CN109605424B - 一种气体快速置换的手套箱 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种气体快速置换的手套箱，包含主箱体、手套、过渡室、主箱体气体净化循环系统和电控制装置，所述主箱体上设置若干个窥视窗和手套连接口、第一气体净化循环系统接口、第二气体净化循环系统接口和主箱体第一置换气体进出口、第二置换气体进出口，其特征在于：所述主箱体内还设有隔板、隔板导杆，所述隔板与主箱体的轴向垂直，其外缘与主箱体内壁相配合，隔板导杆的两端固定连接在主箱体的两端，所述隔板穿设在隔板导杆上并可沿其做往复运动，主箱体第一置换气体进出口和主箱体第二置换气体进出口分别处于隔板的初始位置和终末位置的外侧，所述第一循环气体通气口、第二循环气体通气口处于隔板的同一侧，可以广泛应用于OLED应用领域、锂电池应用领域、核电应用领域、实验室及物联网应用领域，保证洁净的实验和操作环境，提高安全性。
Description
技术领域
本发明涉及手套箱设备技术领域，特别是一种气体快速置换的手套箱。
背景技术
日常实验室和工业生产中经常会遇到一些需要惰性气体保护的环境，如一些具有还原能力的试剂、催化剂、金属、锂电池的组装等，一般是使用手套箱，在其主箱体内填充惰性气体营造需要惰性气体保护的环境以保证实验和生产的环境条件。
根据不同的用途，手套箱的主箱体内的气体，特别是水、氧的含量一般要达到一定的工作条件后才能投入使用，一般是标准情况下主箱体内气体水含量≤1ppm，主箱体内氧含量≤1ppm。为了达到这一条件，手套箱在首次使用或长时间停用后重新使用前需要对主箱体内的气体进行一次置换，现有技术中一般是利用惰性气体对主箱体内的气体进行置换，使主箱体内气体的含水量接近1ppm，氧含量接近1ppm。气体置换结束后，还需要通过气体循环系统对主箱体内的气体进行净化降低水、氧的含量，直至达到工作条件。
对于气体置换，现有的手套箱是直接往主箱体内充入惰性气体作为置换气体，充入的置换气体与主箱体内的气体混合，同时抽取主箱体内的气体排放，即用惰性气体对主箱体内的气体进行稀释，直至主箱体内气体水含量、氧含量接近1ppm，此过程往往需要连续长时间地通入惰性气体进行气体置换实现，一般需要4小时以上。因此主箱体内气体置换时间的长短影响工作进程；并且进行长时间通气净化使主箱体内气体水含量、氧含量接近1ppm，需要消耗大量的惰性气体，大约是主箱体体积的9倍，而这部分惰性气体又无法回收利用，因此，惰性气体消耗量大、气体置换的材料及时间成本高。因此，需要一种能够快速置换主箱体内气体的手套箱来缩短气体置换时间，降低惰性气体消耗量和运行成本的手套箱来满足实际需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够快速置换主箱体内气体、缩短气体置换时间，降低惰性气体消耗量和运行成本的手套箱以克服现有的手套箱的上述不足之处，满足实际需要。
实现本发明目的的技术方案是：一种气体快速置换的手套箱，包含主箱体、手套、过渡室、主箱体气体净化循环系统和电控制装置，所述主箱体上设置若干个窥视窗和手套连接口、第一气体净化循环系统接口、第二气体净化循环系统接口和主箱体第一置换气体进出口、第二置换气体进出口，其特征在于：所述主箱体内还设有隔板、隔板导杆，所述隔板导杆与主箱体的轴向平行，隔板与主箱体的轴向垂直，其外缘与主箱体内壁相配合，隔板导杆的两端固定连接在主箱体的两端，所述隔板穿设在隔板导杆上并可沿其做往复运动，主箱体第一置换气体进出口和主箱体第二置换气体进出口分别处于隔板的初始位置和终末位置的外侧，所述第一循环气体通气口、第二循环气体通气口处于隔板的同一侧。
为了更好的技术效果，本发明的气体快速置换的手套箱的技术特征还可以具体为以下技术特点：
1.所述隔板的外缘沿隔板导杆的方向设置若干道密封圈。
