10b區(qū)都稱(chēng)為“要隔離的區(qū)”或“監(jiān)控環(huán)境氣氛區(qū)”，作為例子，而非為限制，假定物品或產(chǎn)品可以頻繁地從10a區(qū)向10b區(qū)轉(zhuǎn)運(yùn)。
10a區(qū)和10b區(qū)都是用密封的壁圍成的(圖中未畫(huà))且兩區(qū)的環(huán)境氣氛不同，就是說(shuō)，在一個(gè)區(qū)與另一個(gè)區(qū)之間，氣體和顆粒物濃度、空氣條件、溫度、比重等特性中至少有一個(gè)不同。
根據(jù)本發(fā)明，10a區(qū)和10b區(qū)是用至少一個(gè)動(dòng)力學(xué)隔離裝置連通的，在圖1所示的實(shí)施例中，動(dòng)力學(xué)隔離裝置中有一緩沖區(qū)12，區(qū)10a和區(qū)10b通過(guò)這緩沖區(qū)12連通。更明確地說(shuō)，述及的緩沖區(qū)12是一個(gè)環(huán)境氣體監(jiān)測(cè)區(qū)，就是說(shuō)在這個(gè)區(qū)域監(jiān)測(cè)各不同參量，如氣體和顆粒物濃度，空氣條件、溫度、比重等都得到監(jiān)控。
根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)力學(xué)隔離裝置還有一些動(dòng)力學(xué)禁閉裝置，在圖1中一般地用14a和14b標(biāo)出，分別安置在區(qū)10a和緩沖區(qū)12間及緩沖區(qū)12和區(qū)10b間，即在設(shè)置的每對(duì)相鄰的連通的區(qū)域間。
動(dòng)力學(xué)禁閉裝置14a在區(qū)10a和緩沖區(qū)12之間建立起第一個(gè)空氣屏障16a，類(lèi)似地，動(dòng)力學(xué)禁閉裝置在緩沖區(qū)12和環(huán)境氣氛監(jiān)測(cè)區(qū)10b間建立起第二個(gè)空氣屏障。
如圖1示意地所示，述及的緩沖區(qū)12是由密封的壁圍成，形成截面為長(zhǎng)方形的水平通道，其兩端分別開(kāi)口在區(qū)10a和區(qū)10b，中間穿過(guò)由動(dòng)力學(xué)禁閉裝置14a和14b建立的空氣屏障16a和16b。
緩沖區(qū)12的水平上壁構(gòu)成一個(gè)吹風(fēng)天花板18。這個(gè)吹風(fēng)天花板18與以一定的流量向緩沖區(qū)12釋放潔凈空氣的噴射裝置或換氣裝置(圖中未畫(huà))相配合。后面將看到，這個(gè)流量和空氣屏障16a和16b的特征以及通常在緩沖區(qū)12還有的抽氣口的特征有關(guān)。
在圖1所示的實(shí)施例中，緩沖區(qū)12的水平下壁20構(gòu)成一工作面。作為變種，抽氣口可以分布在整個(gè)下壁20，以能回收由吹風(fēng)天花板18向緩沖區(qū)12注入的部分換氣空氣流。
除構(gòu)成吹風(fēng)天花板18的水平上壁18和水平下壁20之外，緩沖區(qū)12還有兩個(gè)豎直的側(cè)壁22，與圖1的平面平行。
動(dòng)力學(xué)禁閉裝置14a和14b置于圍成緩沖區(qū)12的密封壁的延長(zhǎng)處，以便在禁閉裝置運(yùn)行時(shí)形成空氣屏障16a和16b。
