CN111571644A - 手套箱及其水氧去除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种手套箱及其水氧去除方法，该手套箱包括：箱体，箱体包括进气口、尾气出口、循环风口、以及介质入口；循环净化系统，与循环风口相互连接，从而和箱体形成循环相通的气路；水氧侦测器，设置于箱体内，用于侦测手套箱内水分和氧分的含量；尾气处理机，与尾气出口相连，用于对手套箱排出的尾气进行处理；其中，进气口用于向箱体内通入惰性气体，介质入口用于向箱体内通入与水、氧气反应的介质。通过向箱体内通入能与水、氧气发生反应的介质，从而去除箱体内的水和氧气，然后再让手套箱进入循环状态，无需高纯氮气对箱体内的水氧连续清除的操作，大大缩短了手套箱水氧清除的时间，同时节省了大量的高纯氮气。
Description
技术领域
本申请涉及显示领域，尤其涉及一种手套箱及其水氧去除方法。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)显示器由于具有结构简单、自发光、响应速度快、超轻薄、低功耗等优点，正被各大显示器厂商大力开发。
OLED部分制程需要在氮气环境，即手套箱内进行。手套箱氮气环境的建立一般是先用高纯氮气(≥99.999％)进行清除操作赶走箱体内的水氧，当水氧含量达到一个很低的值(如100ppm)时进入循环状态，用铜触媒和分子筛分别去除剩余的养分和水分，以使手套箱内水氧达到1ppm(Parts Per Million，百万分比浓度)以下。目前30m3手套箱需要连续清除至少3个小时，同时耗费大量的高纯氮气。
因此，现有手套箱存在水氧清除时间长的技术问题。
发明内容
本发明提供一种手套箱及其水氧去除方法，以解决现有手套箱存在水氧清除时间长的技术问题。
为解决以上问题，本发明提供的技术方案如下：
本发明提供一种手套箱，其包括：
箱体，所述箱体包括进气口、尾气出口、循环风口、以及介质入口；
循环净化系统，所述循环净化系统与所述循环风口相互连接，从而与所述箱体形成循环相通的气路；
水氧侦测器，设置于所述箱体内，用于侦测手套箱内水分和氧分的含量；
尾气处理机，与所述尾气出口相连，用于对所述手套箱排出的尾气进行处理；
其中，所述进气口用于向所述箱体内通入惰性气体，所述介质入口用于向所述箱体内通入与水、氧气反应的介质，所述介质用于去除所述箱体内的水和氧气。
在本发明提供的手套箱中，所述介质入口包括第一介质入口和第二介质入口，所述第一介质入口用于向所述箱体内通入与水反应的第一介质；所述第二介质入口用于向所述箱体内通入与氧气反应的第二介质。
在本发明提供的手套箱中，所述介质入口为气体介质入口。
在本发明提供的手套箱中，所述手套箱还包括加热管路，所述加热管路与所述介质入口连接，用于对通入所述箱体的介质进行加热。
在本发明提供的手套箱中，所述手套箱还包括不锈钢槽，所述不锈钢槽放置于所述箱体的腔体底部，用于接收反应副产物。
同时，本发明提供一种手套箱水氧去除方法，用于去除手套箱内的水氧，所述手套箱包括：箱体，所述箱体包括进气口、尾气出口、循环风口、以及介质入口；循环净化系统，所述循环净化系统与所述循环风口相互连接，从而与所述箱体形成循环相通的气路；水氧侦测器，设置于所述箱体内，用于侦测手套箱内水分和氧分的含量；尾气处理机，与所述尾气出口相连，用于对所述手套箱排出的尾气进行处理；其中，所述进气口用于向所述箱体内通入惰性气体，所述介质入口用于向所述箱体内通入与水、氧气反应的介质，所述介质用于去除所述箱体内的水和氧气；所述水氧去除方法包括：
打开所述介质入口，向所述箱体内通入介质，使所述介质与所述手套箱内的水、氧气进行反应；
