一種簡易手套箱及其使用方法
2023-06-10 14:17:21
一種簡易手套箱及其使用方法
【專利摘要】本發明公開了一種簡易手套箱及其使用方法，該手套箱由箱體、帶磁性吸鎖的作業門和多個進氣口組成，進氣口呈螺旋狀分布，吹出漩渦氣流，使用帶磁性吸鎖的作業門，只需要進氣，在氣體達到一定壓力後自動排洩減壓；全透明的結構，經濟耐用，操作簡便，不僅可以實現惰性氣體操作環境，而且可以進行產生有毒有害氣體的實驗研究，佔地面積小，用途廣泛。
【專利說明】一種簡易手套箱及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發明應用於實驗室、工廠需要在惰性氣體氛圍下進行的操作，並可用於實驗和科學研究中產生少量劇毒、有害氣體的處理。具體是一種透明的臺式、易於操作和維護、且具有惰性氣體氛圍保護氣及有毒有害實驗氣體置換處理的簡易手套箱以及它的使用方法。
【背景技術】
[0002]現代實驗室和加工中心常常需要使用高純氣體、高純材料以進行較為複雜的現代精細加工和生產，如部分大型分析儀器(電感耦合等離子體質譜、雷射剝蝕技術、電感耦合等離子體發射光譜等)能夠實現超低含量(低於10-9 μ g/g)的元素含量分析，以及部分多接收質譜儀則能夠實現低含量元素的高精度比值分析，如鉛、鍶、釹、鉿等同位素組成分析。這些元素和同位素分析需要較低的儀器空白，即儀器分析所使用的各種試劑、水、氣體等介質中所含有相應的元素和同位素的本底要遠遠低於樣品中的給元素和同位素含量。通常的實現方法是採用純化、過濾等方法實現較低的空白本底，最常規的過濾採用活性炭進行。而包括活性炭在內的過濾技術無論吸附容量大小，總是需要在吸附飽和後進行再生活化，再生後的介質如果在暴露空氣的環境中進行柱填充或其它後續處理，無疑會使得活性炭等吸附介質直接與大氣接觸而吸附空氣中的雜質，從而影響其在重新裝入系統後的實際交換性能。因此，需要一個局部較為淨化且具有惰性氣體氛圍的環境來進行吸附介質的填裝，保證重新竹裝入的過濾介質的吸附性能。
[0003]此外，在日常實驗室和工業生產中還遇到一些需要惰性氣體氛圍的環境，如一些具有還原能力的試劑、催化劑、金屬等在露天處理時會導致試劑(如硫磺，部分金屬等)直接在空氣中被氧化，或失去還原能力，或直接在表面形成惰性氧化層而使得金屬表面失去還原或催化的能力，故需要一個具有惰性氣體保護的密閉環境進行處理。
[0004]在部分含有毒、有害氣體(如鹽酸、硝酸、氫氟酸、汞、砷、部分有機試劑等)操作的實驗中常需對這些有害氣體進行吸收處理後再排放，如直接排於空氣中不僅汙染環境，而且極易造成人員的傷害，因此，需要此類實驗操作在一個相對密閉的環境中進行，且需要對實驗過程產生的有毒有害氣體進行尾氣處理。
[0005]上述的實驗操作都可以在手套箱內完成，目前常規的手套箱或結構較為複雜，或費用昂貴，常具有雙層結構，一般無法實現有毒有害氣體的處理，對於只進行簡單操作或僅需惰性氣體保護的局部淨化非氧化還原環境而言，造成極大的技術過剩和資源浪費，且動輒數萬元至數十萬元的價格也極大地制約了其推廣應用。
【發明內容】
[0006]針對上述現有技術存在的缺陷和不足，本發明的目的在於，提供一種簡易手套箱及其使用方法，它可通過低成本實現了智能控制，還可直接手動操作進行空氣置換。而且還可進行研究和實驗中產生有毒有害氣體的處理。同時較為經濟的、佔地面積小、能夠實現惰性氣體環境保護氛圍且全透明手套箱，以較局部淨化和惰性氣體氛圍保護。
[0007]為此，本發明提供了一種簡易手套箱，包括全透明的箱體、用於操作的手套口、通過進氣閥門連通箱體的惰性氣體源、通過抽氣閥門連通箱體的真空泵、分別安裝在箱體的左右兩個側面上的作業門，所述箱體的左側面或右側面上裝有至少4個連通惰性氣體源的進氣嘴，所述箱體通過過濾閥門連通有害氣體過濾器；