2.所述隔板的材料为不锈钢、塑料、亚克力、尼龙、PVC、特氟龙、玻璃钢、PE的一种。
3.所述隔板的初始位置位于主箱体内部贴近主箱体第一端部的位置，终末位置位于主箱体内部贴近隔离舱门的位置。
4.所述主箱体还设有手套连接口密封塞、窥视窗密封塞和隔离舱门封堵凸台。
5.所述第一循环气体通气口、第二循环气体通气口同时处于隔板的初始位置和终末位置之间。
6.所述第一置换气体进出口和主箱体第二置换气体进出口分别设置在主箱体的两个端面上。
7.所述主箱体内设有可拆装的货架。
应用本发明技术方案的气体快速置换的手套箱，具有以下优点：
1.应用隔板，把主箱体内部分隔成相对洁净气体区间和待置换气体区间，相对洁净气体区间的内惰性气体与待置换气体区间内的气体不混合。通过隔板的往复运动能够快速地把待置换气体区间内的气体排出，快速降低待置换气体的余量，如此反复几次，即可实现主箱体内气体的快速置换，显著缩短气体置换时间，显著减少惰性气体消耗量，显著降低运行的材料和时间成本，提高工作效率。
2.提供了一种与现有气体置换技术完全不同的气体置换手段，给手套箱的气体置换提供一个新的技术选择。
3.本发明技术方案中的手套箱内设有手套连接口密封塞、窥视窗密封塞和隔离舱门封堵凸台，能够最大限度地降低气体置换的死角，提高气体的置换率，进而缩短气体净化循环时间，进一步降低手套箱的运行时间成本。
4.本发明技术方案中的货架是可拆除的，能够适应不同的工作需要。
附图说明
图1是本发明的一种气体快速置换的手套箱的一个实施例的总体示意图
图2是图1所示的一种气体快速置换的手套箱实施例的主视图
图3是图2所示的一种气体快速置换的手套箱实施例的俯视图
图4是图2所示的一种气体快速置换的手套箱实施例的左视图
图5是图2所示的一种气体快速置换的手套箱实施例的K-K向视图
图6是图2所示的一种气体快速置换的手套箱实施例的G-G向视图
图1-6中，1为主箱体，101为主箱体第一端部，102为主箱体第二端部，2为过渡室，201为过渡室第一端部，202为过渡室第二端部，3为主箱体气体净化循环系统，4为主箱体与过渡室之间的隔离舱门，5为手套，6为第一压力表，7为第二压力表，8为水检测仪，9为氧检测仪，10为脚踏开关，11为窥视窗，12为手套连接口，13为隔板，14为隔板导杆，15为手套连接口密封塞，16为隔板上的隔离舱门封堵凸台，17为第一气体净化循环系统接口、18为第二气体净化循环系统接口，19为主箱体第一置换气体进出口，20为主箱体第二置换气体进出口，21为过渡室第一置换气体进出口，22为过渡室第二置换气体进出口，23为主箱体第一端部端盖，24为过渡室第二端部端盖，25为隔板13的初始位置，26为隔板13的终末位置，27为手套箱支架，28为货架。
具体实施方式：
为了更好地说明本发明的气体快速置换的手套箱的技术方案，以下结合附图1-6对本发明技术方案的气体快速置换的手套箱的一个实施例进行详细描述。
实施例一
如图1-6中所示，本发明的一种气体快速置换的手套箱主要包含，包含主箱体1、手套5、过渡室2、主箱体气体净化循环系统3和电控制装置。
本实施例中，如图1-6所示所述主箱体1上设置第一压力表6、水检测仪8、氧检测仪9、两个窥视窗11、两对手套连接口12、第一置换气体进出口19和第二置换气体进出口20、第一气体净化循环系统接口17和第二气体净化循环系统接口18。所述主箱体1内还设有隔板13及其隔板导杆14。所述隔板导杆与主箱体的轴向平行，所述隔板13与主箱体1的轴向垂直，其外缘与主箱体内壁相配合，隔板导杆14的两端固定连接在主箱体的两个端部101、102上，所述隔板13穿设在隔板导杆14上并可沿其做往复运动。所述隔板13的初始位置25位于主箱体内部贴近主箱体第一端部101的位置，终末位置26位于主箱体内部贴近隔离舱门4的位置，主箱体第一置换气体进出口19和主箱体第二置换气体进出口20分别处于隔板13的初始位置25和终末位置26的外侧的主箱体1的两个端面上，所述第一循环气体通气口17、第二循环气体通气口18同处于隔板13的初始位置朝向隔离舱门4的一侧。实际应用中，可以设计成所述第一循环气体通气口17、第二循环气体通气口18同时处于隔板13的初始位置25和终末位置26之间。