說(shuō)得更明確些，在圖1所示的實(shí)施方式中，動(dòng)力學(xué)禁閉裝置14a和14b是用以建立空氣屏障16a和16b，其中每個(gè)空氣屏障都是由并排的同向噴射的兩束空氣射流構(gòu)成。因此，動(dòng)力學(xué)禁閉裝置14a有兩個(gè)空氣供氣管24a和24b，橫向占據(jù)緩沖區(qū)12的整個(gè)寬度，位于10a區(qū)的一側(cè)的吹風(fēng)天花板的延長(zhǎng)面上。類(lèi)似地，動(dòng)力學(xué)禁閉裝置14b有兩個(gè)空氣供氣管24b和26b，橫向占據(jù)緩沖區(qū)12的整個(gè)寬度，位于區(qū)14b一邊的吹風(fēng)天花板18的延長(zhǎng)面上。所有空氣供氣管24a、26a、24b和26b的開(kāi)口都在吹氣天花板18的下表面的延長(zhǎng)面上，都在同一個(gè)水平面上。
動(dòng)力學(xué)禁閉裝置14a還有一個(gè)水平的回收口28a，安置在空氣供氣管24a和26a的對(duì)面，位于緩沖區(qū)12的下壁20的延長(zhǎng)面上，占據(jù)緩沖區(qū)12的整個(gè)寬度。與此類(lèi)似，動(dòng)力學(xué)禁閉裝置14b有一個(gè)水平的回收口28b，置于空氣供氣管24b和26b的下方，在緩沖區(qū)12的下壁20的延長(zhǎng)面上，占據(jù)緩沖區(qū)12的整個(gè)寬度。
動(dòng)力學(xué)禁閉裝置14a和14b中的每一個(gè)還都有用以分別通過(guò)空氣供氣管24a和26a及24b和26b以可控制的速度和流量噴射空氣的裝置(圖中未畫(huà))，以及分別用以通過(guò)回收口28a和28b抽吸由全部的供氣管?chē)娚涞目諝饬髁颗c誘導(dǎo)的空氣流量的裝置(圖中未畫(huà))。
如圖1中示意性的所示，圍成緩沖區(qū)12的密封性側(cè)壁22從這個(gè)區(qū)的兩端向外延長(zhǎng)的長(zhǎng)度至少等于空氣屏障16a和16b的最大厚度，以使所有的禁閉在空氣屏障的側(cè)邊免遭破壞。
如前面已經(jīng)指出，圖1所示的實(shí)施方式對(duì)應(yīng)于每個(gè)空氣屏蔽16a和16b都是由兩束并排的同向噴射的射流構(gòu)成。兩個(gè)空氣屏障16a和16b有同樣的特征，現(xiàn)對(duì)這些特征作以更詳細(xì)的描述。
當(dāng)動(dòng)力學(xué)禁閉裝置14a和14b運(yùn)行時(shí)，空氣供氣管24a和24b中的每一個(gè)就釋放一束相對(duì)慢的潔凈空氣射流，圖中只畫(huà)出射流的氣舌30a和30b。而且，在供氣管24a和24b的吹風(fēng)天花板18那邊的供氣管26a和26b中的每一個(gè)都釋放出一束比供氣管24a和24b所釋放的射流為快的射流。在圖1中只示出了這些相對(duì)快的射流的氣舌32a和32b。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在后文中把相對(duì)慢的射流和相對(duì)快的射流分別叫做“慢射流”和快射流。
由于給出的空氣供氣管24a、26a、24b和26b是占據(jù)緩沖區(qū)12的整個(gè)寬度，所以所有的空氣屏障16a、16b在緩沖區(qū)12的兩個(gè)側(cè)壁之間，同樣占據(jù)緩沖區(qū)的整個(gè)寬度。
如圖1中示意性的所示，由供氣管24a和24b所噴射的每束慢射流的大小使它們的氣舌30a和30b能在緩沖區(qū)的兩端分別通向區(qū)10a和區(qū)10b的開(kāi)口處遮蓋整個(gè)緩沖區(qū)的截面。要得到這個(gè)結(jié)果，就必須使氣舌30a和30b的射程或長(zhǎng)度至少等于緩沖區(qū)12的高度，為此，每個(gè)供氣管24a和24b與圖的平面平行的噴射縫的寬度，至少等于緩沖區(qū)12的高度的1/6，最好等于緩沖區(qū)12高度的1/5。
另外，為了盡量避免紊流，也為了節(jié)約，由供氣管24a和24b所發(fā)射的每束慢射流的速度最好固定在0.5米/秒。由于這些慢射流的氣舌30a和30b的長(zhǎng)度至少等于緩沖區(qū)12的高度，也由于這些射流都相對(duì)慢，空氣的流線(xiàn)都沿著穿過(guò)空氣屏障16a和16b的物品或產(chǎn)品的外沿輪廓，因而不破壞禁閉。
