用洁净空气屏障方法实现两区间的动力学隔离技术

为了在中间至少有一隔离区（１１）的相互连通的一个保护区（１０）和一个污染区（１２）之间实现动力学隔离，在隔离区（１１）内使用至少由两个并排的同时同方向喷射的洁净空气射流构成的空气屏障（１４）。更详细地讲，述及的空气屏障（１４）中有一慢射流和一快射流，慢射流的气舌（１６）遮盖整个隔离区（１１），而快射流在慢射流和保护区（１０）中之间，其喷射流量是使其与慢射流接触的面所诱导的空气流量大体上等于慢射流喷射流量的一半。最好还向保护区（１０）注入换气洁净空气。注入洁净空气的流量至少等于空气屏障的与换气空气接触面所诱导的空气的流量，不管怎样，换气空气的速度至少等于０．１米／秒。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在中间至少有一个隔离区的相互连通的一个污染区和一个保护区之间采用洁净空气屏障方法实现动力学隔离。述及的洁净空气屏障是在隔离区内用至少两个并排的同方向喷射的洁净空气射流来得到的。根据本专利技术的方法可以用于多个工业部门。本专利技术的方法所涉及的第一类工业包括需要阻止携带着热污染、微生物污染，特别是和(或)气体污染的环境空气来污染确定的工作区域环境的那些工业(农业食品、医药、生物技术、高科技等)。根据本专利技术的方法所涉及的第二类工业包括要对面邻禁闭在某一场所内的有毒的或危险的产品的人员及其所在场所进行保护的工业(核工业、化学工业、医药工业等)。技术状况对于中间有一个或多个例如可让物品进出的隔离区的两个相通区域间的动力学隔离，现在有两种方法换气保护和空气屏障保护。换气保护就是人为地在两个区域间建立一个压强差，使得保护区的压强大于污染区的压强。这样，在保护区有易被环境空气污染的产品情况下，就在保护区里注入层流流体，使它通过隔离区向外吹在相反情况下，即要保护位于污染空间外边的人员和环境时，动力学禁闭就是用从这个污染空间里抽气来换气的。在这两种情况下，有同一经验规律，在使两个区域连通的隔离区平面中，换气空气的最低速度为0.5米/秒，以避免污染进入保护区。这种换气保护技术的效率并非完善，特别是在称为“破门”的情况下，即当多物件都可穿过介于两个区域间的隔离区输运时。另一方面，这种保护方式意味着要根据情况对面对施污染的外部环境和所有的受污染区的要保护的洁净区都要进行处理和监测。如果要处理和监测的区域很大，就使设备费用和运行费用很高。最后，这种换气保护技术只是一种单向性保护，就是说仅当污染的输运只能在一个方向上进行时才有作用。空气屏障保护技术是在连通两区的隔离区内同时同向近邻喷射一个或多个洁净空气射流，以在保护区和污染区间形成假想的门。根据湍流平面射流理论，一平面空气射流分解成两个不同的区域一个过渡区(或心脏区)和一个扩展区。过渡区对应于射流的中心部分，挨着喷气管，在过渡区内，速度矢量为常矢量。过渡区对应于喷射空气和射流两边的空气间不发生混合的区域。从和隔离区平面相垂直的平面的横截面来看，过渡区的宽度随着离喷气管的距离的增大而减小，因此在后文中，把过渡区称为“气舌”。射流的扩展区是射流在其过渡区外面的部分。在射流的扩展区中，射流的流动牵引其外面的空气，这表现为速度矢量的变化和空气的混合。在射流的扩展区内，射流的两面对空气的牵动称为“诱导”这样，空气射流在它的每个面上诱导的空气的流量，特别和考察的射流的喷射流量有关。在文献JP-B-367228中，建议在隔离区同时、同方向并列喷射三束空气射流，更详细的说，其中喷射较快的一束处于喷射较慢的两束之间。这种布局必须保证比单个空气射流形成的禁闭更有效，中间射流牵动和混合的空气是来自中心空气射流两侧的较为慢速喷射的射流的轻度污染的空气。因此，这份文献所没考虑到每束射流的气舌长度，也没考虑到每束射流的喷射流量，因此禁闭的效率是非常偶然的。在文献FR-A-2530163中，建议在一个具有一个出口的污染区前用由两束并排的同方向的洁净空气射流构成的空气屏障来禁闭这个污染区域、更为具体的是，这个动力学隔离是由第一束相对慢的射流(称为“慢射流”)来实现的，慢射流的气舌复盖整个开口。第二束射流较慢射流为快(称为快射流)，安排地慢射流和保护区之间，这是利用吸收作用使慢射流紧贴快射流包盖的吸抽作用，以使慢射流运行稳定。在文献FR-A-2530163中，明确指出，当慢射流喷嘴的宽度至少为保护区的开口高度的1/6时，慢射流的气舌长度足以覆盖整个保护区的开口。同时还指出，两束空气射流的喷射流量应该是紧靠慢射流的快射流的表面所诱导的空气的流量基本上等于慢射流的喷射流量。