介绍
从核心来看,六工位双面分体式气体净化手套箱是一个专业的、大容量的惰性气氛工作站。研究实验室、电池制造设施、OLED 开发中心和先进材料行业使用它在严格控制的环境中加工对湿气和氧敏感的材料。该手套箱结合了大型内部工作空间、六个工位的双面操作以及分体式气体净化系统,可将水和氧气水平保持在 1 ppm 以下,确保可靠且可重复的实验条件。

核心功能及工作原理
它如何改变环境
手套箱将密封室内的初始环境空气转化为超低水分和氧气的惰性气氛。这是通过闭环气体循环和净化系统实现的。工作气体(一般为氩气或氮气)从主箱体连续抽出,通过净化塔,返回箱体。纯化塔包含可化学去除氧气(通过氧化)的铜催化剂和吸附水蒸气的分子筛。高性能鼓风机确保高达70 m3/h的循环流量,实现目标气氛的快速净化和稳定维持。
关键部件和工艺
- 密封不锈钢室: 两个互连的盒子由 SUS304(3 毫米厚)制成,每个盒子的总工作空间为 2400 毫米(长)× 750 毫米(深)× 900 毫米(高),为多个操作员和大型设备提供了充足的空间。
- 气体净化系统: 分体式设计将净化柱与主箱分开,方便维护并减少热传递。该塔含有氧气和水分吸附剂(容量:60 L O2、2 kg H2O),可以使用 N2/H2 混合物(3–5% H2)通过 PLC 控制的过程自动或手动再生。
- 过渡室(接待室): 样品和工具的进出不会破坏惰性气氛。过渡室多次抽空并重新填充惰性气体,以确保污染最小化。
- 控制系统: 带有 5.7 英寸触摸屏 HMI 的 PLC 可管理压力控制(0-16 mbar,可调)、自动压力保持和脚踏板压力调节。该系统还记录再生数据并实时显示水/氧读数。
核心部件及关键技术
分体式设计
与集成式手套箱不同,分体式配置将净化单元与主室分开。这减少了盒子上的热应力,简化了维护,并允许将净化系统放置在单独的区域,以更好地利用空间。这对于可能需要在不破坏工作空间的情况下维修净化单元的大规模安装特别有利。
气体纯化塔及再生
净化塔采用铜催化剂除氧和分子筛水吸附的组合。饱和后,将色谱柱加热至指定温度(通常为 200–300°C),同时用还原性气体混合物(N2/H2 或 Ar/H2)吹扫,从而使色谱柱再生。再生过程由PLC完全自动化,有自动、半自动、手动三种模式。系统记录最后一次再生日期并将其显示在HMI上,以便于安排。
泄漏和真空系统
整个循环回路(包括阀门和连接件)的泄漏率设计优于 10⁻⁵ mbar·L/s。抽速为 12 m3/h 的两级旋片真空泵可实现低于 1×10⁻3 mbar 的真空度。该泵包括一个油雾过滤器和一个回油套件,以防止油回流,并且具有内置止回阀,可在泵关闭时保持真空。
关键绩效指标和选择标准
水分和氧气控制
最关键的性能指标是可达到的 H2O 和 O2 浓度。该手套箱可以维护 H2O < 1 ppm 和 氧气 < 1 ppm 在正常操作条件下。这些水平的稳定性取决于净化能力、循环流量和用户纪律(例如,正确使用过渡室、最大限度地减少手套穿孔)。
盒子尺寸和工作站
六站双面设计每侧提供三个手套端口,最多允许六名操作员同时工作。每个站的间距可容纳大型设备或多个工艺步骤。内部总容积约为2×(2400×750×900)mm,提供宽敞的工作区域。对于较小的团队,请考虑 单工位单面手套箱 或者 两工位单面手套箱.
净化系统效率
70 m3/h 的循环流量和大吸附剂容量(60 L O2、2 kg H2O)确保快速下拉和再生之间的长操作间隔。再生过程消耗 N2/H2 混合物并需要冷却水 (2–3 L/min)。用户应根据使用强度每 2-4 周计划一次再生周期。
控制与自动化
基于 PLC 的控制系统配有触摸屏 HMI,可提供精确的压力控制、自动再生、数据记录和报警功能。该系统可以与外部传感器集成或远程监控以实现高级应用。脚踏板压力控制允许在精细操作期间进行免提调节。
材料和密封质量
腔室由厚度为 3 毫米的 SUS304 不锈钢制成,确保耐用性和耐腐蚀性。手套端口采用优质 O 形圈密封,并且手套有不同材料(例如丁基橡胶、氯丁橡胶)可供选择,以抵抗化学侵蚀。系统整体泄漏率优于0.001vol/hr,保证大气长期稳定。
应用领域和选择建议
典型应用
- 锂离子电池研究: 处理锂金属、固体电解质和电极材料。
- 钙钛矿太阳能电池: 湿敏钙钛矿层的制造和封装。
- OLED/显示材料: 有机发光材料的合成与测试。
- 半导体加工: 在惰性气氛下进行晶圆处理和器件制造。
- 金属有机框架 (MOF): 空气敏感 MOF 的合成和储存。
- 药品: 处理高度敏感的药物或中间体。
选型指导
对于少于三名操作员的实验室, 两工位双面手套箱 或者 四工位双面手套箱 可能更划算。对于大规模生产或多用户协作项目,六站模型可提供最大吞吐量。当净化装置需要放置在单独的房间或需要考虑散热时,建议采用分体式设计。始终验证所需的水/氧气规格(例如,<1 ppm、<0.1 ppm),并选择具有足够净化能力的系统来满足您的工艺需求。