由于供氣管24a和24b噴射的慢射流的速度低，由此而產(chǎn)生的結(jié)果是，若僅有這慢射流，就會(huì)被空氣屏障附近產(chǎn)生的空氣擾動(dòng)或機(jī)械擾動(dòng)所破壞，這就導(dǎo)致區(qū)10a和區(qū)10b間禁閉的破壞，因此，對(duì)于每束慢射流就用供氣管26a和26b噴射快射流來(lái)輔助。這些快射流的較大的速度保證了這些慢射流的穩(wěn)定性，從而提高了在破門(mén)穿過(guò)由每個(gè)空氣屏障16a和16b所形成的動(dòng)力學(xué)屏障情況下的對(duì)區(qū)10a和10b間的禁閉的效率。作為例子，而絲毫不為限制，快射流的每個(gè)空氣供氣管26a和26b的寬度大約可以等于慢射流的空氣供氣管24a和24b的寬度的1/40。
為了理想地優(yōu)化由空氣屏障16a和16b所形成的屏障效應(yīng)，每個(gè)由供氣管26a和26b所噴射的快射流的流量要調(diào)整到使得這些快射流的與由供氣管24a和24b噴射的慢射流接觸的面所誘導(dǎo)的空氣的流量小于或最好大體上等于這些慢射流所噴射的流量的一半。
如前所說(shuō)，回收口28a和28b回收了其上面的所有供氣管吹出的空氣以及由每個(gè)空氣屏障16a和16b所導(dǎo)引的空氣。在實(shí)際中，由回收葉柵28a和28b所回收的空氣在再循環(huán)送予供氣管24a、26a、24b、26b之前要經(jīng)專(zhuān)門(mén)的凈化裝置(圖中未畫(huà))凈化。多余的空氣便在第二次特別凈化之后扔到外邊。
這里指出，空氣供氣管的水平放置決定了空氣屏障在豎直方向，也決定了在空氣屏障對(duì)面的回收口的水平放置，這就優(yōu)化了由每個(gè)動(dòng)力學(xué)禁閉裝置14a和14b所獲得的屏障效應(yīng)。
還有，由吹風(fēng)天花板18保證在緩沖區(qū)12內(nèi)部換氣，能使在這個(gè)區(qū)域得到凈化作用。這種凈化作用對(duì)區(qū)10a和區(qū)10b間的動(dòng)力學(xué)隔離效率是有貢獻(xiàn)的，特別是物品或產(chǎn)品在這兩個(gè)區(qū)間高頻輸運(yùn)的情況下。
更確切地說(shuō)，在圖1所示的實(shí)施方式中，每個(gè)空氣屏障16a和16b都是由兩束并排的、同向噴射的射流構(gòu)成的，由吹風(fēng)天花板所注入到緩沖區(qū)12內(nèi)的換氣潔凈空氣的流量至少等于由供氣管26a和26b所釋放的快射流在其與緩沖區(qū)接觸的面所誘導(dǎo)的空氣流量。還有，通過(guò)吹風(fēng)天花板18向緩沖區(qū)12注入的潔凈換氣空氣的速度使空氣到達(dá)緩沖區(qū)12的向區(qū)10a和10b開(kāi)口的端平面上時(shí)的速度至少等于0.1米/秒。
還需指出，所有的物理特征(溫度、相對(duì)濕度，氣體和顆粒物濃度等)都是用適當(dāng)?shù)难b置(圖中未畫(huà)出)監(jiān)控的，以便在緩沖區(qū)12建立并維持一定的環(huán)境氣氛。此處的環(huán)境氣氛可以與區(qū)10a和區(qū)10b兩區(qū)中的一個(gè)的環(huán)境氣氛相同或者與兩個(gè)都不同，這要根據(jù)考察的應(yīng)用而定。
