CN104070541B - 一种简易手套箱及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种简易手套箱及其使用方法，该手套箱由箱体、带磁性吸锁的作业门和多个进气口组成，进气口呈螺旋状分布，吹出漩涡气流，使用带磁性吸锁的作业门，只需要进气，在气体达到一定压力后自动排泄减压；全透明的结构，经济耐用，操作简便，不仅可以实现惰性气体操作环境，而且可以进行产生有毒有害气体的实验研究，占地面积小，用途广泛。

Description

一种简易手套箱及其使用方法

技术领域

本发明应用于实验室、工厂需要在惰性气体氛围下进行的操作，并可用于实验和科学研究中产生少量剧毒、有害气体的处理。具体是一种透明的台式、易于操作和维护、且具有惰性气体氛围保护气及有毒有害实验气体置换处理的简易手套箱以及它的使用方法。

背景技术

现代实验室和加工中心常常需要使用高纯气体、高纯材料以进行较为复杂的现代精细加工和生产，如部分大型分析仪器（电感耦合等离子体质谱、激光剥蚀技术、电感耦合等离子体发射光谱等）能够实现超低含量（低于10-9μg/g）的元素含量分析，以及部分多接收质谱仪则能够实现低含量元素的高精度比值分析，如铅、锶、钕、铪等同位素组成分析。这些元素和同位素分析需要较低的仪器空白，即仪器分析所使用的各种试剂、水、气体等介质中所含有相应的元素和同位素的本底要远远低于样品中的给元素和同位素含量。通常的实现方法是采用纯化、过滤等方法实现较低的空白本底，最常规的过滤采用活性炭进行。而包括活性炭在内的过滤技术无论吸附容量大小，总是需要在吸附饱和后进行再生活化，再生后的介质如果在暴露空气的环境中进行柱填充或其它后续处理，无疑会使得活性炭等吸附介质直接与大气接触而吸附空气中的杂质，从而影响其在重新装入系统后的实际交换性能。因此，需要一个局部较为净化且具有惰性气体氛围的环境来进行吸附介质的填装，保证重新竹装入的过滤介质的吸附性能。

此外，在日常实验室和工业生产中还遇到一些需要惰性气体氛围的环境，如一些具有还原能力的试剂、催化剂、金属等在露天处理时会导致试剂（如硫磺，部分金属等）直接在空气中被氧化，或失去还原能力，或直接在表面形成惰性氧化层而使得金属表面失去还原或催化的能力，故需要一个具有惰性气体保护的密闭环境进行处理。

在部分含有毒、有害气体（如盐酸、硝酸、氢氟酸、汞、砷、部分有机试剂等）操作的实验中常需对这些有害气体进行吸收处理后再排放，如直接排于空气中不仅污染环境，而且极易造成人员的伤害，因此，需要此类实验操作在一个相对密闭的环境中进行，且需要对实验过程产生的有毒有害气体进行尾气处理。

上述的实验操作都可以在手套箱内完成，目前常规的手套箱或结构较为复杂，或费用昂贵，常具有双层结构，一般无法实现有毒有害气体的处理，对于只进行简单操作或仅需惰性气体保护的局部净化非氧化还原环境而言，造成极大的技术过剩和资源浪费，且动辄数万元至数十万元的价格也极大地制约了其推广应用。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于，提供一种简易手套箱及其使用方法，它可通过低成本实现了智能控制，还可直接手动操作进行空气置换。而且还可进行研究和实验中产生有毒有害气体的处理。同时较为经济的、占地面积小、能够实现惰性气体环境保护氛围且全透明手套箱，以较局部净化和惰性气体氛围保护。

为此，本发明提供了一种简易手套箱，包括全透明的箱体、用于操作的手套口、通过进气阀门连通箱体的惰性气体源、通过抽气阀门连通箱体的真空泵、分别安装在箱体的左右两个侧面上的作业门，所述箱体的左侧面或右侧面上装有至少4个连通惰性气体源的进气嘴，所述箱体通过过滤阀门连通有害气体过滤器；

所述作业门与箱体的接触面边缘设置有磁性材料和密封圈，所述作业门与箱体通过机械锁锁紧，并且作业门与箱体之间通过所述磁性材料吸紧；

所述箱体上还安装有控制器和用于检测内部压力的压力传感器，所述进气阀门、抽气阀门、过滤阀门和压力传感器与控制器电连接。

所述进气嘴有4个，并且均布在箱体的左侧面或右侧面的四个角。

所述进气嘴贯穿箱体的左侧面或右侧面，并且所有进气嘴沿所有贯穿点所在的同一个圆同时呈顺时针或逆时针偏转30～60°。

所述磁性材料为磁棒，所述磁棒安装在所述作业门的门沿以及箱体上与该门沿对应的位置。

所述作业门与箱体之间的磁棒磁吸力为0.2MPa。

所述控制器表面有显示箱体内部压力的显示屏。

所述箱体材质为有机玻璃，并且抗压强度大于0.4MPa。

一种简易手套箱的使用方法，包括三种工作模式，分别为产生有毒害气体工作模式、自动控制模式和简易工作模式，

（1）产生有毒害气体工作模式

盖上作业门并利用机械锁锁紧，关闭抽气阀门，开启过滤阀门和有害气体过滤器，同时打开进气阀门并调节压力高于0.2MPa；若无需惰性气体保证箱体内部环境，则可以此时进行实验操作，若需要惰性气体保证箱体内部环境，则等10min后进行实验操作；

