大连北方成套教学设备有限公司　　张今心

　　一、创新使科技成果迅速转化为生产力
　　二十世纪八十年代以前，我国大、中院校化学实验室产生的大量污染气体，使实验人员长年处在一个恶劣的空气环境中，身体健康受到伤害，极大地影响了教学效果。解决这一公害，成为化学实验室工作人员长久的期盼。为此，本文作者带领课题组人员，开始进行化学实验室通风设备的研制、设计工作。

　　设计的指导思想：
　　（1）本着有效、经济的原则，力求达到排出实验中所有污染气体的目的；
　　（2）采取将实验中产生的污染气体就近抽走，不使其扩散的措施；
　　（3）通风管路系统布局要合理，消除各种不合理因素、减小阻力和噪声；
　　（4）通风台面装置力求外形美观、布局合理，其高度和位置不影响实验装置的安装；以及学生操作和教师进行教学指导；
　　（5）合理的选择风机，防止或减少噪音和震动，便于安装和维护；
　　（6）考虑局部和全室通风的同时，兼顾给、排水、煤气、电源线路的合理安排。
　　这些设计思想在1983的辽宁师大化学楼无机、分析、有机、共同课、教法等实验室的设计与改行过程中一一体现出来。当时：
　　有机实验室定名为“A1型轴向升降四通汇流式通风装置”
　　无机实验室定名为“A2型轴向升降径向伸缩四通汇流式通风装置”
　　分析实验室定名为“A3型有回风管路的通风装置”
　　共同课实验室定名为“A4型风道走楼板夹层的通风装置”
　　教法实验室定名为“A5型回风管路出口设在吸风罩口下、桌面上的通风装置”
　　以上五个A型装置84年在大连铁道学院、瓦房店师范实验室建设中得到了推广应用，同年八月“高校化学实验室通风装置”在辽宁省教委主持下，经部委有关领导及相关专家评审，通过科技成果鉴定。该成果彻底改变了过去化学实验室换气扇式悬挂矩形罩的排风方式，同时具备了以下几个特点：（1）以UPVC塑料离心式风机为核心，通过行程管道，经过实验台桌，配以台面装置，及补风设备，构成了一套完整的排风系统装置；（2）排毒效果好，在短时间内（3～5分钟）排除了实验室内污染气体，并补充新鲜空气，对师生健康起到了保障作用，提高了教学质量。专家们认为该成果属国内首创，填补了国内改善实验室教学环境的空白。在各级部门的大力推荐下，成果很快转化为生产力，在全国几十所高等院校化学实验室得到推广使用，受到了广大师生的好评。

　　二、创新打造企业的名优品牌；
　　为了使这一项目的推广应用实现更高标准的环保目标，占据更大的市场。1990年作者所在的辽阳市环境工程所又推出了适合中学化学实验室、可供48～64人同时进行实验操作的“双通汇流式通风A系列7型”和“隐蔽式8型装置（台面装置可以降到桌面以下）”。随后，93年研究所和辽阳北方高科技成套设备公司又推出A系列两个学生共用一套台面通风的伞罩式9型全室通风换气系统。1998年作者创建的大连北方成套教学设备有限公司又根据市场需要创新设计、开发了“流线型伞式单吸风罩、无屏蔽隔离、轴向可升降旋转的10型通风装置”。该装置1999年通过辽宁省科技成果鉴定，具有以下特征：

