敞開型吹吸式通風防毒洗版工作臺

文/陳建武 趙東巍

2020年7月14日，國家知識產(chǎn)權(quán)局發(fā)布了第二十一屆中國專利獎授獎決定。中國安全生產(chǎn)科學研究院的“一種敞開型吹吸式通風防毒洗版工作臺”專利（專利號：ZL201721064088.9）榮獲中國專利優(yōu)秀獎。本文主要介紹了該專利的技術(shù)性特征，以及專利的應(yīng)用前景。

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，電子元器件的需求日益增多，從事電子元器件生產(chǎn)的企業(yè)和勞動者也越來越多。電子元器件生產(chǎn)過程中多使用絲網(wǎng)印刷工序，絲印網(wǎng)版需使用洗版水清洗表面的貼裝膠水、導電膠，絲印網(wǎng)版清洗多為人工操作，洗版現(xiàn)場毒物濃度超標嚴重，時有職業(yè)中毒事件的發(fā)生，如圖1 所示。目前，洗版間洗網(wǎng)水對勞動者的職業(yè)健康的影響還尚未引起足夠重視，迫切需要一種有效預防洗版間勞動者職業(yè)中毒事件發(fā)生的技術(shù)裝備。

洗版間通風防毒現(xiàn)狀

當前，我國電子元器件生產(chǎn)企業(yè)的洗版間多采用粗獷式的人工洗版，洗版間設(shè)置了軸流風機，如圖2 所示。主要通過軸流風機全面通風，以此降低毒物對勞動者職業(yè)健康的影響。

由于洗版過程在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量的毒物且毒物發(fā)散源面積大，全面通風方式難以在短時間內(nèi)有效控制毒物的大量擴散問題，除了全面通風方式，以下幾種通風方式也不適合洗版工作：

圖1 典型洗版作業(yè)現(xiàn)場

圖2 手工洗版間設(shè)置了軸流風機

如果選擇通風柜通風，由于工件較大且需翻轉(zhuǎn)后再清洗，待洗工件難以放置在通風柜內(nèi)，通風柜嚴重影響洗版工的作業(yè)過程；如果選擇傘型罩通風，傘型罩通常設(shè)置在工人呼吸帶以上，雖可解決空間問題，但毒物先經(jīng)過人的呼吸帶后排出，洗版工位于毒物擴散路徑的下風側(cè)，不滿足防護要求；如果選擇側(cè)吸罩通風，側(cè)吸罩需占用一定的作業(yè)空間，由于洗版間空間狹長且待洗工件尺寸較大，洗版間一般難以滿足設(shè)置側(cè)吸罩的空間要求；如果選擇下吸罩通風，由于待洗工件尺寸較大及工件不透氣的原因，下吸罩的幾何尺寸受空間限制且待洗工件會遮擋下吸罩的排風，從而導致下吸罩也不能應(yīng)用。

此外，由于工人需敞開式作業(yè)，且快速擦拭清洗過程產(chǎn)生較大干擾氣流，加速了毒物的擴散，增加了毒物控制難度，現(xiàn)有洗版毒物防護技術(shù)裝備難以滿足上述需求。因此，迫切需要一種毒物控制距離遠、抗干擾氣流能力強、毒物捕集效率高，且敞開式作業(yè)不影響勞動者作業(yè)的手工作業(yè)洗版工作臺。

洗版工作臺專利技術(shù)特征與先進性

技術(shù)特征

針對上述問題，中國安全生產(chǎn)科學研究院發(fā)明了“一種敞開型吹吸式通風防毒洗版工作臺”（專利號：ZL201721064088.9，以下簡稱“洗版工作臺”），該專利包括均勻送風裝置、均勻排風裝置和洗版工作平臺，均勻送風裝置和均勻排風裝置分別位于洗版工作平臺的左右兩側(cè)，并通過洗版工作平臺連接為一體構(gòu)成敞開型吹吸式通風防毒洗版工作臺，均勻送風裝置和均勻排風裝置間設(shè)紅外探測裝置。洗版工作平臺的右側(cè)工作臺面上層為含有若干孔的孔板，多孔孔板可取出，多孔孔板下方為漏斗型廢液收集器，收集器下端管道設(shè)閥門。該洗版工作臺專利三維圖如圖3 所示。

專利技術(shù)特點與優(yōu)勢

圖3 敞開型吹吸式通風防毒洗版工作臺三維圖

一是洗版工作臺均勻送風裝置和排風裝置風速的不均勻度均小于0.25（數(shù)值越小表示氣流越均勻），氣流均勻度高，在洗版工作平臺上形成了大面積氣流均一型吹吸式通風，有效解決了短時間毒物濃度過高、洗版操作帶來干擾氣流的影響，顯著提升了通風系統(tǒng)的抗干擾氣流能力。

二是洗版工作臺均勻送風裝置和均勻排風裝置的風速在一定范圍內(nèi)可任意調(diào)節(jié)，從而滿足在一定范圍內(nèi)不同長度洗版工作臺均可使用的要求，提升洗版工作臺應(yīng)用的靈活性。

三是均勻送風裝置和均勻排風裝置的罩口尺寸均不小于800×800 mm，洗版工作平臺的長度不小于2.4 m，而一般局部排風控制范圍在1 m 以內(nèi)，該洗版工作臺明顯增加了毒物的控制距離。

四是洗版工作臺送風風速為0.4～0.7 m/s， 排 風 風 速 為0.8～1.4 m/s，其所需風量遠遠低于12 次/h 全面通風換氣量或局部排風所需的風量，能耗為局部排風系統(tǒng)的50%左右，顯著降低了系統(tǒng)能耗。