当所述水氧侦测器侦测到所述箱体内的水氧含量低于预定值时，关闭所述介质入口，停止通入所述介质；
打开所述进气口、所述尾气出口和所述尾气处理机，向所述箱体内通入惰性气体，将所述箱体内的气体从所述尾气出口排出，并被所述尾气处理机处理；
打开所述循环风口和所述循环净化系统，使所述手套箱进入循环状态。
在本发明提供的手套箱水氧去除方法中，所述打开所述介质入口，向所述箱体内通入介质的步骤还包括：
通过与所述介质入口相连的加热管路，对所述介质进行加热处理。
在本发明提供的手套箱水氧去除方法中，所述介质为三甲基铝气体。
在本发明提供的手套箱水氧去除方法中，所述通过介质入口，向箱体内通入介质的步骤包括：
通过第一介质入口，向所述箱体内通入与水反应的第一介质；
通过第二介质入口，向所述箱体内通入与氧气反应的第二介质。
在本发明提供的手套箱水氧去除方法中，所述去除方法还包括：
清理不锈钢槽内的反应副产物，保持所述箱体内的洁净。
本发明提供了一种手套箱及其水氧去除方法，该手套箱包括：箱体，箱体包括进气口、尾气出口、循环风口、以及介质入口；循环净化系统，与循环风口相互连接，从而和箱体形成循环相通的气路；水氧侦测器，设置于箱体内，用于侦测手套箱内水分和氧分的含量；尾气处理机，与尾气出口相连，用于对手套箱排出的尾气进行处理；其中，进气口用于向箱体内通入惰性气体，介质入口用于向箱体内通入与水、氧气反应的介质。通过向箱体内通入能与水、氧气发生反应的介质，从而去除箱体内的水和氧气，然后再让手套箱进入循环状态，无需高纯氮气对箱体内的水氧连续清除的操作，大大缩短了手套箱水氧清除的时间，同时节省了大量的高纯氮气。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本发明实施例提供的手套箱的第一种结构示意框图；
图2为本发明实施例提供的手套箱的第二种结构示意框图；
图3为本发明实施例提供的手套箱水氧去除方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明的具体实施方案，对本发明实施方案和/或实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显而易见的，下面所描述的实施方案和/或实施例仅仅是本发明一部分实施方案和/或实施例，而不是全部的实施方案和/或实施例。基于本发明中的实施方案和/或实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方案和/或实施例，都属于本发明保护范围。
本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[左]、[右]、[前]、[后]、[内]、[外]、[侧]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明和理解本发明，而非用以限制本发明。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或是暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
针对现有手套箱存在水氧清除时间长，耗费成本高的问题，本发明提供一种手套箱及其水氧去除方法可以缓解这个问题。
在一种实施例中，如图1和图2所示，本发明提供的手套箱包括：
箱体110，箱体110包括进气口111、尾气出口112、循环风口113、以及介质入口114；
循环净化系统120，与循环风口113相互连接，从而与箱体110形成循环相通的气路；循环净化系统120包括净化器121、循环风机122、以及冷却器123；
水氧侦测器130，设置于箱体110内，用于侦测手套箱内水分和氧分的含量；