回收口28a和28b中的每一個(gè)的寬度分別大體上等于供氣管24a和26a之和；24b和26b之和。這個(gè)寬度有時(shí)需要進(jìn)行調(diào)整，特別要考慮到區(qū)10a和區(qū)10b的氣體條件，以及構(gòu)成空氣屏障16a和16b的射流偏離豎直方向的傾向。這樣，當(dāng)構(gòu)成空氣屏障的射流有向緩沖區(qū)12的外方向傾斜時(shí)，就希望相應(yīng)的回收口的寬度向緩沖區(qū)的內(nèi)方向減少。與此相反，當(dāng)構(gòu)成空氣屏障的射流向緩沖區(qū)12的內(nèi)部?jī)A斜時(shí)，回收口的寬度當(dāng)向緩沖區(qū)內(nèi)部加寬。
圖2示出本發(fā)明的第二實(shí)施方式，其和圖1所示的實(shí)施方式的主要區(qū)別在于，空氣屏障分別是用16a′和16b′標(biāo)出，每個(gè)空氣屏障中有三束并排的、同方向噴射的潔凈空氣的射流。
因此，動(dòng)力學(xué)禁閉裝置分別用14a′和14b′標(biāo)出，其中每一個(gè)禁閉裝置分別在空氣供氣管24a、26a和24b和26b中的靠近供氣管26a和26b的吹風(fēng)天花板18的一邊增加第三個(gè)供氣管34a和34b。更明確地說(shuō)，供氣管34a和34b占據(jù)緩沖區(qū)12的整個(gè)寬度，且它們的出口與其它供氣管24a和26a；24b，26b的出口在同一水平面內(nèi)，即與吹風(fēng)天花板18的下表面在同一個(gè)平面內(nèi)。
當(dāng)動(dòng)力學(xué)禁閉裝置14′a和14b′運(yùn)行時(shí)，空氣供氣管34a和34b中的每一個(gè)在由供氣管26a和26b噴射的快射流與緩沖區(qū)之間釋放比快射流要慢的第三束潔凈空氣的射流，這第三束射流的氣舌在圖2中分別用36a和36b示出。
選擇供氣管34a和34b的大小，使每個(gè)空氣屏障16a′和16b′的第三束射流的氣舌36a和36b遮蓋緩沖區(qū)12的整個(gè)截面。為此供氣管34a和34b的每個(gè)在平行于圖2平面的截面的下邊縫的寬度至少等于緩沖區(qū)12的高度的1/6，最好等于這個(gè)高度的1/5。在實(shí)際中，供氣管24a，34a和24b，34b的寬度都相同。
在圖2所示的本發(fā)明的第二種實(shí)施方式中，由供氣管34a和34b所釋放的慢射流的流量要調(diào)整到大體上等于由供氣管24a和24b所釋放的慢射流的噴射流量。這樣，由供氣管26a和26b所噴射的快射流與相應(yīng)的慢射流接觸的面所誘導(dǎo)的空氣的流量都小于或最好大體上等于這些慢射流所誘導(dǎo)的流量的一半。
在圖2中同樣示出，回收口28′a和28b′中每個(gè)的寬度和空氣屏障16a′和16b′寬度相適應(yīng)，使得其寬度大體上等于構(gòu)成這些空氣屏障的供氣管的寬度的和。然而，如前面參考圖1所述，當(dāng)區(qū)10a和區(qū)10b中至少有一個(gè)的氣體狀態(tài)使得空氣屏障有偏離豎直面的傾向，回收口的寬度可以調(diào)整。
剛剛參考圖2簡(jiǎn)要描述的本發(fā)明的第二實(shí)施方式可在緩沖區(qū)12和區(qū)10a與10b之間兩個(gè)方向上實(shí)現(xiàn)動(dòng)力學(xué)禁閉。還有由吹風(fēng)天花板18注入的換氣的潔凈空氣的流量可以明顯地減少。實(shí)際上，由吹風(fēng)天花板18注入的空氣流量至少等于由供氣管34a和34b噴射的慢射流在其與緩沖區(qū)12接觸面上誘導(dǎo)的空氣流量，且這個(gè)流量要保證換氣空氣在緩沖區(qū)端平面的最小速度為0.1米/秒。
前面參考圖1和圖2所描述的實(shí)施方式中，緩沖區(qū)12是一個(gè)被動(dòng)區(qū)。在這個(gè)區(qū)中對(duì)在區(qū)10a和區(qū)10b間輸運(yùn)的物品或產(chǎn)品沒(méi)有進(jìn)行任何操作。