在文献FR-A-2652520中，建议使用空气屏障来保护对着外部污染环境有开口的洁净工作区。其空气屏障的主要特征与文献FR-A-2530163中描述的特征类似的。还明确指出，慢射流的喷射速度应约为0.4米/秒或0.5米/秒。还明确指出各射流的喷射应使快射流的外面限制在保护区开口的平面内。考虑各射流的发射角，射流中面和开口平面间的夹角大致为12°。在文献FR-A-2652520中，还建议向保护的工业区注入温度适合需要的换气洁净空气。指出，注入洁净的换气空气的流量大体上等于和洁净换气空气接触的快射流表面所诱导的空气流量。文献FR-A-2652520还指出，将用以回收两束射流的回收叶栅放在保护区开口的外面比工作岗位低，以便控制受污染区的换气。另外，规定开口范围的两个侧壁向外伸出的长度至少等于空气屏障的厚度。在文献FR-A-2659782中，建议对文献FR-A-2530163中描述的两束洁净空气的射流再增加一个第三束相对慢的洁净空气射流，以使空气快射流处在两束并排的同向的慢射流之间。在这种布局中，运用了在文献FR-A-2530163和文献FR-A-2652520中相同的主要特征，在保护区内换气洁净空气的注入流量便明显减少。再者，是在两个方向上都实现了动力学禁闭，这一点，和前面那些文献中的情况不同。在保护区内换气洁净空气的注入流量的减少是由于仅有慢射流中的一束的扩散区在这个保护区内产生诱导的结果，而不再是在两束射流构成的空气屏障的情况中那样是由快射流的扩展区产生诱导。尽管前述的各个文献都对空气屏障技术进行了改进，但各申请者的实验和模拟都说明使用文献FR-A-2530163、FR-A-2652520和FR-A-2659782所描述的空气屏障装置所获得的禁闭的效率都存在非常值得改进之处，特别是处在破坏围墙的情况下。本专利技术介绍本专利技术的目的正好在于在中间至少有一个隔离区的两个相互连通的区内用空气屏障实现这两个区的动力学隔离方法。述及的空气屏障原理和文献FR-A-2530163、FR-A-2652520和FR-A-2659782中描述的相似，但其禁闭效率有明显改善，特别是在破坏围墙的情况。根据本专利技术，上述的结果是在中间至少有一个隔离区的相互连通的一个污染区和一个保护区之间用一种动力学隔离方法获得的，这个方法包含下列各阶段-在上述的隔离区中与第一喷射流量喷射流量相比注入一个相对慢的第一束洁净空气射流，其气舌恰好遮盖整个隔离区；-同时在这个隔离区里与第二喷射流量相比注入一个相对快的第二束洁净空气的射流，第二束射流和第一束并排，同向喷射，位于保护区和第一束之间。本方法的特征在于可调节第二喷射流量，以便使与第一喷射流接触的第二射流所诱导的空气流量最多等于第一喷射流量的一半。众申请人通过实验和计算发现和证明，所有这些特征都是在两区之间获得“屏障效应”所必须的，就是说，述及的气舌实际上遮盖整个隔离区。实际上，如果由快射流的鼓风流量所生成的快射流表面的诱导太强，则可看到慢射流的气舌过度消耗，结果是慢射流的长度减小，由此生成了保护区开口的遮盖不完全(如以前工艺的所有文献中的情况)。相反，如果快射流的流量太小，则由和慢射流接触的快射流的面所诱导的那束慢射流的稳定性就不是最大的。因此，众申请人确定，和第一束射流(慢射流)相接触的第二束射流(快射流)的面所诱导的空气流量要小于，或最好基本上等于第一束喷射流量的一半，而不是等于这一束射流的喷射流量。参阅文献FR-A本文档来自技高网...

【技术保护点】
在中间至少有一个隔离区（１１）的相互连通的一个污染区（１２）和一个保护区（１０）之间的动力学隔离方法，这种方法包含下列各阶段：－在述及的隔离区（１１），用第一喷射流量喷射洁净空气的相对慢的第一束射流，此第一束射流中的气舌（１６）正好遮盖 整个隔离区；－在述及的隔离区（１１）内，用第二喷射流量同时喷射洁净空气的相对快的第二束射流，述及的第二束射流和第一束射流并排，同方向喷射，位于保护区（１０）和第一束射流之间；述及的方法的特征在于，调节第二喷射流量，使由第二束射流与第 一束射流相接触的面所诱导的空气流量最多基本上等于第一喷射流量的一半。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JC拉波尔德，VM莫绍，
申请(专利权)人：法国原子能委员会，超净营养品工业研究公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]