尾气处理机140，与尾气出口112相连，用于对手套箱排出的尾气进行处理；
其中，进气口111用于向箱体110内通入惰性气体，介质入口114用于向箱体110内通入与水、氧气反应的介质，介质用于去除所述箱体内的水和氧气。
本实施例提供一种手套箱，该手套箱通过增设介质入口，该介质入口用于向箱体内通入与水、氧气反应的介质，从而去除箱体内的水和氧气；在手套箱去除水氧的操作中，借助于该介质入口向箱体内通入与水、氧气反应的介质，对箱体内的水和氧气进行去除，然后再让手套箱进入循环状态，无需高纯氮气对箱体内的水氧连续清除的操作，大大缩短了手套箱水氧清除的时间，同时节省了大量的高纯氮气。
其中，进气口111、尾气出口112、循环风口113、以及介质入口114分别通过外部管路与外部器件进行连接，且分别通过开关阀门控制箱体110与外部器件的连通与关闭。
进气口111通常通过进气管路与高压惰性气体瓶连接，当需要对箱体110内通入惰性气体时，打开进气口111的开关阀门，向箱体110内通入高压惰性气体瓶压缩的惰性气体；当无需箱体110内通入惰性气体时，关闭进气口111的开关阀门。对惰性气体瓶内的惰性气体用完后，或是需要更换惰性气体时，可以对进气口111连接的高压惰性气体瓶进行更换。通常所用的高压惰性气体瓶所装的气体为氮气。
尾气出口112通过尾气管路与尾气处理机140连接，尾气出口112的打开与关闭由尾气出口112对应的开关阀门控制。当需要对箱体110内的尾气进行处理时，打开进气口111的开关阀门，向箱体110内通入惰性气体，同时打开尾气出口112的开关阀门，使箱体110内的尾气通过连接尾气出口112和尾气处理机140的尾气管路进入尾气处理机140内，并在尾气处理机140内被处理掉；当不需要对箱体110内的尾气进行处理时，关闭尾气出口112的开关阀门。尾气处理机140对尾气进行处理的方式，包括使用激光点火的方式对尾气进行燃烧处理，但不限于此。
循环风口113包括循环进风口1131和循环出风口1132，循环进风口1131通过进风口管路与净化器121相连接，循环进风口1131的打开与关闭由循环进风口1131对应的开关阀门控制；净化器121通过外部连接管路与循环风机122相连接；循环风机122通过外部连接管路与冷却器123相连接；循环出风口1132通过出风口管路与冷却器123相连接，循环出风口1132的打开与关闭由循环出风口1132对应的开关阀门控制。这样，当循环进风口1131的开关阀门和循环出风口1132的开关阀门同时打开时，就使得箱体110、净化器121、循环风机122、冷却器123相互连通，形成循环的气体通路。
当手套箱进入循环状态时，同时打开循环进风口1131的开关阀门和循环出风口1132的开关阀门，循环风机122工作，将箱体110内的气体从循环进风口1131吸出，并经由进风口管路进入到净化器121内，净化器121内包括铜触媒和分子筛，铜触媒和分子筛可对气体中残留的氧气和水进行去除；进行水氧去除反应后的气体进一步被吸附，通过连接净化器121和循环风机122的外部管路，从循环风机122排出，再通过连接循环风机122和冷却器123的外部管路，进入到冷却器123内，冷却器123内的冷凝系统对反应后的气体进行降温处理；进行冷凝处理后的气体进一步被排出，通过出风口管路传送至箱体110内。通过循环风机122一段时间的循环吸附工作，净化器121内铜触媒和分子筛与水氧的反应，以及冷却器123内的冷凝系统的冷凝处理，去除残留在箱体110内和微漏进入箱体110内的氧气和水，从而使手套箱内水氧的含量保持在1ppm以下。其中，净化器121至少为两组，并可以交替使用；净化器121还可以通过通入氢气/氮气的混合气体完成再生并继续使用。