　　1．换气方式：学生实验室具有自然通风与机械强制排风的双效性能；
　　2．装置选择：流线型伞式单吸风罩、无屏蔽隔离、轴向可升降旋转的“ABS”全注塑台面装置；
　　3．换气次数：12≥[n/h、室]以上；机械部标准3[n/h、室]；
　　4．风机选择：采用大北4-72型6.6.＃离心式调速风机，功率4kw，r=1450r/min，风量0～1200m3/h，风速、风量随意可调；
　　5．排除污染气体效果：90%以上；
　　6．罩口风速：6[m/s]以上；
　　7．噪声控制：室内55dB（A），机房≤64dB（A）；
　　8．管道材质：为确保上述指标，地面上下通风管道及部件全部采用UPVC塑料管道；
　　9．引风方式：污染气体自污染源经台面吸风罩口进入地下风道，再进入风机后排入大气；
　　10．回风方式：新鲜空气自实验室墙壁两侧风道经风量控制器入顶棚（或地下回风道）再经顶棚（或地下风道）回风口与引风形成气流循环；
　　11．演示台排气，单设风机与全室通风系统分开；
上述十一个方面的技术措施保证了该系统装置阻力小、噪声低、罩口吸风速度快、换气次数高、总排风量大、引风、回风构成循环系统。
　　12．保留伞形吸风罩，因为它外形美观、设计上符合流体力学原理，阻力小、噪音低，留在桌面上还可以突出化学实验室特点，应用户要求也可以按DSA-8型方案设计将吸风罩降至桌面以下：
　　13．吸风罩口滤网固定在伞罩边缘以减小阻力、消除噪声；
　　14．用平衡器取代台面垂直管和通风橱柜门玻璃升降平衡锤，该平衡器体积小、造型美观、安全可靠，防止锈蚀、断线、卡轮、撞击等种种弊病；
　　15．经过严密的系统总阻力计算（排风系统＋回风系统），在各关键部位均采取了减小阻力和消音措施，确保总阻力不超过84[mmH2○/m]，噪声<55dB（A），罩口风速不小于5[m/s]；
　　16．经过严密的系统阻力平衡计算确保各吸风罩口风速差不超过0.5[m/s]；
　　17．按照DSA-10型通风系统阻力（风压）要求，采用大北公司制作4-72-6.6＃离心式风机作为系统克服阻力的动和设备。该风机风压较高、风量大，而输入功率值仍为4[KW]。多年来应用运行证明，该风机安全可靠是DSA-10型通风系统的最佳配套动力设备；
　　18．大北4-72-6.6＃风机进出口均装配我公司自行研制的消音器以确保风机噪声不超过64[dB（A）]；
　　19．大北4-72-6.6＃风机进出口与主风道管均采用软连接，风机底座与机座间装有该公司自行设计制作的强化震器，以确保风机震动速度有效值≤7.1[mm/s]，位移标准≤131[μm/s]；
　　20．将教师演示台产生的污染气体单独设计并加工制作排风净化装置，以避免无谓的电耗。
该系统装置先后荣获“当代专利、科技成果博览会金奖”，“中国爱迪生发明银奖”、“中国星火计划国际研讨会金奖”、“辽宁新技术专利产品展示会金奖”。
依据“以科技创新为指导，为学校提供现代化科技装备”为企业文化的“双科”品牌，现已被国家商标管理局正式注册。该品牌产品2001被大连市授予“大连市名牌产品”。

　　三、创新使企业产品更趋完善
　　化学实验过程中产生的各种有害气体经过通风装置，从室内排放到室外，并没有净化，这就势必对大气环境产生了一定程度的污染。随着我国经济快速发展，特别是2002年我国加入WTO组织、2008年首都要承办绿色奥运，国家对环境保护和大气质量也提出了更高的要求。为此，我们依据国家环保标准要求，提出了净化化学实验污染气体的课题。在新世纪的开端开始调研、论证，并于2001年试制了具有自己知识产权的“DSA-13型局部换气式化学污染气体净化装置”、“DSA-14型单化学全室污染气体净化装置”、“DSA-15型双化学室外污染气体净化装置”。
经过一年来多次的精心设计、研制以及有关职能部门的检测，证明这三套化学污染气体净化装置各项技术指标均符合国家技术标准要求，能够净化化学实验所产生的污染气体，保证化学实验室、药品库、中央实验台、教师演示台、通风橱等所排放的污染气体净化达到国家大气排放标准要求。实现了把化学室污染气体消除在源头，而不向大气扩散，保护绿色教学环境的愿望。

　　该装置的特点为：
　　1．换气速度快：吸风罩口平均风速14型7.17[m/s]、15型7.12[m/s]，室内换气次数高达12次以上；
　　2．净化效果好：由于采用液相喷淋洗涤与固相活化吸附相结合的双重净化进程，净化速度快、效果好。以C12、NH3、C6H6、SO2为例净化效果均大于95%；
　　3．环境噪声小：DSA-14型净化装置室内48dB（A），室外风机左右5米内64dB（A），15型为两个实验室共用的净化设备，两台风机同时开动，室内噪声为51 dB（A），室外噪声只有64 dB（A），室内外噪声均小于国家标准；
　　4．阻力损失小：由于台面采用单罩吸风，台下地面回风，形成无屏蔽局部抽排气循环。同时，管路设计上采用了内排外补的双层同一循环风道，并且内管防腐、光滑、外管宽大、表面粗糙，因此室内循环管路阻力损失小、噪音低。
　　5．系统动力强：DSA型净化装置得以正常运转，关键在于净化系统中动力风机的选择，该装置的风机均选用大北系列风机。该风机通常风量为5095～9248[m3/h]、风压为1470～1070[Pa]。
　　6．操作简便：该装置由上、中、下部分塑焊而成，结构合理、操作方便，吸咐剂再生迅速，可长期重复使用。且同一净化器可进行净化和吸附剂再生的双重操作。
　　7．节约经费：由于净化装置可以安放在实验楼底层地下室或室外，原来需要在楼顶排放的远程管道和土建施工费用均予节省。所以，对新建实验楼化学实验室通风系统尽管增添了净化装置，仍可节省大量工程经费。

　　DSA-13、14、15型净化装置已在辽宁警专大连武术文秘学校、北京顺义一中等学校投入使用，2002年9月，该科研项目已经通过辽宁省科技厅组织的科技成果鉴定，用户和专家均给予很高的评价。这一创新成果的推出使化学实验室通风装置更加完善，配套设施更加完美和系统化。相信随着净化装置的推广与应用，它将和DSA型化学实验室通风装置一样，倍受欢迎。