所述作業門與箱體的接觸面邊緣設置有磁性材料和密封圈，所述作業門與箱體通過機械鎖鎖緊，並且作業門與箱體之間通過所述磁性材料吸緊；
所述箱體上還安裝有控制器和用於檢測內部壓力的壓力傳感器，所述進氣閥門、抽氣閥門、過濾閥門和壓力傳感器與控制器電連接。
[0008]所述進氣嘴有4個，並且均布在箱體的左側面或右側面的四個角。
[0009]所述進氣嘴貫穿箱體的左側面或右側面，並且所有進氣嘴沿所有貫穿點所在的同一個圓同時呈順時針或逆時針偏轉30?60°。
[0010]所述磁性材料為磁棒，所述磁棒安裝在所述作業門的門沿以及箱體上與該門沿對應的位置。
[0011]所述作業門與箱體之間的磁棒磁吸力為0.2MPa。
[0012]所述控制器表面有顯示箱體內部壓力的顯示屏。
[0013]所述箱體材質為有機玻璃，並且抗壓強度大於0.4MPa。
[0014]一種簡易手套箱的使用方法，包括三種工作模式，分別為產生有毒害氣體工作模式、自動控制模式和簡易工作模式，
(1)產生有毒害氣體工作模式
蓋上作業門並利用機械鎖鎖緊，關閉抽氣閥門，開啟過濾閥門和有害氣體過濾器，同時打開進氣閥門並調節壓力高於0.2 MPa ;若無需惰性氣體保證箱體內部環境，則可以此時進行實驗操作，若需要惰性氣體保證箱體內部環境，則等10 min後進行實驗操作；
(2)簡易工作模式
將作業門與箱體之間的機械鎖打開，使得作業門與箱體只通過磁吸方式密封，關閉過濾閥門和抽氣閥門，設置惰性氣體源壓力為0.2?0.4 MPa,開啟進氣閥門，5?1min後，設定惰性氣體源壓力為0.12?0.2 MPa，此時可以進行實驗操作；
(3)自動控制模式
設定控制器，控制器控制關閉進氣閥門和過濾閥門，並且控制開啟抽氣閥門，當箱體的真空度低於設定值0.03 MPa時，壓力傳感器將數值反饋給控制器，控制器控制關閉抽氣閥門，開啟進氣閥門開始充氣至箱體內壓力高於0.15 MPa，抽真空和充氣循環三次後便可進行實驗操作。
[0015]本發明的有益效果:
(I)採用全有機玻璃材質設計手套箱體，透明，密封且無汙染，所有接頭為聚四氟乙烯材質，耐酸，耐鹼，耐腐蝕，增強了設備的通用性，拓寬了其用途。
[0016](2)簡易工作模式下，僅需10分鐘即可實現手套箱中空氣的置換，實現局部淨化環境，大大簡化了操作流程，無電工作模式拓展了手套箱的工作環境對電氣的依賴。
[0017](3)自動控制模式下，採用一鍵式操作，由控制器控制抽真空、供氣、閥門動作等，得到箱內氣體置換更為徹底的惰性氣體保護環境，使得設備的操控智能化。
[0018](4)有毒有害氣體工作模式下，為實驗過程產生有毒有害氣體的研究提供了研究環境，進一步拓展了手套箱體的應用範圍。
[0019]以下將結合附圖對本發明做進一步詳細說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明箱體結構示意圖。
[0021]圖2是本發明氣路控制原理圖。
[0022]圖3 Ca)是箱體內的進氣嘴的分布結構示意圖；圖3(b)是(a)的側視截面圖。
[0023]附圖標記說明:1、箱體；2、作業門；3、進氣嘴；4、惰性氣體源；5、真空泵；6、有害氣體過濾器；7、進氣閥門；8、抽氣閥門；9、過濾閥門；10、壓力傳感器；11、控制器；12、手套□。
【具體實施方式】
[0024]實施例1:
一種簡易手套箱，如圖1和2所示，包括全透明的箱體1、用於操作的手套口 12、通過進氣閥門7連通箱體I的惰性氣體源4、通過抽氣閥門8連通箱體I的真空泵5、分別安裝在箱體I的左右兩個側面上的作業門2，所述箱體I的右側面上裝有至少4個連通惰性氣體源4的進氣嘴3，所述箱體I通過過濾閥門9連通有害氣體過濾器6 ;上述作業門2與箱體I的接觸面邊緣設置有磁性材料和密封圈，所述作業門2與箱體I通過機械鎖鎖緊，並且作業門2與箱體I之間通過所述磁性材料吸緊。
[0025]所述箱體I上還安裝有控制器11和用於檢測內部壓力的壓力傳感器10，所述進氣閥門7、抽氣閥門8、過濾閥門9和壓力傳感器10與控制器11電連接。所述控制器11表面有顯示箱體I內部壓力的顯示屏。所述箱體I的材質為有機玻璃，並且抗壓強度大於
0.4MPa0
[0026]本發明的這種手套箱，箱體I的結構較小，佔地面積小，採用全有機玻璃材質設計手套箱體，透明，密封且無汙染，所有接頭為聚四氟乙烯材質，耐酸，耐鹼，耐腐蝕。採用控制器實現智能化控制。
[0027]實施例2:
如圖3 Ca)和(b)所示，所述進氣嘴3有四個，並且均布在箱體I的右側面的四個角，所述進氣嘴3貫穿箱體I的右側面，並且所有進氣嘴3沿所有貫穿點所在的同一個圓同時呈逆時針偏轉45°。
[0028]本發明的這種進氣嘴3的設計，摒棄了傳統的單一進氣口的直吹式設計，四個進氣嘴3相互配合，在箱體I內部形成旋渦狀的氣流，攪動箱體內部所有氣體，使得手動模式和有毒有害氣體模式下直接利用惰性氣體進行箱體內空氣置換的效果更好。
[0029]實施例3:
所述磁性材料為磁棒，所述磁棒安裝在所述作業門2的門沿以及箱體I上與該門沿對應的位置,所述作業門2與箱體I之間的磁棒磁吸力為0.2MPa。
[0030]作業門2採用雙封結構，不僅有機械鎖，還有磁力鎖緊，這樣打開機械鎖，則箱體I內的壓力可以保持在一定的壓力範圍內，只要箱體I內的壓力大於磁棒的磁吸力，作業門2就會被迫打開洩壓，當箱體I內的壓力小於磁棒的磁吸力的時候，作業門2自動在磁力作用下閉合。
[0031]實施例4:
上述簡易手套箱在使用的時候，適合三種工作模式，分別為產生有毒害氣體工作模式、自動控制模式和簡易工作模式，
(I)產生有毒害氣體工作模式
蓋上作業門2並利用機械鎖鎖緊，關閉抽氣閥門8，開啟過濾閥門9和有害氣體過濾器6，同時打開進氣閥門7並調節壓力高於0.2 MPa ；
在實驗過程中如果產生有害氣體，則依照這種方式使得產生的有害氣體都被有害氣體過濾器6進行過濾，這樣排放的氣體就對環境沒有汙染，滿足環保要求。
[0032]若後續試驗無需惰性氣體保證箱體I內部環境，則可以此時進行實驗操作,若需要惰性氣體保證箱體I內部環境，則等10 min後進行後續實驗操作。
[0033](2)簡易工作模式
將作業門2與箱體I通過機械鎖打開，使得作業門2與箱體I只通過磁吸方式密封，關閉過濾閥門9和抽氣閥門8，設置惰性氣體源4壓力為0.3 MPa,開啟進氣閥門7，1min後，設定惰性氣體源4壓力為0.2 MPa，此時可以進行實驗操作。
[0034]磁性的吸緊結構，使得箱體I內的壓力保持在0.2 MPa之內，如果超出則作業門2自動打開洩壓，實現了無需電動的自動方式。
[0035](3)自動控制模式
設定控制器11，控制器11控制關閉進氣閥門7和過濾閥門9，並且控制開啟抽氣閥門8，當箱體I的真空度低於設定值0.03 MPa時，壓力傳感器10將數值反饋給控制器11，控制器11控制關閉抽氣閥門8，開啟進氣閥門7開始充氣至箱體I內壓力高於0.15 MPa，抽真空和充氣循環三次後便可進行實驗操作。
[0036]這種由控制器11控制的工作模式，符合現代技術的智能化發展方向，我們只需要設定控制器11的程序便可實現智能控制的要求，而現有的這種控制器的智能化程序設定已經非常成熟，可即買即用，因此也是比較方便實用的。
[0037]本實施例沒有具體描述的部分都屬於本【技術領域】的公知常識和公知技術，如有需要我們可提供參考資料。