（2）简易工作模式

将作业门与箱体之间的机械锁打开，使得作业门与箱体只通过磁吸方式密封，关闭过滤阀门和抽气阀门，设置惰性气体源压力为0.2～0.4MPa，开启进气阀门，5～10min后，设定惰性气体源压力为0.12～0.2MPa，此时可以进行实验操作；

（3）自动控制模式

设定控制器，控制器控制关闭进气阀门和过滤阀门，并且控制开启抽气阀门，当箱体的真空度低于设定值0.03MPa时，压力传感器将数值反馈给控制器，控制器控制关闭抽气阀门，开启进气阀门开始充气至箱体内压力高于0.15MPa，抽真空和充气循环三次后便可进行实验操作。

本发明的有益效果：

（1）采用全有机玻璃材质设计手套箱体，透明，密封且无污染，所有接头为聚四氟乙烯材质，耐酸，耐碱，耐腐蚀，增强了设备的通用性，拓宽了其用途。

（2）简易工作模式下，仅需10分钟即可实现手套箱中空气的置换，实现局部净化环境，大大简化了操作流程，无电工作模式拓展了手套箱的工作环境对电气的依赖。

（3）自动控制模式下，采用一键式操作，由控制器控制抽真空、供气、阀门动作等，得到箱内气体置换更为彻底的惰性气体保护环境，使得设备的操控智能化。

（4）有毒有害气体工作模式下，为实验过程产生有毒有害气体的研究提供了研究环境，进一步拓展了手套箱体的应用范围。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明箱体结构示意图。

图2是本发明气路控制原理图。

图3（a)是箱体内的进气嘴的分布结构示意图；图3(b)是（a）的侧视截面图。

附图标记说明：1、箱体；2、作业门；3、进气嘴；4、惰性气体源；5、真空泵；6、有害气体过滤器；7、进气阀门；8、抽气阀门；9、过滤阀门；10、压力传感器；11、控制器；12、手套口。

具体实施方式

实施例1：

一种简易手套箱，如图1和2所示，包括全透明的箱体1、用于操作的手套口12、通过进气阀门7连通箱体1的惰性气体源4、通过抽气阀门8连通箱体1的真空泵5、分别安装在箱体1的左右两个侧面上的作业门2，所述箱体1的右侧面上装有至少4个连通惰性气体源4的进气嘴3，所述箱体1通过过滤阀门9连通有害气体过滤器6；上述作业门2与箱体1的接触面边缘设置有磁性材料和密封圈，所述作业门2与箱体1通过机械锁锁紧，并且作业门2与箱体1之间通过所述磁性材料吸紧。

所述箱体1上还安装有控制器11和用于检测内部压力的压力传感器10，所述进气阀门7、抽气阀门8、过滤阀门9和压力传感器10与控制器11电连接。所述控制器11表面有显示箱体1内部压力的显示屏。所述箱体1的材质为有机玻璃，并且抗压强度大于0.4MPa。

本发明的这种手套箱，箱体1的结构较小，占地面积小，采用全有机玻璃材质设计手套箱体，透明，密封且无污染，所有接头为聚四氟乙烯材质，耐酸，耐碱，耐腐蚀。采用控制器实现智能化控制。

实施例2：

如图3（a）和（b）所示，所述进气嘴3有四个，并且均布在箱体1的右侧面的四个角，所述进气嘴3贯穿箱体1的右侧面，并且所有进气嘴3沿所有贯穿点所在的同一个圆同时呈逆时针偏转45°。

本发明的这种进气嘴3的设计，摒弃了传统的单一进气口的直吹式设计，四个进气嘴3相互配合，在箱体1内部形成旋涡状的气流，搅动箱体内部所有气体，使得手动模式和有毒有害气体模式下直接利用惰性气体进行箱体内空气置换的效果更好。

实施例3：

所述磁性材料为磁棒，所述磁棒安装在所述作业门2的门沿以及箱体1上与该门沿对应的位置，所述作业门2与箱体1之间的磁棒磁吸力为0.2MPa。

作业门2采用双封结构，不仅有机械锁，还有磁力锁紧，这样打开机械锁，则箱体1内的压力可以保持在一定的压力范围内，只要箱体1内的压力大于磁棒的磁吸力，作业门2就会被迫打开泄压，当箱体1内的压力小于磁棒的磁吸力的时候，作业门2自动在磁力作用下闭合。