　　在新世纪换代产品“化学实验室净化装置”研制成功投放市场的同时，DSA-10型通风装置的吸风罩在原有轴向升降旋转的基础上，又创新开发了一项径向可以在360°范围内任意翻旋转的专利，使台面装置变成万向型台面装置也可以悬挂在棚顶或墙壁上，使10型升级为11型万向式通风装置，该新型装置设计科学、造型美观、操作极为方便，是大中院校、科研院所、工厂和医疗机构中央实验台的首选设备。11型万向式通风装置的推出，使“双科”品牌的系列通风净化装置，锦上添花，更趋完善。

　　四、创新带动学科产品横向发展

　　随着化学实验室通风与净化装置的日趋完善，逐渐形成的标准化、系列化的产品，由单学科向多学科成套设备扩散的速度也逐步加快。在短短的十二年时间里，坚持以“科技创新为先导”的大连北方在不断完善“核心”产品的同时，由单一化学实验室通风装置的制作、安装，扩展到物理电学实验室、物理力学实验室、物理光学实验室、生物解剖实验室、生物观察实验室、生物标本室、高校科学研究室、中学烹饪培训室、中学综合活动实验室、图书阅览室、医学病理实验室、医学解剖实验室、经综合电教室、多媒体语音系统、计算机网络、校长监控系统、双向智能控制系统、办公家具、学生公寓等十二个学科成套设备及设施的规划、设计制作与装配。到目前为止，公司的系列产品，已被国内外几百所大中院校所选用，市场覆盖面达20多个省、市特别行政区及友好国家。取得了良好的经济效益与社会效益，为我国教育事业实现小平同志所倡导的“教育要面向世界，面向未来，面向现代化”做出了积极的贡献。

　　五、创新为企业确定发展方向

　　化学实验室通风与净化装置经过二十多年的研究改进，已发展成为具有多个型号、多项功能的实验室成套设备，是大中院校化学实验室必不可少的设备之一。它包涵专利技术数十项，涉及材料、性能、外观形式、制作工艺等多个方面。目前，我国已有几十个企业生产该产品。产品除了西藏、台湾等少数几个省、区外，已遍布全中国，成为大、中院校现代化实验室必备的教学辅助设备，并成为中国教学仪器援外的重要设备之一。每年交易额度数亿元人民币，占国家教育设备投资的相当比重。它为改善化学实验室实验条件、实验室功能、实验手段、实验技术，提高教学质量、培养新型人才起到了重要作用。

　　21世纪化学实验室通风与净化装置的发展方向应是具有体积小、噪声低、净化污染气体效率高，没有二次污染、造价低、功能齐全等特点的标准化、系列化的环保设备。把这类科技含量高的设备投入大中院校化学实验室，就是把该领域的科研成果引入实验教学，为其提供了重要的物质条件，对于教育的发展，环境保护有着极其重要的意义。本世纪是知识经济时代，科学结构和体系出现了众多的知识综合增长点和学科结合部，这给从事教育设备研发的科技人员提供了机遇、挑战和广阔的市场。研究、开发、制造、管理、营销等多个环节串连而成为一个巨大的工程链，掌握并做好其中各个环节的工作，掌握丰富的自然科学知识、社会科学知识和专业技术本领，把握实验室和国家的发展需要，研发、创新社会所需的产品，就是把握这一领域生产力的发展方向，企业就能持续发展。

　　相信，经过该领域我国科技人员的不懈努力与创新，我国的实验室设备科技含量会越来越高、功能会更加齐全、制作工艺会更加精良。随着教育的普及和发展，就一代实验教学设备将会不断涌现，必将带动我国大中院校实验室设备及条件全面进入现代化。

　　作者简介
　　张今心，1936年4月5日出生，职称，研究员、高工兼职教授
　　学历：大学
　　简历：1957年9月考入辽宁师大化学系，59年提前留校，从事化工教学32年，期间任过系办工厂厂长、系实验室主任、校科技开发中心主任；
　　1990年12月创建了辽宁省辽阳市环境工程研究所，任所长、法人；
　　1993年12月创建了辽阳北方高科技成套设备公司，法人，任总经理；
　　1996年10创建辽阳北方成套教学设备有限公司，法人，任经理；
　　1997年6月创建大连四方成套教学设备厂，法人，任厂长；
　　1998年12月创建大连北方成套教学设备有限公司，法人，任总经理。
　　社会兼职：1994年4月12日受聘辽宁师范大学兼职教授，颁发证书；
　　1998年11月16日受聘中国科联研究员，颁发研究员证书；
　　1998年10月12日受聘辽宁省民营科技企业家协会副理事长；
　　2002年9月15日被辽宁警专大连武术文秘学校授予荣誉校长称号。