CN216566460U - 一种手套箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种手套箱，包括手套箱主体和过渡仓，气体纯化器或纯化气体储存装置和气体循环回收装置，与手套箱主体和/或过渡仓连接，用于气体的回收和循环利用。在利用过渡仓将中转物质时，此时过渡仓中会混入外部空气，导致过渡仓中的气体氛围不符合手套箱主体内部的实验要求，因此必须进行反复清洁，直到过渡仓中的气体氛围符合要求后，才能打开第一密封舱门。用于清洁的纯化气体，都被直接排放。因此使用成本高。本实用新型创造性的将清洁过后的高浓度低杂质的气体进行回收，在对过渡仓进行清洁时，前几次的清洁使用高浓度低杂质的回收气体进行清洁，再使用纯化气体进行最后的清洁，这样减少纯化气体的消耗，实现降本增效。

Description

一种手套箱

技术领域

本实用新型涉及需要纯化气体的手套箱领域，尤其涉及一种手套箱。

背景技术

手套箱广泛应用于医学、生物、化学化工、核能、锂电，以及机械加工等高科技研究领域和生产制造过程中。手套箱可以为各种科研与生产提供各种纯度或除去某种特定杂质的特定气体的操作环境等。

目前手套箱使用过程中操作越频繁用气量较大，过渡仓每进出物品一次都会消耗气体，而科学研究每天都需要大量的实验操作，消耗大量的气体，造成成本升高，不利于研究和生产领域的可持续运作。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种手套箱及节气方法，克服了现有技术中气体浪费造成成本升高的问题。

具体的，本实用新型公开了一种手套箱，所述手套箱包括手套箱主体和过渡仓，所述过渡仓的一端与手套箱主体连接，且过渡仓和手套箱主体之间设有可开闭的第一密封舱门，所述过渡仓另一端设有可开闭的第二密封舱门；

气体纯化器或纯化气体储存装置,与手套箱主体和过渡仓分别相连，用于向手套箱主体内输送纯化气体，以及清洁纯化过渡仓中的气体氛围；

气体循环回收装置，与手套箱主体和/或过渡仓连接，用于气体的回收和循环利用。

在将物品利用过渡仓将转入手套箱本体中，或从手套箱中取出物质时，首先要关闭第一密封舱门，然后开启第二密封舱门，此时过渡仓中会混入外部空气，导致过渡仓中的气体氛围不符合手套箱主体内部的实验要求，因此必须在向过渡仓中放入或取走物品后，对过渡仓利用纯化气体(和手套箱主体中的使用的纯化气体一致)进行反复清洁，并反复抽真空，直到过渡仓中的气体氛围(包括气体成分比例及干燥度等)符合要求后，才能在后续的程序中打开第一密封舱门，进行进一步的操作。用于清洁的纯化气体，由于混有外部气体杂质，不符合实验要求，现有技术中，都被直接排放(无害的气体)，或排入气体无害处理装置(有害气体)。因此纯化气体的使用量一直居高不下，导致使用成本提升。本实用新型创造性的利用气体循环回收装置，将清洁过后的高浓度低杂质的气体进行回收，在下一次需要对过渡仓进行清洁时，前几次的清洁不再使用纯化气体，而是使用高浓度低杂质的回收气体进行清洁，在将过渡仓中的杂质进一步降低后，再使用纯化气体进行最后的清洁(这些气体都进行回收，等待下一次利用)，这样就可以大大减少纯化气体的消耗，达到降本增效的目的。

进一步的，所述气体循环回收装置与手套箱主体之间设有第一单向阀，限制气体只能由手套箱主体流向气体循环回收装置，所述气体循环回收装置与过渡仓之间设有两条管路，两条管路分别设置第五单向阀和第六单向阀，第五单向阀限制气体由气体循环回收装置单向流向过渡仓，第六单向阀限制气体由过渡仓单向流向气体循环回收装置。