水氧侦测器130，设置于箱体110内，能够同时侦测手套箱内水分和氧分的含量，并将箱体110内水分和氧分的含量分别显示在水氧侦测器130的显示屏上。当箱体110内水分和氧分的含量超过箱体110内的含量阈值时，水氧侦测器130还将发出报警提示。
不锈钢槽150，放置于箱体110的腔体底部，用于接收反应副产物。在定期清理时，将不锈钢槽150内盛放的液体或固体反应副产物清理出箱体110，保持箱体内部的洁净。
介质入口114通过入口管路与外部装有介质的器件进行连接，介质入口114的打开和关闭通过介质入口114对应的开关阀门进行控制。根据通入介质的种类以及介质与水氧反应的加热需要，入口管路可以是加热管路，用于在介质通过入口管路进入箱体110时对介质进行加热。
在一种实施例中，如图1所示，介质入口114仅为一个，通过介质入口114进入手套箱箱体110内的介质，能够同时与氧气和与水反应。当需要对箱体110内的水和氧气进行去除时，打开介质入口114的开关阀门，向箱体110内通入介质，使介质与箱体内的水和氧气同时反应，从而去除体箱体110内的水和氧气；当对箱体110内的水和氧气去除完毕时，关闭介质入口114的开关阀门。
本实施例通过在箱体上增设一个介质入口，通过介质入口向箱体内通入能同时与水和氧气反应的介质，从而对手套箱内的水和氧气进行去除，无需高纯氮气对箱体内的水氧连续清除的操作，大大缩短了手套箱水氧清除的时间，同时节省了大量的高纯氮气。
在另一种实施例中，如图2所示，介质入口114包括第一介质入口1141和第二介质入口1142，第一介质入口1141用于向箱体110内通入与水反应的第一介质；第二介质入口1142用于向箱体内通入与氧气反应的第二介质。其中，第一介质也可以是同时能和氧气反应的介质，第二介质也可以是同时能和水反应的介质。当需要对箱体110内的水和氧气进行去除时，可以同时打开第一介质入口1141的开关阀门和第二介质入口1142的开关阀门，向箱体110内同时通入第一介质和第二介质，使第一介质与箱体内的水反应，同时使第二介质与箱体内的氧气反应，从而去除体箱体110内的水和氧气；当对箱体110内的水和氧气去除完毕时，关闭第一介质入口1141的开关阀门和第二介质入口1142的开关阀门。也可以先后打开第一介质入口1141的开关阀门和第二介质入口1142的开关阀门，分步去除箱体110内的水和氧气；当对箱体110内的水去除完毕时，关闭第一介质入口1141的开关阀门；当对箱体110内的氧气去除完毕时，关闭第二介质入口1142的开关阀门。
本实施例通过在箱体上增设两个介质入口，分别向箱体内通入能与水反应的介质和能与氧气反应的介质，从而对手套箱内的水和氧气进行去除，无需高纯氮气对箱体内的水氧连续清除的操作，大大缩短了手套箱水氧清除的时间，同时节省了大量的高纯氮气；相比于上一实施例，该实施例对水和氧气分别进行去除，介质的选取范围更为广泛，可保证水和氧气的去除更为有效，同时避免介质的浪费。
同时，本发明还提供一种手套箱水氧去除方法，用于去除如上文所述的手套箱内的水氧，如图3所示，该手套箱水氧去除方法包括：
301、打开介质入口，向箱体内通入介质，使介质与手套箱内的水、氧气进行反应；
302、当水氧侦测器侦测到箱体内的水氧含量低于预定值时，关闭介质入口，停止通入介质；
303、打开进气口、尾气出口和尾气处理机，向箱体内通入惰性气体，将箱体内的气体从尾气出口排出，并被尾气处理机处理；
304、打开循环风口和循环净化系统，使手套箱进入循环状态。
本实施例提供一种手套箱水氧去除方法，该水氧去除方法通过向箱体内通入能与水、氧气发生反应的介质，从而去除箱体内的水和氧气，然后再让手套箱进入循环状态，无需高纯氮气对箱体内的水氧连续清除的操作，大大缩短了手套箱水氧清除的时间，同时节省了大量的高纯氮气。