在本發(fā)明的另外的實(shí)施例中，緩沖區(qū)12是一個(gè)主動(dòng)區(qū)，就是說(shuō)，這個(gè)區(qū)可以用來(lái)對(duì)在區(qū)10a和區(qū)10b間輸運(yùn)的物品或產(chǎn)品進(jìn)行單項(xiàng)操作(測(cè)定含量，測(cè)定溫濕度等)。
這里，動(dòng)力學(xué)隔離裝置的結(jié)構(gòu)和前面參考圖1和圖2所描述的動(dòng)力學(xué)隔離裝置的結(jié)構(gòu)相同。但是，抽氣口分布在緩沖區(qū)12的整個(gè)下壁20上，而通過(guò)這個(gè)抽氣口的抽氣速度例如可在大約0.1米/秒到大約0.2米/秒間變化。通過(guò)吹風(fēng)天花板18的內(nèi)部換氣供氣流量于是就更大，至少等于各空氣屏障與緩沖區(qū)12接觸的面所誘導(dǎo)的空氣流量和通過(guò)抽氣口的抽氣流量之和。
還有，要使內(nèi)部換氣的供氣流量相應(yīng)于與換氣空氣在緩沖區(qū)的端平面處的最小速度為0.1米是適宜的。
還要指出，通過(guò)吹風(fēng)天花板18的換氣流量和通過(guò)抽氣口的回收流量可以更大些，然而裝置的運(yùn)行費(fèi)用也就要提高。
如圖3示意性地所示，在物品或產(chǎn)品在輸運(yùn)時(shí)，多項(xiàng)單項(xiàng)操作(測(cè)定含量，測(cè)定溫濕度等)可以逐個(gè)在區(qū)10a和10b之間進(jìn)行。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)力學(xué)隔離裝置有多個(gè)緩沖區(qū)12，安排成序列，區(qū)10a和區(qū)10b通過(guò)這多個(gè)緩沖區(qū)的序列而連通。每個(gè)緩沖區(qū)12的特征和在前面已經(jīng)描述的特征相似，特別是吹風(fēng)天花板18及其對(duì)面的抽氣口20。
在此情況下，分別用14a、14b和14c標(biāo)出的動(dòng)力學(xué)禁閉裝置安置在每對(duì)相鄰的相互連通的區(qū)域之間。更詳細(xì)地說(shuō)，動(dòng)力學(xué)禁閉裝置14a安置在區(qū)10a與開(kāi)口于區(qū)10a的緩沖區(qū)12間，動(dòng)力學(xué)禁閉裝置14c安置在每對(duì)相鄰的緩沖區(qū)12之間，而動(dòng)力學(xué)禁閉裝置14b則安置在區(qū)10b和開(kāi)口于區(qū)10b的緩沖區(qū)12之間。
動(dòng)力學(xué)禁閉裝置14a、14b和14c中的任何一個(gè)都和其它的相同，而且可以根據(jù)前面參考圖1描述的實(shí)施方式或根據(jù)前面參考圖2描述的實(shí)施方式來(lái)實(shí)施。
如前所述，由動(dòng)力學(xué)隔離裝置14a和14b所構(gòu)成的將區(qū)10a和區(qū)10b隔離的空氣屏障的側(cè)面是由所考察的緩沖區(qū)的側(cè)壁22所限定的，側(cè)壁22向區(qū)10a和區(qū)10b延伸的長(zhǎng)度至少等于所考察的空氣屏障的最大厚度。
相反地，由動(dòng)力學(xué)禁閉裝置14c所構(gòu)成的隔離相互連接的兩緩沖區(qū)12的空氣屏障的側(cè)面是由這些緩沖區(qū)的側(cè)壁22的延長(zhǎng)而限定的，其延長(zhǎng)的寬度等于形成這個(gè)空氣屏障的各供氣管的總寬度。
