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帶有泄漏屏蔽空間的手套箱

在科學(xué)研究和生產(chǎn)過(guò)程中，有些材料會(huì)對(duì)空氣中某一或幾個(gè)活潑成分 如氧氣、水分、二氧化碳等敏感，這些科5開(kāi)和生產(chǎn)需要在充滿惰性氣體的 密閉空間中進(jìn)行。另外， 一些在暴露在空氣中操作會(huì)對(duì)人體具有危害的材 料應(yīng)在密閉的環(huán)境內(nèi)操作。手套箱是這類設(shè)備的一個(gè)典型代表，其可以用 金屬或塑料制成，主箱體有多個(gè)開(kāi)口用于安裝視窗、過(guò)渡艙和手套接口等 配件。操作人員通過(guò)手套對(duì)箱體里的材料和設(shè)備進(jìn)行操作，而過(guò)渡艙被用 于轉(zhuǎn)移材料和設(shè)備進(jìn)出手套箱。

目前所有的手套箱都存在漏氣問(wèn)題， 一個(gè)手套箱即使充上高純氣體也

很難使其內(nèi)部的水和氧氣雜質(zhì)含量各小于1PPM (百萬(wàn)分之一)。在正常使 用過(guò)程中，水和氧氣就還會(huì)繼續(xù)逐漸上升，使手套箱里水和氧氣的濃度遠(yuǎn) 遠(yuǎn)大于要求的濃度。

進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，水和氧氣濃度的上升有如下三個(gè)主要原因：

1) 空氣通過(guò)微小縫隙滲入手套箱。通常的主箱體與視窗和手套接口將 都是由橡膠密封圈密封的，在這些密封圈周?chē)y免存在非常微小的縫隙。

2) 空氣中的氧氣和水分可以從手套和密封圈擴(kuò)散進(jìn)入手套箱。手套和 密封圈都是橡膠產(chǎn)品，空氣可以緩慢地?cái)U(kuò)散過(guò)橡膠手套和密封圈體進(jìn)入手 套箱。

3) 從手套箱外面往手套箱里面轉(zhuǎn)移材料和設(shè)備時(shí)會(huì)帶入微量氧氣和水分。所有材料都會(huì)吸附水分和氧氣，盡管那些材料在被轉(zhuǎn)移入手套箱之前 己在過(guò)渡艙1中抽真空，即如圖1所示。但是，部分滲透到材料里的水和 氧氣被抽掉的速度很慢，當(dāng)材料被轉(zhuǎn)移入手套后會(huì)緩慢地禾華放出水和氧氣。

并且，為了保持手套箱里的水氧雜質(zhì)低于1PPM，目前普遍做法是在手

套箱上安裝一個(gè)循環(huán)氣體純化系統(tǒng)。即如圖1所示：循環(huán)氣體純化系統(tǒng)中

的主要部分是鼓風(fēng)機(jī)2和凈化柱3。凈化柱3中裝有氧氣和水吸附劑。開(kāi)動(dòng) 鼓風(fēng)機(jī)2使手套箱里含有雜質(zhì)的氣體循環(huán)通過(guò)凈化材料，氧氣和7K被吸附 住，純化過(guò)的氣體被循環(huán)回到手套箱。這樣不斷的f盾環(huán)使得手套箱里水氧 含量降低并逐漸達(dá)到一個(gè)平衡，即泄漏進(jìn)手套箱的水和氧的速度等于純化 系統(tǒng)除去的速度。因此，手套箱里的氣體的純度由手套箱的密封程度和純 化系統(tǒng)的效率決定的?？傊?，手套箱的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是密封和氣體純化。

目前，手套箱上的用的密封技術(shù)是普通的密封技術(shù)。如圖2所示，即 在兩個(gè)密封面之間夾上一密封材料，如密封條、密封圈6或密封膠。密封 材料的兩邊分別是箱體內(nèi)的超高純氣和體箱體外的空氣，氧氣濃度大于 200000PPM的空氣很容易從微小的縫隙泄漏到手套箱里，對(duì)箱體內(nèi)的氣體 純度產(chǎn)生很大影響。