在一种实施例中，步骤301打开介质入口，向箱体内通入介质，使介质与手套箱内的水、氧气进行反应具体为：打开介质入口的开关阀门，向箱体内通入三甲基铝(TrimethylAluminum，TMA)气体，同时对连接介质入口的入口管路进行加热，从而对经过入口管道进入箱体的三甲基铝气体进行加热处理。
加热后的三甲基铝气体进入箱体后，与箱体内的水和氧气进行如下化学反应：
Al(CH3)3+O2→Al2O3+CO↑+CO2↑
Al(CH3)3+H2O→Al(OH)3+CH4↑
该化学反应反应快速，反应产生的副产物一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)等尾气悬浮于箱体内，反应产生的副产物三氧化二铝(Al2O3)、氢氧化铝(Al(OH)3)等固体掉落到位于箱体腔体底部的不锈钢槽内。
在本实施例中，介质为三甲基铝，三甲基铝既能够与水反应，又能够与氧气反应，既适用于单介质入口的手套箱，又适用于两个介质入口的手套箱。在其他实施例中，介质可以是气体，也可以是固体，介质可以是一种，也可以是两种，介质与水或氧气发生化学反应条件可以是加热，也可以是加压、媒介、激光等，具体取决于介质的选择。
步骤302当水氧侦测器侦测到箱体内的水氧含量低于预定值时，关闭介质入口，停止通入介质具体为：在通入三甲基铝气体的同时，水氧侦测器对箱体内的水氧含量进行侦测，当侦测到箱体内的水氧含量低于100ppm时，关闭介质入口的开关阀门，停止向箱体内通入三甲基铝气体。在本实施例中，预定值为100ppm，在其他实施例中，该预定值可以是其他水氧含量值，可根据实际需要进行设置，在此不做限定。
步骤303打开进气口、尾气出口和尾气处理机，向箱体内通入惰性气体，将箱体内的气体从尾气出口排出，并被尾气处理机处理具体为：打开进气口的开关阀门、尾气出口的开关阀门、以及尾气处理机，通过进气口向箱体内通入高纯度的氮气，将反应完成后箱体内的所有气体通过尾气出口排出，排送至尾气处理机；一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)等尾气在尾气处理机内被处理后，排送至空气中；箱体内的所有气体均被排出后，关闭进气口的开关阀门和尾气出口的开关阀门；尾气处理完成后关闭尾气处理机。尾气处理机对尾气进行处理的方式，包括使用激光点火的方式对尾气进行燃烧处理，但不限于此。
步骤304打开循环风口和循环净化系统，使所述手套箱进入循环状态具体为：同时打开循环进风口的开关阀门和循环出风口的开关阀门，使箱体、净化器、循环风机、冷却器相互连通，形成循环的气体通路；打开净化器、循环风机和冷却器，使手套箱进入循环状态。循环风机工作，将箱体内的气体从循环进风吸出，并经由进风口管路进入到净化器内，净化器内包括铜触媒和分子筛，铜触媒和分子筛可对气体中残留的氧气和水进行去除；进行水氧去除反应后的气体进一步被吸附，通过连接净化器和循环风机的外部管路，从循环风机排出，再通过连接循环风机和冷却器的外部管路，进入到冷却器内，冷却器内的冷凝系统对反应后的气体进行降温处理；进行冷凝处理后的气体进一步被排出，通过出风口管路传送至箱体内。
通过循环风机一段时间的循环吸附工作，净化器内铜触媒和分子筛与水氧的反应，以及冷却器内的冷凝系统的冷凝处理，去除残留在箱体内和微漏进入箱体内的氧气和水，从而使手套箱内水氧的含量保持在1ppm以下。
清理盛放在不锈钢槽内的反应副产物，保持箱体内的洁净。
根据上述实施例可知：