作為示例，這里指出，圖3中的中間那個(gè)緩沖區(qū)的情況，同一個(gè)緩沖區(qū)可以保證多于兩個(gè)區(qū)10a、10b和10c的動(dòng)力學(xué)隔離。在這種情況下，至少在所考察的緩沖區(qū)的一面?zhèn)缺?2上，作出一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口，而每個(gè)開(kāi)口都有動(dòng)力學(xué)禁閉裝置14d控制，此處的動(dòng)力學(xué)禁閉裝置的特征和在圖1中的動(dòng)力學(xué)禁閉裝置14a和14b或在圖2中的動(dòng)力學(xué)禁閉裝置14′a和14′b類(lèi)似。
權(quán)利要求
1.有不同環(huán)境氣氛的至少兩個(gè)區(qū)域(10a，10b)間的動(dòng)力學(xué)隔離裝置，特征在于其包含有-至少有一個(gè)將兩個(gè)要隔離的區(qū)域連通的緩沖區(qū)(12)，其中的環(huán)境氣氛得到監(jiān)控，-在每對(duì)相鄰的互相連通的區(qū)域間安置有動(dòng)力學(xué)禁閉裝置(14a，14b，14′a，14′b)，以在這些區(qū)域建立空氣屏障(16a，16b，16′a，16′b)，一個(gè)述及的空氣屏障包含有相對(duì)慢的潔凈空氣的第一射流和相對(duì)快的潔凈空氣的第二射流，述及的第一射流的氣舌(30a，30b)完全封閉了這些區(qū)域間的連通，而述及的第二射流和第一射流同向噴射、并排，位于第一射流的緩沖區(qū)(12)那一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中述及的動(dòng)力學(xué)禁閉裝置(14a，14b，14′a，14′b)的每個(gè)空氣屏障(16a，16b，16′a，16′b)中的第二射流的噴射流量，和第二射流與第一射流接觸的面所誘導(dǎo)的空氣流量一樣，最多大體上等于第一射流噴射流量的一半。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其中的動(dòng)力學(xué)禁閉裝置(14a，14b，14′a，14′b)中的每個(gè)空氣屏障的第二射流的噴射流量、第二射流的與第一射流接觸面所誘導(dǎo)的空氣流量都大體上等于第一射流噴射流量的一半。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一條的裝置，其中的動(dòng)力學(xué)禁閉裝置(14a′和14′b)中的每個(gè)空氣屏障(16a′，16b′)中，都有相對(duì)慢的第三束射流，第三束射流和第一束射流，第二束射流同向噴射并和第二射流相鄰，位在緩區(qū)(12)的一側(cè)，這第三射流的氣舌(36a，36b)完全封閉了各區(qū)域之間的連通，其噴射流量大體上等于第一束射流的噴射流量，以使第二束射流分別與第一束射流和第三束射流接觸的面所誘導(dǎo)的空氣流量最多大體上等于第一束和第三束射流噴射流量的一半。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中的所有的動(dòng)力學(xué)禁閉裝置(14′a，14′b)都是，在每個(gè)空氣屏障中，第二束射流與第一束射流和第三束射流的分別接觸面上所誘導(dǎo)的空氣流量都大體上等于第一束和第三束射流的噴射流量的一半。
6.根據(jù)前述的權(quán)利要求中的任何一條的裝置，其中每個(gè)述及的動(dòng)力學(xué)禁閉裝置都至少有二個(gè)并排的空氣供氣管(24a，26a，34a，24b，26b，34b)和一個(gè)位于供氣管對(duì)面的回收口(28a，28b，28′a，28′b)，空氣供氣管和回收口分別位于兩個(gè)相互平行的平面內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其中的供氣管(24a，26a，34a，24b，26b，34b)和回收口(28a，28b，28′a，28′b)分別位于緩沖區(qū)(12)的上壁和下壁(20)的延長(zhǎng)面上。