为了方便操作，主箱体1内设有可拆装的货架28，需要对物料进行操作时，经由过渡室2将所述货架28移入主箱体1内供放置物料，当对主箱体进行气体置换时，把货架28拆除，经由过渡室2将所述货架28移出主箱体1。
为了更好的气体置换效果，主箱体内还设有手套连接口密封塞15、窥视窗密封塞，隔板13朝向过渡室的端部设有隔离舱门封堵凸台16，用于在主箱体气体置换时堵塞手套连接口、窥视窗和主箱体第二端部与隔离舱门之间的空间，尽可能地排出待置换气体，减少置换的死角，提高气体置换率。
与传统手套箱不同的是，本实施例中，所述主箱体1内设置隔板13和若干根隔板导杆14，所述若干根隔板导杆14处于主箱体1内，其两端分别固定在主箱体第一端部101和第二端部102上，所述隔板13可沿隔板导杆14在主箱体1内做往复运动。手套箱正常使用时，所述隔板13处于其初始位置25处。
优选地，所述隔板的初始位置位于主箱体内部贴近主箱体第一端部的位置，终末位置位于主箱体内部贴近隔离舱门的位置。
优选地，所述第一循环气体通气口17、第二循环气体通气口18同处于隔板13的初始位置朝向隔离舱门4的一侧。或者所述第一循环气体通气口17、第二循环气体通气口18同时处于隔板13的初始位置25和终末位置26之间。
优选地，所述第一置换气体进出口19和主箱体第二置换气体进出口20分别设置在主箱体1的两个端面上。
优选地，在隔板13的外缘沿导杆14的轴向设置若干道密封圈以提高隔板外缘与主箱体内壁之间的气密性。
所述隔板13的材料为不锈钢、塑料、亚克力、尼龙、PVC、特氟龙、玻璃钢、PE的一种。
所述过渡室的第一端部201与主箱体的第二个端部102连接，其与主箱体1之间通过隔离舱门4密封。过渡室2上设第二压力表7、一个窥视窗、第一置换气体进出口21、第二置换气体进出口22，所述过渡室的第二端部202设有可开合的端盖24密封。通过过渡室2取放物料及对物料进行操作前净化，即当物料处于过渡室中进入主箱体前需对过渡室进行气体置换，过渡室内气体置换完成后就可以打开隔离舱门4将物料从过渡室取出放进主箱体。所述过渡室第一、第二置换气体进出口21、22用于输入惰性气体和输出过渡室的气体。
为了更好地理解本发明的技术方案，以下结合实施例一对本发明手套箱的主箱体的气体置换过程做一个描述：
本实施例中，与传统手套箱主要的区别在于：本发明的手套箱的主箱体1内设置隔板13和若干根隔板导杆1，隔板可沿着隔板导杆做往复运动。
本发明技术方案的手套箱的气体置换原理是：应用隔板13，把主箱体1的内腔室分隔成相对洁净气体区间和待置换气体区间，所述相对洁净气体区间为置换气体进口与隔板之间的部分主箱体腔室，所述待置换气体区间为置换气体出口与隔板之间的部分主箱体腔室，由于隔板的阻隔，相对洁净气体区间的内惰性气体与待置换气体区间内的气体不混合。
当主箱体气体置换将要开始时，隔板13停留在其初始位置25处，靠近主箱体第一端部101的主箱体第一置换气体进出口19作为置换气体进口输入惰性气体，靠近主箱体第二端部102的主箱体第二置换气体进出口20作为置换气体出口用于排出待置换气体区间内的气体，随着惰性气体的充入，隔板13受压自其初始位置25沿着隔板导杆14向终末位置26移动，快速地把待置换气体区间内的气体排出，降低待置换气体的余量，相对洁净气体区间和待置换气体区间的大小随之变化，最后当隔板13移动到终末位置26时，在理想状态下，待置换气体的余量为零；为了更好的置换效果，当隔板13移动到终末位置26后，对靠近主箱体第一端部101的主箱体第一置换气体进出口19停止输入惰性气体，将其转而作为置换气体出口，将靠近主箱体第二端部102的主箱体第二置换气体进出口20转而作为置换气体进口，输入惰性气体，使所述相对洁净气体区间和待置换气体区间进行功能互换，然后隔板再次受压由终末位置26向初始位置25移动，直至移动到初始位置25，完成对主箱体内的气体的再次置换。如此反复几次，即可实现主箱体内气体的快速置换，显著缩短气体置换时间。
