Бокс для обработки предметов Советский патент 1985 года по МПК B01L1/02 B25J21/02 

Изобретение относится к технологическому оборудованию в частности к камерам с контролируемой атмосферой, в которых манипулирование выполняется вручную с помощью рукавиц встроенных в стенки камеры, для про изводства работ в лабораторных и производственных условиях с предметамиJ содержащими вещества, особо чувствительные к примесям рабочей среды и реагирующие с ними, а также токсические вещества, напри мер, для производства работ по изго товлению химических источников тока содержащих литий и его соединения. Известен бокс для обработки предметов, включающий камеру со встроенными перчатками и дверкой, устройство подготовки, подачи и откачки, рабочей среды, форкамеру с дверками, трубопровод для сжатого воздуха lj. Однако в известном боксе необходимо применять дополнительные герметичные контейнеры для межопера ционной передачи и хранения обрабатываемых предметов в рабочей среде, что ведет к затратам на загрузку и выгрузку обрабатываемых предметов в контейнеры внутри рабочего объема барометрического бокса и к возможности загрязнения рабочей среды примесями, адсорбировавшими на поверхностях контейнера и форкамеры при межоперационных передачах, кроме того, каждая передача контейнера в барометрический бокс и обратно приводит к безвозвратному расходу рабочей среды. . Цель изобретения - сокращение времени передачи предметов, повьшение качества шлюзования и экономии рабочей среды. Поставленная цель достигается тем, что бокс дпя обработки предметов, включающий камеру со встроенными перчатками и дверкой, устройст во подготовки, подачи и откачки рабочей середы, форкамеру с дверками,трубопровод для сжатого воздз а сиаб жен пневмораспределителями и пйевмо клапаном, подключенными к устройств подготовки, подачи и откачки рабоче среды и трубопроводу для сжатого. газа, фланцем, закрепленным по пери метру дверки с пневматическим уплот нением, зацепом, защелкой и штуцера ми для сжатого.воздуха, дверца снаб жена автосцепом, а форкамера установлена с возможностью съема и снабжена двумя идентичными фланцами с пневмоуплотнением, ответной частью задзпа, защелки и штуцеров фланца, закрепленного на боксе, при зтом форкамера посредством трубопровода, штуцеров и пневмоклапана связана с устройством подготовки, подачи и откачки рабочей среды, пневматическое уплотнение дверки форкамеры через штуцеры и трубопровод сжатого воздуха связано с пневмоклапаном, а через пневмораспределитель - с трубопроводом подачи и сброса сжатого воздуха, пневмоуплотнение другой дверки форкамеры посредством штуцеров соединено с пневмоуплотнением дверки бокса и через пневмораспределитель с трубопроводом для подачи и сброса сжатого воздуха. При этом бокс снабжен дросселем, размещенным на трубопроводе, соединяющем пневмораспределитель с пнермоуплотнени.ем бокса. , На фиг. 1 изображено, предлагаемое устройство; на фиг. 2 - фланец бокса со снятой форкамерой, вид спереди; на фиг. 3 - поперечный разрез А-А фланца бокса на фиг. 2; на фиг.4 продольный разрез Б-Б форкамеры на фиг. 5; на фиг. 5 - форкамера со стороны фланца; на фиг. 6 - пневматическая принципиальная схема. Устройство содержит бокс 1 с встроенными резиновыми перчатками 2, установленный на подставку, внутри которой размещено устройство 3 подготовки, подачи и откачки рабочей среды, форкамеру 4 и трубопроводы 5 подвода сжатого воздуха и рабочей среды. На трубопроводах подвода сжатого воздуха установлены дополнительные пневмораспределители 6 и 7 (фиг. 6) с органами управления 8, выведенными на переднюю стенку устройства 3 подготовки, подачи и откачки рабочей