实施例4：

上述简易手套箱在使用的时候，适合三种工作模式，分别为产生有毒害气体工作模式、自动控制模式和简易工作模式，

（1）产生有毒害气体工作模式

盖上作业门2并利用机械锁锁紧，关闭抽气阀门8，开启过滤阀门9和有害气体过滤器6，同时打开进气阀门7并调节压力高于0.2MPa；

在实验过程中如果产生有害气体，则依照这种方式使得产生的有害气体都被有害气体过滤器6进行过滤，这样排放的气体就对环境没有污染，满足环保要求。

若后续试验无需惰性气体保证箱体1内部环境，则可以此时进行实验操作，若需要惰性气体保证箱体1内部环境，则等10min后进行后续实验操作。

（2）简易工作模式

将作业门2与箱体1通过机械锁打开，使得作业门2与箱体1只通过磁吸方式密封，关闭过滤阀门9和抽气阀门8，设置惰性气体源4压力为0.3MPa，开启进气阀门7，10min后，设定惰性气体源4压力为0.2MPa，此时可以进行实验操作。

磁性的吸紧结构，使得箱体1内的压力保持在0.2MPa之内，如果超出则作业门2自动打开泄压，实现了无需电动的自动方式。

（3）自动控制模式

设定控制器11，控制器11控制关闭进气阀门7和过滤阀门9，并且控制开启抽气阀门8，当箱体1的真空度低于设定值0.03MPa时，压力传感器10将数值反馈给控制器11，控制器11控制关闭抽气阀门8，开启进气阀门7开始充气至箱体1内压力高于0.15MPa，抽真空和充气循环三次后便可进行实验操作。

这种由控制器11控制的工作模式，符合现代技术的智能化发展方向，我们只需要设定控制器11的程序便可实现智能控制的要求，而现有的这种控制器的智能化程序设定已经非常成熟，可即买即用，因此也是比较方便实用的。

本实施例没有具体描述的部分都属于本技术领域的公知常识和公知技术，如有需要我们可提供参考资料。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种简易手套箱，包括箱体（1）、用于操作的手套口（12）、通过进气阀门（7）连通箱体（1）的惰性气体源（4）、通过抽气阀门（8）连通箱体（1）的真空泵（5）、分别安装在箱体（1）的左右两个侧面上的作业门（2），其特征在于：所述箱体（1）的左侧面或右侧面上装有至少4个连通惰性气体源（4）的进气嘴（3），所述箱体（1）通过过滤阀门（9）连通有害气体过滤器（6）；

所述作业门（2）与箱体（1）的接触面边缘设置有磁性材料和密封圈，所述作业门（2）与箱体（1）通过机械锁锁紧，并且作业门（2）与箱体（1）之间通过所述磁性材料吸紧；

所述箱体（1）上还安装有控制器（11）和用于检测内部压力的压力传感器（10），所述进气阀门（7）、抽气阀门（8）、过滤阀门（9）和压力传感器（10）与控制器（11）电连接；

所述进气嘴（3）有4个，并且均布在箱体（1）的左侧面或右侧面的四个角；

所述进气嘴（3）贯穿箱体（1）的左侧面或右侧面，并且所有进气嘴（3）沿所有贯穿点所在的同一个圆同时呈顺时针或逆时针偏转30°～60°。

2.如权利要求1所述的简易手套箱，其特征在于：所述磁性材料为磁棒，所述磁棒安装在所述作业门（2）的门沿以及箱体（1）上与该门沿对应的位置。

3.如权利要求2所述的简易手套箱，其特征在于：所述作业门（2）与箱体（1）之间的磁棒磁吸力为0.2MPa。

4.如权利要求1所述的简易手套箱，其特征在于：所述控制器（11）表面有显示箱体（1）内部压力的显示屏。

5.如权利要求1所述的简易手套箱，其特征在于：所述箱体（1）材质为有机玻璃，并且抗压强度大于0.4MPa。

6.一种如权利要求1所述的简易手套箱的使用方法，其特征在于：包括三种工作模式，分别为产生有毒害气体工作模式、自动控制模式和简易工作模式，

（1）产生有毒害气体工作模式

盖上作业门（2）并利用机械锁锁紧，关闭抽气阀门（8），开启过滤阀门（9）和有害气体过滤器（6），同时打开进气阀门（7）并调节进气压力高于0.2MPa；若无需惰性气体保证箱体（1）内部环境，则可以此时进行实验操作，若需要惰性气体保证箱体（1）内部环境，则等10min后进行实验操作；

（2）简易工作模式

将作业门（2）与箱体（1）之间的机械锁打开，使得作业门（2）与箱体（1）只通过磁吸方式密封，关闭过滤阀门（9）和抽气阀门（8），设置惰性气体源（4）压力为0.2～0.4MPa，开启进气阀门（7），5～10min后，设定惰性气体源（4）压力为0.12～0.2MPa，此时可以进行实验操作；

（3）自动控制模式

设定控制器（11），控制器（11）控制关闭进气阀门（7）和过滤阀门（9），并且控制开启抽气阀门（8），当箱体（1）的真空度低于设定值0.03MPa时，压力传感器（10）将数值反馈给控制器（11），控制器（11）控制关闭抽气阀门（8），开启进气阀门（7）开始充气至箱体（1）内压力高于0.15MPa，抽真空和充气循环三次后便可进行实验操作。