本发明实施例提供一种手套箱及其水氧去除方法，该手套箱包括：箱体，箱体包括进气口、尾气出口、循环风口、以及介质入口；循环净化系统，与循环风口相互连接，从而和箱体形成循环相通的气路；水氧侦测器，设置于箱体内，用于侦测手套箱内水分和氧分的含量；尾气处理机，与尾气出口相连，用于对手套箱排出的尾气进行处理；其中，进气口用于向箱体内通入惰性气体，介质入口用于向箱体内通入与水、氧气反应的介质。通过向箱体内通入能与水、氧气发生反应的介质，从而去除箱体内的水和氧气，然后再让手套箱进入循环状态，无需高纯氮气对箱体内的水氧连续清除的操作，大大缩短了手套箱水氧清除的时间，同时节省了大量的高纯氮气。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种手套箱，其特征在于，包括：
箱体，所述箱体包括进气口、尾气出口、循环风口、以及介质入口；
循环净化系统，所述循环净化系统与所述循环风口相互连接，从而与所述箱体形成循环相通的气路；
水氧侦测器，设置于所述箱体内，用于侦测手套箱内水分和氧分的含量；
尾气处理机，与所述尾气出口相连，用于对所述手套箱排出的尾气进行处理；
其中，所述进气口用于向所述箱体内通入惰性气体，所述介质入口用于向所述箱体内通入与水、氧气反应的介质，所述介质用于去除所述箱体内的水和氧气。
2.如权利要求1所述的手套箱，其特征在于，所述介质入口包括第一介质入口和第二介质入口，所述第一介质入口用于向所述箱体内通入与水反应的第一介质；所述第二介质入口用于向所述箱体内通入与氧气反应的第二介质。
3.如权利要求1所述的手套箱，其特征在于，所述介质入口为气体介质入口。
4.如权利要求1所述的手套箱，其特征在于，所述手套箱还包括加热管路，所述加热管路与所述介质入口连接，用于对通入所述箱体的介质进行加热。
5.如权利要求1所述的手套箱，其特征在于，所述手套箱还包括不锈钢槽，所述不锈钢槽放置于所述箱体的腔体底部，用于接收反应副产物。
6.一种手套箱水氧去除方法，用于去除手套箱内的水氧，其特征在于，所述手套箱包括：箱体，所述箱体包括进气口、尾气出口、循环风口、以及介质入口；循环净化系统，所述循环净化系统与所述循环风口相互连接，从而与所述箱体形成循环相通的气路；水氧侦测器，设置于所述箱体内，用于侦测手套箱内水分和氧分的含量；尾气处理机，与所述尾气出口相连，用于对所述手套箱排出的尾气进行处理；其中，所述进气口用于向所述箱体内通入惰性气体，所述介质入口用于向所述箱体内通入与水、氧气反应的介质，所述介质用于去除所述箱体内的水和氧气；所述水氧去除方法包括：
打开所述介质入口，向所述箱体内通入介质，使所述介质与所述手套箱内的水、氧气进行反应；
当所述水氧侦测器侦测到所述箱体内的水氧含量低于预定值时，关闭所述介质入口，停止通入所述介质；
打开所述进气口、所述尾气出口和所述尾气处理机，向所述箱体内通入惰性气体，将所述箱体内的气体从所述尾气出口排出，并被所述尾气处理机处理；
打开所述循环风口和所述循环净化系统，使所述手套箱进入循环状态。
7.如权利要求6所述的手套箱水氧去除方法，其特征在于，所述打开所述介质入口，向所述箱体内通入介质的步骤还包括：
通过与所述介质入口相连的加热管路，对所述介质进行加热处理。
8.如权利要求7所述的手套箱水氧去除方法，其特征在于，所述介质为三甲基铝气体。
9.如权利要求6所述的手套箱水氧去除方法，其特征在于，所述通过介质入口，向箱体内通入介质的步骤包括：
通过第一介质入口，向所述箱体内通入与水反应的第一介质；
通过第二介质入口，向所述箱体内通入与氧气反应的第二介质。
10.如权利要求6所述的手套箱水氧去除方法，其特征在于，所述去除方法还包括：
清理不锈钢槽内的反应副产物，保持所述箱体内的洁净。
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