进一步的，所述手套箱设有控制装置，所述气体循环回收装置包括储气罐、输送泵和真空泵；所述储气罐与手套箱主体之间设置所述第一单向阀，所述手套箱主体内设有气压传感器，所述气压传感器与控制装置信号连接，所述控制装置根据气压传感器的信号控制气体纯化器或纯化气体储存装置向手套箱主体中注入纯化气体，或开启第一单向阀，通过输送泵将手套箱主体中超压的气体抽入储气罐；所述输送泵出气口与储气罐连接，进气口通过三通分别与第一单向阀和第六单向阀连接；所述真空泵与过渡仓连接，真空泵与过渡仓之间设置有第四单向阀。

进一步的，所述气体纯化器或纯化气体储存装置与手套箱主体及过渡仓之间分别设有第二单向阀和第三单向阀，限制气体只能由气体纯化器或纯化气体储存装置向手套箱主体或过渡仓单向流动。

进一步的，所述储气罐与手套箱主体之间设有第七单向阀，限制气体由储气罐向手套箱主体单向流动。

进一步的，所述真空泵的出气口与气体纯化器的进气口连接。

进一步的，所述真空泵的出气口与气体纯化器的进气口之间设有过滤装置。

进一步的，所述气体纯化器或纯化气体储存装置包括纯化气体制备装置和纯化气体储气罐。

进一步的，所述纯化气体制备装置和纯化气体储气罐均与手套箱主体连接，并均分别设有第二单向阀。

进一步的，所述纯化气体制备装置和纯化气体储气罐之间设有第二输送泵，第二输送泵将纯化气体制备装置生产的纯化气体加压输送进入纯化气体储气罐中。

本实用新型还提供一种手套箱节气方法，包括以下步骤：

S1，第一密封舱门关闭，第二密封舱门开启，将需要送入手套箱本体中的物体放入过渡仓中，关闭第二密封舱门；

S2，开启真空泵抽出过渡仓中的气体；

S3，如果储气罐中没有存储气体时，开启第三单向阀，由气体纯化器或纯化气体储存装置向过渡仓中注入纯化气体，然后进行S4步骤；或，开启真空泵抽出过渡仓中的气体；如此反复数次后，再执行S4步骤；如果储气罐中有存储气体时，开启第五单向阀，由气体回收循环装置向过渡仓中注入纯化气体，然后进行S4步骤；或，开启真空泵抽出过渡仓中的气体；如此反复数次后，再执行S4步骤；

S4，开启第三单向阀，由气体纯化器或纯化气体储存装置向过渡仓中注入纯化气体，然后开启输送泵和第六单向阀，将过渡仓中的气体抽入气体循环回收装置的储气罐；如此反复几次，直到过渡仓中的气体氛围符合要求，开启第一密封舱门，将物体移入手套箱本体中，关闭第一密封舱门；

S5，当手套箱本体中气压过低时，开启第二单向阀，由气体纯化器或纯化气体储存装置向手套箱本体中补充纯化气体，当手套箱本体中气压过高时，开启第一单向阀，将手套箱本体中过多的气体移入气体循环回收装置的储气罐。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1和图2为本实用新型一种手套箱两种示例的结构示意图。

手套箱主体1，手套11，过渡仓2，第一密封舱门12，第二密封舱门21，第四单向阀23，气体纯化器或纯化气体储存装置3,第二单向阀31，第二输送泵32，第三单向阀33，纯化气体储气罐34，纯化气体制备装置35，气体循环回收装置4，第一单向阀41，输送泵 42，第五单向阀48，第六单向阀43，第七单向阀47，储气罐44,真空泵45，过滤装置46。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，一种手套箱，所述手套箱具有操作用的手套11，所述手套箱包括手套箱主体1和过渡仓2，所述过渡仓2的一端与手套箱主体1连接，且过渡仓2和手套箱主体1 之间设有可开闭的第一密封舱门12，所述过渡仓2另一端设有可开闭的第二密封舱门21；