五是洗版工作平臺采用敞開作業(yè)方式，避免了通風防毒系統(tǒng)對作業(yè)勞動者的影響。

六是洗版工作平臺的右側(cè)工作臺面上層為含有若干孔的孔板，多孔孔板可取出，多孔孔板下方為漏斗型廢液收集器，收集器下端管道設(shè)閥門，用于定期排除廢液。洗版工作平臺的左側(cè)工作臺面向右下傾斜1°～ 3°，分裝時溢灑洗版液自動流入右側(cè)工作臺面下方的廢液收集器內(nèi)。有效地解決了洗版水分裝和洗版過程洗版水廢液逸散和收集的問題。

七是洗版工作臺利用紅外探測裝置實現(xiàn)均勻送排風裝置的自動開啟與延時關(guān)閉功能，實現(xiàn)了通風系統(tǒng)的自動控制，最大限度捕集毒物。

綜上所述，該專利提高了吹吸式通風換氣區(qū)域內(nèi)氣流的均勻性，增大了局部排風對有害物質(zhì)的控制距離，在送風罩和排風罩之間形成低風速氣流均一型換氣區(qū)域，降低了干擾氣流的影響，避免了中間障礙物處渦流現(xiàn)象的產(chǎn)生，解決了廢液的逸散和收集的問題，在不影響作業(yè)和節(jié)能的情況下，實現(xiàn)大面積洗版作業(yè)毒物的長距離控制和高效捕集。

專利應(yīng)用效果

該專利在蘇州京通光電科技有限公司洗版間進行了現(xiàn)場應(yīng)用，洗版間送排風罩罩口均為寬900 mm、高1 000 mm，工作臺長寬800 mm、長3 300 mm，送風風速為0.52 m/s，排風風速為1.25 m/s。應(yīng)用前后現(xiàn)場如圖4 所示。

利用活性碳管，按照GBZ 159-2004《工作場所空氣中有害物質(zhì)監(jiān)測的采樣規(guī)范》的采樣方法進行 采 樣，按GBZ/T 160.1～GBZ/T 160.81-2004《工作場所空氣有毒物質(zhì)測定》[標準合訂本]進行毒物濃度檢測分析，應(yīng)用前后洗版工現(xiàn)場作業(yè)時毒物濃度檢測結(jié)果如下表所示。

圖4 敞開型吹吸式通風防毒工作臺應(yīng)用前后現(xiàn)場對比

由表可知，應(yīng)用該敞開型吹吸式通風防毒洗版工作臺后，洗版間甲苯、環(huán)己酮、乙酸丁酯等有毒物質(zhì)的濃度均得到有效控制，甲苯的短時間接觸濃度由應(yīng)用前超標2 倍多的219.5 mg/m3降為9.69 mg/m3，毒物濃度降低了95%，環(huán)己酮的短時間接觸濃度由應(yīng)用前的44.5 mg/m3降至2.85 mg/m3，說明使用該敞開型吹吸式通風防毒洗版工作臺顯著降低了洗版間的毒物濃度，改善了洗版作業(yè)環(huán)境，可有效保護勞動者的職業(yè)健康，且對工人作業(yè)無影響。驗證了該專利的科學性、可行性和有效性。

應(yīng)用前景與經(jīng)濟社會效益

洗版工作臺專利是一款通用性技術(shù)裝備，專利中洗版工作平臺左右兩側(cè)的均勻送風裝置和均勻排風裝置聯(lián)合作用，構(gòu)成氣流均一型吹吸式通風裝置，在洗版工作平臺產(chǎn)生氣流均一型吹吸式通風換氣區(qū)域，避免洗版過程毒物的外逸，且不影響工人作業(yè)，突破了洗版間傳統(tǒng)通風防毒技術(shù)，提出了洗版間大面積毒物危害長距離通風防毒技術(shù)。

該專利不僅可以應(yīng)用在電子行業(yè)手工洗版作業(yè)，還可廣泛應(yīng)用于有機溶劑調(diào)配、制藥行業(yè)的灌裝線、液體分裝、刷膠、病理分析室、化驗室等作業(yè)場所的毒物危害控制，可有效解決傳統(tǒng)局部通風無法解決的敞開式作業(yè)，以及長距離、大面積毒物控制的技術(shù)難題，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。該專利的應(yīng)用可有效降低職業(yè)病和職業(yè)中毒事件的發(fā)生，減少由于罹患職業(yè)病和職業(yè)中毒導致的巨大經(jīng)濟損失，社會效益顯著。

應(yīng)用前后洗版間洗版作業(yè)短時間毒物接觸濃度檢測結(jié)果表

該專利技術(shù)屬于《國家安全監(jiān)管總局關(guān)于印發(fā)推廣先進安全技術(shù)裝備目錄（2015 年第二批）的通知》（安監(jiān)總科技〔2015〕109 號）中的“塵毒危害控制低風速氣流均一型吹吸式通風裝置”。符合2019年5 月5 日中共中央政治局常委、國務(wù)院總理李克強主持召開國務(wù)院常務(wù)會議時提出的“重點行業(yè)新上項目職業(yè)病防護設(shè)施配備實施率達到95%以上，堅決減少新發(fā)病例”的要求，可有效提升敞開型、大面積、長距離毒物控制職業(yè)病防護設(shè)施的技術(shù)水裝備平，促進“健康中國2030”的戰(zhàn)略規(guī)劃目標的實現(xiàn)。