手套箱的工作原理是什么

发布时间：2024-09-06|阅读：226次

一、气体净化系统

1. 循环净化：

• 手套箱内的气体在循环风机的作用下不断流动。循环风机通常采用无油、耐腐蚀的设计，以确保不会对箱内气氛造成污染。

• 气体首先经过净化柱，净化柱内填充有各种吸附剂和催化剂，用于去除箱内气体中的水分、氧气等杂质。常见的吸附剂有分子筛、活性炭等，催化剂如钯催化剂等。分子筛可以吸附水分，活性炭可以吸附有机杂质，而钯催化剂则可以催化氧气与氢气反应生成水，从而去除氧气。

• 经过净化后的气体再回到手套箱内，形成一个封闭的循环系统。通过不断地循环净化，可以将箱内的水氧含量降低到极低的水平，满足对气氛敏感的实验要求。

2. 气体补充：

• 当手套箱内的压力下降或需要调整气体组成时，需要向箱内补充惰性气体。通常使用氩气、氮气等惰性气体作为手套箱的工作气体。

• 气体补充系统通过阀门和流量计控制惰性气体的流量和压力，确保补充的气体不会对箱内气氛造成太大的波动。同时，补充的气体也会经过净化柱进行净化处理，以保证气体的纯度。

二、手套密封与操作

1. 手套密封：

• 手套箱的操作口安装有密封性能良好的手套，手套通常由耐化学腐蚀、柔韧性好的材料制成，如丁基橡胶、氯丁橡胶等。

• 手套与操作口之间通过特殊的密封结构连接，确保手套与操作口之间的密封性。这种密封结构可以防止外界的空气进入手套箱内，同时也可以防止箱内的气体泄漏到外界。

• 当操作人员将手伸入手套内进行操作时，手套会随着手的动作而变形，但密封性能始终保持良好，确保箱内的气氛不受外界影响。

2. 操作方便性：

• 操作人员可以通过手套在手套箱内进行各种操作，如实验物品的取放、仪器设备的操作等。手套的设计使得操作人员的手可以在一定范围内自由活动，同时又不会影响手套箱的密封性。

• 为了提高操作的方便性，手套箱通常还配备有照明系统、工具架等附属设备。照明系统可以提供充足的光线，方便操作人员观察箱内的情况；工具架可以放置常用的工具，便于操作人员随时取用。

三、压力控制与监测

1. 压力控制：

• 手套箱内的压力通常需要保持在一定的范围内，以确保手套箱的正常运行和操作人员的安全。压力控制通过压力传感器和调节阀来实现。

• 压力传感器实时监测手套箱内的压力，并将压力信号传输给控制系统。控制系统根据压力信号来调节调节阀的开度，控制惰性气体的补充和排放，从而实现对手套箱内压力的控制。

• 当手套箱内的压力过高时，调节阀会自动打开，将多余的气体排放到外界；当压力过低时，调节阀会自动打开，向箱内补充惰性气体。

2. 压力监测：

• 为了确保手套箱的安全运行，需要对箱内的压力进行实时监测。压力监测通常采用数字式压力传感器，传感器将压力信号转换为电信号，并传输给控制系统或显示仪表。

• 操作人员可以通过控制系统或显示仪表随时了解手套箱内的压力情况。如果压力超出了正常范围，控制系统会发出警报，提醒操作人员及时采取措施。

综上所述，手套箱通过气体净化系统、手套密封与操作、压力控制与监测等多个方面的协同作用，实现了在低水氧含量的惰性气体环境下进行实验操作的功能。