气体纯化器或纯化气体储存装置3,与手套箱主体1和过渡仓2分别相连，用于向手套箱主体1内输送纯化气体，以及清洁纯化过渡仓2中的气体氛围；

气体循环回收装置4，与手套箱主体1和/或过渡仓2连接，用于气体的回收和循环利用。

在将物品利用过渡仓将转入手套箱本体中，或从手套箱中取出物质时，首先要关闭第一密封舱门，然后开启第二密封舱门，此时过渡仓中会混入外部空气，导致过渡仓中的气体氛围不符合手套箱主体内部的实验要求，因此必须在向过渡仓中放入或取走物品后，对过渡仓利用纯化气体(和手套箱主体中的使用的纯化气体一致)进行反复清洁，并反复抽真空，直到过渡仓中的气体氛围(包括气体成分比例及干燥度等)符合要求后，才能在后续的程序中打开第一密封舱门，进行进一步的操作。用于清洁的纯化气体，由于混有外部气体杂质，不符合实验要求，现有技术中，都被直接排放(无害的气体)，或排入气体无害处理装置(有害气体)。因此纯化气体的使用量一直居高不下，导致使用成本提升。本实用新型创造性的利用气体循环回收装置，将清洁过后的高浓度低杂质的气体进行回收，在下一次需要对过渡仓进行清洁时，前几次的清洁不再使用纯化气体，而是使用高浓度低杂质的回收气体进行清洁，在将过渡仓中的杂质进一步降低后，再使用纯化气体进行最后的清洁(这些气体都进行回收，等待下一次利用)，这样就可以大大减少纯化气体的消耗，达到降本增效的目的。

在一些实施例中，所述气体循环回收装置4与手套箱主体1之间设有第一单向阀41，限制气体只能由手套箱主体1流向气体循环回收装置4，当手套箱主体1中的气压高于设定值时，将手套箱主体1中超压的气体导入气体循环回收装置4中，确保手套箱主体1中的气压稳定。

如图1所示，在实际应用中，所述气体循环回收装置4与过渡仓2之间设有两条管路，两条管路分别设置第五单向阀48和第六单向阀43，第五单向阀48限制气体由气体循环回收装置4单向流向过渡仓2，第六单向阀43限制气体由过渡仓2单向流向气体循环回收装置4。

具体的，所述手套箱设有控制装置(图中未示出)，所述气体循环回收装置包括储气罐44、输送泵42和真空泵45；所述储气罐44与手套箱主体1之间设置所述第一单向阀4)，所述手套箱主体1内设有气压传感器，所述气压传感器与控制装置信号连接，所述控制装置根据气压传感器的信号控制气体纯化器或纯化气体储存装置3向手套箱主体1中注入纯化气体，或开启第一单向阀41，通过输送泵42将手套箱主体1中超压的气体抽入储气罐44；所述输送泵42出气口与储气罐44连接，进气口通过三通分别与第一单向阀41和第六单向阀43连接；所述真空泵45与过渡仓2连接，真空泵45与过渡仓2之间设置有第四单向阀23。在将过渡仓2中的空气抽离后，通过第五单向阀48向过渡仓2注入高浓度的气体，进行杂质的稀释清洁，然后通过真空泵45再次将过渡仓2中的气体抽离，此时如果混合气体的浓度及湿度不符合回收利用的要求，可以排放出去或者导入气体过滤纯化装置进行过滤及纯化处理等，经过多次反复稀释清洁及抽真空后，此时如果混合气体的浓度及湿度符合回收利用的要求，则通过输送泵42和第第六单向阀43将过渡仓2中的高浓度气体回收进入储气罐44中，以便重复利用。

这样，气体循环回收装置4中回收存储的高纯度低杂质的气体，可以用于过渡仓的清洁，而过渡仓中符合要求的高浓度低杂质的气体也可以回收进气体循环回收装置4，以供下次循环使用。

某些应用场景，手套箱内的气压要求恒定或变化率要求很低，但在使用过程中，例如操作员的手臂的进出，以及手套箱主体中放入或移除物体，都会造成气压的波动，现有技术中，当出现气压过高时，多余的气体会通过泄压阀排出，这些被排出的纯化气体，因为被排出的纯化气体有被污染的风险，不能回收进入手套箱主体继续使用，同时，由于手套箱主体中的气体，在实验的过程中，也会产生实验的杂质，因此，也不允许回收入气体纯化器或纯化气体储存装置3，由于现有技术中，没有气体循环回收装置4，因此都白白的浪费了。这些被排出的气体用于过渡仓2的初步清洁确实完全符合要求的，因此将其存入气体循环回收装置4中，可以再次利用，达到进一步节气降本的目的。

