El patrón de flujo de aire del banco de trabajo de flujo vertical es el núcleo para lograr un entorno limpio local. A través del flujo de aire vertical direccional, estable y filtrado, se forma una "barrera limpia", que no sólo puede evitar que la contaminación externa entre en el área de operación, sino también eliminar rápidamente los contaminantes generados durante la operación. Su patrón de flujo de aire puede analizarse en detalle desde tres aspectos: "trayectoria del flujo de aire", "características del flujo de aire" y "función central".
I. Trayectoria del flujo de aire: Circulación unidireccional de arriba abajo
El flujo de aire del banco de trabajo de flujo vertical sigue una trayectoria de bucle cerrado de "aire de admisión → filtración → aire de suministro vertical → aire de retorno/aire de escape", y el proceso específico es el siguiente:
Introducción aérea
El aire exterior (o parte del aire circulante interior) entra en el equipo a través del filtro primario situado en la parte trasera o superior del banco de trabajo, eliminando primero las partículas grandes de polvo (≥5μm) del aire para proteger el filtro de alta eficiencia situado a continuación.
Filtración de alta eficacia
El aire que ha pasado el filtro primario es enviado a la caja de presión estática situada en la parte superior por el ventilador (el espacio interior está diseñado como una zona de presión uniforme) y, a continuación, se somete a una filtración profunda a través del filtro de alta eficacia (HEPA o ULPA) situado debajo de la caja de presión estática.
Los filtros HEPA pueden interceptar partículas de ≥0,3μm, con una eficacia de filtración superior a 99,97%. Los filtros ULPA tienen una mayor precisión, capaces de interceptar partículas ≥0,12μm, con una eficacia de 99,999%, lo que garantiza que el aire enviado cumple las normas de limpieza de clase 100 (o superior).
Suministro de aire vertical descendente
El aire limpio filtrado se descarga uniformemente desde el filtro de alta eficacia situado en la parte superior del banco de trabajo y fluye verticalmente hacia abajo por la zona de operaciones (es decir, el espacio situado sobre la superficie del banco de trabajo), cubriendo toda la zona de operaciones.
Tratamiento del aire de retorno/escape.
Una vez que el flujo de aire llega a la superficie del banco de trabajo, se recupera a través de la salida de aire de retorno situada bajo la superficie del banco de trabajo o en el lateral del equipo.
Algunos equipos reintroducen el aire de retorno en el filtro primario para formar un ciclo (ahorrando consumo de energía).
Algunos equipos (especialmente los de bioseguridad) descargan directamente el aire de retorno al exterior (para evitar la retención de sustancias nocivas generadas durante el funcionamiento).
Ii. Características del flujo de aire: "Cortina de aire" unidireccional, uniforme y estable.
El flujo de aire del banco de trabajo de flujo vertical no es simplemente "de arriba abajo", sino que tiene las siguientes características clave para garantizar el efecto de limpieza:
Unidireccionalidad
El flujo de aire fluye estrictamente en dirección vertical (90° perpendicular a la encimera), sin ningún flujo de aire lateral o desordenado. Esta unidireccionalidad puede evitar la retención de contaminantes causada por el "remolino del flujo de aire", garantizando que los contaminantes de la zona de operaciones sean transportados directamente hacia abajo.
Uniformidad
Con el "efecto estabilizador de la presión" de la caja de presión estática, la distribución de la velocidad del aire a la salida del filtro de alta eficiencia es uniforme (el error suele ser ≤±20%), evitando que la velocidad local del aire sea demasiado alta o demasiado baja (la velocidad estándar del aire suele ser de 0,3-0,5m/s, que puede ajustarse a través del panel de control).
El flujo de aire cubre toda el área de operación sin "rincones muertos" (como esquinas y bordes de equipos), lo que garantiza que cada posición esté bajo la protección de un flujo de aire limpio.
Estado de flujo laminar
El flujo de aire fluye de forma laminar (es decir, cada capa del flujo de aire fluye paralelamente sin mezclas cruzadas), y el aire no filtrado del exterior no puede penetrar esta capa de "cortina de aire" para entrar en la zona de operaciones, con lo que se consigue el efecto de aislar la contaminación.
Iii. El papel central de los patrones de flujo de aire
Proteger el objeto de la operación.
El flujo de aire limpio verticalmente descendente cubre continuamente el área de operación, actuando como una "cubierta invisible" para evitar la entrada de polvo y microorganismos del entorno, garantizando que las muestras experimentales, los componentes de precisión, etc., no se contaminen.
Eliminar contaminantes
Los contaminantes generados durante el funcionamiento (como los aerosoles microbianos, el polvo y los volátiles químicos) serán rápidamente "presionados" hacia la encimera por el flujo de aire vertical y, a continuación, descargados a través de la salida de aire de retorno junto con el flujo de aire, evitando la difusión o sedimentación en la zona de funcionamiento.
Mantener la limpieza estable
La velocidad estable del flujo de aire y su distribución uniforme garantizan que la limpieza de la zona de operaciones cumpla continuamente las normas (como la clase 100) y no se vea afectada por perturbaciones de funcionamiento a corto plazo (como el movimiento de los brazos).
Comparado con el flujo de aire del banco de trabajo de flujo horizontal
Banco de trabajo de flujo vertical y banco de trabajo de flujo horizontal
Dirección del flujo de aire: Parte superior → encimera → parte inferior (verticalmente hacia abajo) Parte posterior → zona de operaciones → parte frontal (soplando horizontalmente hacia el operador).
Protección prioritaria: Priorizar la protección del objeto de la operación (para evitar la contaminación externa) y priorizar la protección medioambiental (para descargar rápidamente los contaminantes de la operación).
Escenarios aplicables: operación aséptica biológica, ensamblaje de precisión, eliminación de polvo electrónico y operación de precisión no aséptica.
El patrón de flujo de aire del banco de trabajo de flujo vertical, mediante el diseño de "flujo vertical, unidireccional y laminar", crea un entorno limpio y equilibrado dinámicamente en la zona de operaciones, que es la razón principal de su amplia aplicación en campos como la biomedicina y la fabricación electrónica.