而传统手套箱是直接往主箱体内充入惰性气体，充入的惰性气体必然与主箱体内的待置换气体混合，导致完全置换主箱体内的气体需要长时间地通入惰性气体，需要的置换时间长、置换效率低、耗费的惰性气体量大，无法实现主箱体内气体的快速置换。
与传统的手套箱相比，本发明的手套箱应用隔板把主箱体内部分隔成相对洁净气体区间和待置换气体区间，相对洁净气体区间的内惰性气体与待置换气体区间内的气体不混合。进行气体置换时，先是大量排出主箱体内的待置换气体，而后待置换气体空间内充入的惰性气体只与剩余少量的待置换气体混合，待置换气体浓度低，气体置换率高、置换时间短、不需要长时间地通入惰性气体，耗费的惰性气体量小，能够实现主箱体内气体的快速置换，满足实际工作需要，降低运行成本。
本实施例中，主箱体的气体净化循环系统与常规手套箱的气体净化循环系统雷同，本实施例中不再赘述。
本发明的气体快速置换的手套箱可以广泛应用于OLED应用领域、锂电池应用领域、核电应用领域、实验室及物联网应用领域，保证洁净的实验和操作环境，提高安全性。
Claims (8)
1.一种气体快速置换的手套箱，包含主箱体(1)、手套(5)、过渡室(2)、主箱体气体净化循环系统(3)和电控制装置，所述主箱体(1)上设置若干个窥视窗(11)和手套连接口(12)、第一气体净化循环系统接口(17)、第二气体净化循环系统接口(18)和主箱体第一置换气体进出口(19)、主箱体第二置换气体进出口(20)，其特征在于：所述主箱体(1)内还设有隔板(13)、隔板导杆(14)，所述隔板导杆(14)与主箱体(1)的轴向平行，隔板(13)与主箱体(1)的轴向垂直，其外缘与主箱体内壁相配合，隔板导杆(14)的两端固定连接在主箱体(1)的两端，所述隔板(13)穿设在隔板导杆(14)上并可沿其做往复运动，主箱体第一置换气体进出口(19)和主箱体第二置换气体进出口(20)分别处于隔板(13)的初始位置(25)和终末位置(26)的外侧，所述第一气体净化循环系统接口(17)、第二气体净化循环系统接口(18)处于隔板(13)的同一侧。
2.如权利要求1所述的手套箱，其特征在于：所述隔板(13)的外缘沿隔板导杆(14)的方向设置若干道密封圈。
3.如权利要求1所述的手套箱，其特征在于：所述隔板(13)的材料为不锈钢、塑料、亚克力、尼龙、PVC、特氟龙、玻璃钢、PE的一种。
4.如权利要求1所述的手套箱，其特征在于：所述隔板(13)的初始位置(25)位于主箱体内部贴近主箱体第一端部(101)的位置，终末位置(26)位于主箱体内部贴近隔离舱门(4)的位置。
5.如权利要求1所述的手套箱，其特征在于：所述主箱体(1)还设有手套连接口密封塞、窥视窗密封塞和隔离舱门封堵凸台(16)。
6.如权利要求1所述的手套箱，其特征在于：所述第一气体净化循环系统接口(17)、第二气体净化循环系统接口(18)同时处于隔板(13)的初始位置(25)和终末位置(26)之间。
7.如权利要求1所述的手套箱，其特征在于：所述主箱体第一置换气体进出口(19)和主箱体第二置换气体进出口(20)分别设置在主箱体(1)的两个端面上。
8.权利要求1所述的手套箱，其特征在于：所述主箱体(1)内设有可拆装的货架(28)。
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