在一些实施例中，所述气体纯化器或纯化气体储存装置3与手套箱主体1及过渡仓2 之间分别设有第二单向阀31和第三单向阀33，限制气体只能由气体纯化器或纯化气体储存装置3向手套箱主体1或过渡仓2单向流动。可以有效防止气体反向流动造成纯化气源的污染的风险。

如图2所示，在一些实施例中，所述真空泵45的出气口与气体纯化器的进气口连接。对于现场具有气体纯化器(纯化气体的制备装置)的地方，可以将过渡仓2中被污染的纯化气体作为生产气源加以利用，由于其浓度本来就很高，可以降低纯化气体的生产成本。将过渡仓2中符合气体循环回收装置4的回收要求的，回收入气体循环回收装置4，当不再满足气体循环回收装置4回收的纯度要求时，将其输送给气体纯化器再次纯化加工，生产纯化气体。

在一些实施例中，所述真空泵45的出气口与气体纯化器的进气口之间设有过滤装置46，过滤装置46可以将回收气体中的颗粒杂质、水分等杂质预先清除，实际上，在气体循环回收装置4和过渡仓2之间，也一样可以设置第二过滤装置，将回收气体中的颗粒杂质、水分等杂质预先清除，进一步提升回收气体对过渡仓预清洁的效果。

在一些实施例中，所述气体纯化器或纯化气体储存装置3包括纯化气体制备装置35和纯化气体储气罐34。一般而言，实验室都是采购纯化气体储气罐34使用，气压降到设定值时，需要更换新的纯化气体储气罐34，但在一些生产工厂，有条件设置纯化气体制备装置35，自制纯化气体，以降低成本，但依然需要纯化气体储气罐34来存储纯化气体，并保持其气压始终高于设定值，以满足连续使用的需要。

在一些实施例中，所述纯化气体制备装置35和纯化气体储气罐34均与手套箱主体1 连接，并均分别设有第二单向阀31。这样，纯化气体制备装置35和纯化气体储气罐34都能直接向手套箱主体1中供气，防止纯化气体制备装置35和纯化气体储气罐34中的任一个出现故障时，手套箱还能继续使用，不会被迫暂停使用。

在一些实施例中，所述纯化气体制备装置35和纯化气体储气罐34之间设有第二输送泵32，第二输送泵32将纯化气体制备装置35生产的纯化气体加压输送进入纯化气体储气罐34中。这样，当纯化气体储气罐34中的纯化气体不足时，启动纯化气体制备装置35制备纯化气体进行及时补充，也可以平时由纯化气体制备装置35直接提供气源，纯化气体储气罐34中的纯化气体作为纯化气体制备装置35停产时的纯化气源，避免手套箱无法工作。

在一些应用场景中，手套箱主体1中的氛围要求不是特别严苛的情况下，储气罐44中的回收气体也能满足手套箱主体1中的使用要求，可以在所述储气罐44与手套箱主体1之间设置第七单向阀47，限制气体由储气罐44向手套箱主体1单向流动。当手套箱主体1中需要补充气体时，由储气罐44中的回收气体进行补充，进一步降低纯化其他的消耗。

本实用新型还提供一种手套箱节气方法，包括以下步骤：

S1，第一密封舱门12关闭，第二密封舱门21开启，将需要送入手套箱本体1中的物体放入过渡仓2中，关闭第二密封舱门21；

S2，开启真空泵抽出过渡仓2中的气体；

S3，如果储气罐44中没有存储气体时，开启第三单向阀33，由气体纯化器或纯化气体储存装置3向过渡仓中注入纯化气体，然后进行S4步骤；或，开启真空泵抽出过渡仓2中的气体；如此反复数次后，再执行S4步骤；如果储气罐44中有存储气体时，开启第五单向阀48，由气体回收循环装置4向过渡仓中注入纯化气体，然后进行S4步骤；或，开启真空泵抽出过渡仓2中的气体；如此反复数次后，再执行S4步骤；