8.根據(jù)前述的權(quán)利要求中任一條的裝置，在其緩沖區(qū)中有一與向緩沖區(qū)里釋放潔凈空氣的注入裝置相聯(lián)接的換氣(18)，其流量至少等于空氣屏障(16a，16b，16′a，16′b)中的每個(gè)射流與緩沖區(qū)(12)接觸面所誘導(dǎo)的空氣的流量，述及的注入裝置的流量要保證空氣到達(dá)緩沖區(qū)端面處的最小速度為0.1米/秒。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其中的換氣裝置中有一吹風(fēng)天花板(18)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9中任一條的裝置，其中的緩沖區(qū)(12)包含有一個(gè)分布于整個(gè)下壁(20)的抽氣口(20′)，噴射裝置的流量至少等于抽氣口(20′)的空氣流量與各空氣屏障的射流與緩沖區(qū)(12)相接觸的每個(gè)面所誘導(dǎo)的空氣流量的總和。
11.根據(jù)前述的權(quán)利要求中的任一條的裝置，其中由側(cè)壁(22)構(gòu)成了多個(gè)緩沖區(qū)(12)被成序列地放在要隔離的區(qū)域(10a和10b)間，位于由側(cè)壁(22)構(gòu)成的兩個(gè)緩沖區(qū)(12)間的各空氣屏障和位于一個(gè)緩沖區(qū)(12)和一個(gè)要隔離的區(qū)域(10a，10b)間的各空氣屏障都是緩沖區(qū)側(cè)壁的延長(zhǎng)，延長(zhǎng)的寬度至少等于這些空氣屏障的最大厚度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任何一條的裝置，其中在要隔離的區(qū)域(10a，10b)間放置僅一個(gè)由側(cè)壁(22)構(gòu)成的緩沖區(qū)(12)，各空氣屏障是緩沖區(qū)側(cè)壁(22)一部分的延長(zhǎng)，延長(zhǎng)的寬度至少等于這些空氣屏障的最大厚度。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中至少一條的裝置，其中的緩沖區(qū)中至少有一個(gè)的開(kāi)口多于兩個(gè)。
全文摘要
為保證在至少兩個(gè)區(qū)域(10a,10b)之間的動(dòng)力學(xué)隔離,希望在其間頻繁輸運(yùn)物品或產(chǎn)品而不破壞禁閉,在這些區(qū)域(10a,10b)之間至少用一個(gè)緩沖區(qū)(12)構(gòu)成一個(gè)動(dòng)力學(xué)閘室。在每對(duì)相鄰的互相連通的區(qū)域(10a,12,10b)之間置一動(dòng)力學(xué)禁閉系統(tǒng)(14a,14b),在那里構(gòu)成兩束或三束潔凈空氣射流的空氣屏障(16a,16b)。緩沖區(qū)(12)具有一吹風(fēng)天花板(18),還可根據(jù)意愿,在吹風(fēng)天花板的對(duì)面裝一抽氣口。
文檔編號(hào)F24F9/00GK1242071SQ9718105
公開(kāi)日2000年1月19日 申請(qǐng)日期1997年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月27日
發(fā)明者J·－C·拉波爾德, V·M·莫紹 申請(qǐng)人:法國(guó)原子能委員會(huì), 超凈營(yíng)養(yǎng)品工業(yè)研究公司