[0038]以上例舉僅僅是對本發明的舉例說明，並不構成對本發明的保護範圍的限制，凡是與本發明相同或相似的設計均屬於本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種簡易手套箱，包括箱體(I)、用於操作的手套口(12)、通過進氣閥門(7)連通箱體(I)的惰性氣體源(4)、通過抽氣閥門(8)連通箱體(I)的真空泵(5)、分別安裝在箱體(O的左右兩個側面上的作業門(2)，其特徵在於:所述箱體(I)的左側面或右側面上裝有至少4個連通惰性氣體源(4 )的進氣嘴(3 )，所述箱體(I)通過過濾閥門(9 )連通有害氣體過濾器(6)； 所述作業門(2 )與箱體(I)的接觸面邊緣設置有磁性材料和密封圈，所述作業門(2 )與箱體(I)通過機械鎖鎖緊，並且作業門(2 )與箱體(I)之間通過所述磁性材料吸緊； 所述箱體(I)上還安裝有控制器(11)和用於檢測內部壓力的壓力傳感器(10 )，所述進氣閥門(7)、抽氣閥門(8)、過濾閥門(9)和壓力傳感器(10)與控制器(11)電連接。
2.如權利要求1所述的簡易手套箱，其特徵在於:所述進氣嘴(3)有4個，並且均布在箱體(I)的左側面或右側面的四個角。
3.如權利要求2所述的簡易手套箱，其特徵在於:所述進氣嘴(3)貫穿箱體(I)的左側面或右側面，並且所有進氣嘴(3)沿所有貫穿點所在的同一個圓同時呈順時針或逆時針偏轉30?60°。
4.如權利要求1所述的簡易手套箱，其特徵在於:所述磁性材料為磁棒，所述磁棒安裝在所述作業門(2)的門沿以及箱體(I)上與該門沿對應的位置。
5.如權利要求4所述的簡易手套箱，其特徵在於:所述作業門(2)與箱體(I)之間的磁棒磁吸力為0.2MPa。
6.如權利要求1所述的簡易手套箱，其特徵在於:所述控制器(11)表面有顯示箱體Cl)內部壓力的顯示屏。
7.如權利要求1所述的簡易手套箱，其特徵在於:所述箱體(I)材質為有機玻璃，並且抗壓強度大於0.4MPa。
8.—種如權利要求1所述的簡易手套箱的使用方法，其特徵在於:包括三種工作模式，分別為產生有毒害氣體工作模式、自動控制模式和簡易工作模式， (1)產生有毒害氣體工作模式 蓋上作業門(2)並利用機械鎖鎖緊，關閉抽氣閥門(8)，開啟過濾閥門(9)和有害氣體過濾器(6)，同時打開進氣閥門(7)並調節壓力高於0.2 MPa ;若無需惰性氣體保證箱體(I)內部環境，則可以此時進行實驗操作，若需要惰性氣體保證箱體(I)內部環境，則等10 min後進行實驗操作； (2)簡易工作模式 將作業門(2 )與箱體(I)之間的機械鎖打開，使得作業門(2 )與箱體(I)只通過磁吸方式密封，關閉過濾閥門(9)和抽氣閥門(8)，設置惰性氣體源(4)壓力為0.2?0.4 MPa,開啟進氣閥門(7)，5?1min後，設定惰性氣體源(4)壓力為0.12?0.2 MPa，此時可以進行實驗操作； (3)自動控制模式 設定控制器(11)，控制器(11)控制關閉進氣閥門(7)和過濾閥門(9)，並且控制開啟抽氣閥門(8)，當箱體(I)的真空度低於設定值0.03 MPa時，壓力傳感器(10)將數值反饋給控制器(11)，控制器(11)控制關閉抽氣閥門(8)，開啟進氣閥門(7)開始充氣至箱體(I)內壓力高於0.15 MPa，抽真空和充氣循環三次後便可進行實驗操作。
【文檔編號】B25J21/02GK104070541SQ201410273904
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月19日 優先權日:2014年6月19日
【發明者】袁洪林 申請人:袁洪林