S4，开启第三单向阀33，由气体纯化器或纯化气体储存装置3向过渡仓2中注入纯化气体，然后开启输送泵42和第六单向阀43，将过渡仓2中的气体抽入气体循环回收装置4的储气罐44；如此反复几次，直到过渡仓2中的气体氛围符合要求，开启第一密封舱门12，将物体移入手套箱本体1中，关闭第一密封舱门12；

S5，当手套箱本体1中气压过低时，开启第二单向阀31，由气体纯化器或纯化气体储存装置3向手套箱本体1中补充纯化气体，当手套箱本体1中气压过高时，开启第一单向阀41，将手套箱本体1中过多的气体移入气体循环回收装置4的储气罐44。

应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种手套箱，其特征在于，

所述手套箱包括手套箱主体(1)和过渡仓(2)，所述过渡仓(2)的一端与手套箱主体(1)连接，且过渡仓(2)和手套箱主体(1)之间设有可开闭的第一密封舱门(12)，所述过渡仓(2)另一端设有可开闭的第二密封舱门(21)；

气体纯化器或纯化气体储存装置(3),与手套箱主体(1)和过渡仓(2)分别相连，用于向手套箱主体(1)内输送纯化气体，以及清洁纯化过渡仓(2)中的气体氛围；

气体循环回收装置(4)，与手套箱主体(1)和/或过渡仓(2)连接，用于气体的回收和循环利用。

2.根据权利要求1所述手套箱，其特征在于，所述气体循环回收装置(4)与手套箱主体(1)之间设有第一单向阀(41)，限制气体只能由手套箱主体(1)流向气体循环回收装置(4)，所述气体循环回收装置(4)与过渡仓(2)之间设有两条管路，两条管路分别设置第五单向阀(48)和第六单向阀(43)，第五单向阀(48)限制气体由气体循环回收装置(4)单向流向过渡仓(2)，第六单向阀(43)限制气体由过渡仓(2)单向流向气体循环回收装置(4)。

3.根据权利要求2所述手套箱，其特征在于，所述手套箱设有控制装置，所述气体循环回收装置包括储气罐(44)、输送泵(42)和真空泵(45)；所述储气罐(44)与手套箱主体(1)之间设置所述第一单向阀(41)，所述手套箱主体(1)内设有气压传感器，所述气压传感器与控制装置信号连接，所述控制装置根据气压传感器的信号控制气体纯化器或纯化气体储存装置(3)向手套箱主体(1)中注入纯化气体，或开启第一单向阀(41)，通过输送泵(42)将手套箱主体(1)中超压的气体抽入储气罐(44)；所述输送泵(42)出气口与储气罐(44)连接，进气口通过三通分别与第一单向阀(41)和第六单向阀(43)连接；所述真空泵(45)与过渡仓(2)连接，真空泵(45)与过渡仓(2)之间设置有第四单向阀(23)。

4.根据权利要求3所述手套箱，其特征在于，所述气体纯化器或纯化气体储存装置(3)与手套箱主体(1)及过渡仓(2)之间分别设有第二单向阀(31)和第三单向阀(33)，限制气体只能由气体纯化器或纯化气体储存装置(3)向手套箱主体(1)或过渡仓(2)单向流动。

5.根据权利要求4所述手套箱，其特征在于，所述真空泵(45)的出气口与气体纯化器的进气口连接。

6.根据权利要求5所述手套箱，其特征在于，所述真空泵(45)的出气口与气体纯化器的进气口之间设有过滤装置(46)。

7.根据权利要求3所述手套箱，其特征在于，所述储气罐(44)与手套箱主体(1)之间设有第七单向阀(47)，限制气体由储气罐(44)向手套箱主体(1)单向流动。

8.根据权利要求6所述手套箱，其特征在于，所述气体纯化器或纯化气体储存装置(3)包括纯化气体制备装置(35)和纯化气体储气罐(34)，所述纯化气体制备装置(35)和纯化气体储气罐(34)均与手套箱主体(1)连接，并均分别设有第二单向阀31。

9.根据权利要求8所述手套箱，其特征在于，所述纯化气体制备装置(35)和纯化气体储气罐(34)之间设有第二输送泵(32)，第二输送泵(32)将纯化气体制备装置(35)生产的纯化气体加压输送进入纯化气体储气罐(34)中。

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