среды, а на трубопроводе подвода рабочей среды к форкамере 4 установлен дополнительный нормально закрытьй пневмоклапан 9. На боковой стенке бокса 1 смонтирован фланец 10, в котором имеется проем, закрытьй съемной дверкой 11, дверка в проеме герметизируется эластичным торообразным пневматическим уплотнением 12, дверка выполне- на из немагнитного материала, например дюралюминия, и снабжена обоймой с магнитами 13 автосцепа. В верхней части фланца 10 размещены зацепы 14 форкамеры 4, вьлолненные, например, в виде крюков, а в нижней части фла ца 10 смонтирована защелка 15. Вокруг дверки 11 на фланце 10 расположено эластичное торообразное пневма тическое уплотнение 16 места стыка бокса 1 и форкамеры 4. В корпусе фланца выполнены каналы (не показаны) для подвода сжатого воздуха к внутренним полостям уплотнений 12 и 16 и для подвода сжатого воздуха и рабочей среды к самоуплотняющимся штуцерам 17 - 19 и открытому штуце - ру 20, смонтированным перпендикуляр ,но к лицевой поверхности фланца 10 в нижней его части. Форкамера 4 вы- полнена в виде переносного контейне ра с ручкой 21 и двумя идентичными .фланцами 22 и 23, причем на каждом фланце имеется проем, закрытый съем ной дверкой 24 и 25. Дверки 24 и 25 герметизируются эластичными торообразными уплотнениями 26 и 27, дверки вьтолнены из немагнитного материала, например дк{ алюмини и снабжены магнитопроводами 28 и 29 автосцепа, выполненными, например в виде стальных колец. В верхней части фланцев 22 и 23 размещены ответные части зацепов 14, выполнен ные, например, в виде проушин 30 и 31, в которые входят зацепы 14, а в нижней части фланцев 22 и 23 имеются уступы 32 и 33, за которые зацепляется фиксатор защелки 15 при установке и закреплении форкамеры 4 на стенке бокса 1 любым из фланцев 22 или 23. Перпендикулярно к наружной поверхности фланцев 22 и 23 в нижней их части размещены ответные самоуплотнякщиеся штуцеры 34-41, соединенные между собой и с внутренними полостями уплотнений 27 и «26 и форкамеры 4, согласно схеме (фиг. 6) при помощи трубопроводов 42 (фиг. 4) и каналов (не показаны) в корпусе фланцев 22 и 23 На трубопроводе 5, соединяющем пнев мораспределитель 7 с т олостямк пнев моуплотнения 16 места стыка форкамеры с боксом, установлен дроссель 43 с регулируемым сечением. При закреплении форкамеры4 на стенке бокс 1 любым из фланцев 22 или 23, напри мер, фланцем 22, состыкованные штуцеры 17 - 20 со штуцерами 34-37 автоматически разуплотняются и замыкануг коммуникации подвода сжатоге воздуха к рабочей среде (фиг. 6). При этом внутренняя полость форкамеры 4 через трубопровод, штуцеры 34и 17 и нормально закрытый пневмоклапан 9 соединяется с устройством 3подачи и откачки рабочей среды, а трубопровод подачи сжатого воздуха в управляющую полость пневмоклапана 9 через штуцеры 20 и 36 соединяется с полостью пневмоуплотнения 27 наружной дверки 25 форкамеры 4 и через штуцеры 37 и 19 и пневмораспределитель 6 с трубопроводами подачи и сброса сжатого воздуха, кроме того, полость пневмоуплотнения 26 внутренней дверки 24 форкамеры 4 через штуцеры 35 и 18 соединяется с полостью пнёбмоуплотнения 12 дверки 11 бокса 1 и с трубопроводами подачи и сброса сжатого воздуха через пневмораспределитель 7,а полость пневмоуплотнения 16 места стыка форкамеры 4с боксом 1 соединяется с трубопроводами подачи и сброса сжатого воздуха через другой канал пневмораспределителя 7. Устройство работает следуняцим образом. Форкамеру 4 при помощи зацепов 14 и защелки 15 устанавливают любым из фланцев 22 или 23,. например фланцем 22, на фланце 10 стенки бокса 1,. при этом самоуплотняющиеся штуцеры 17 - 19 и открытый штуцер 20 сцепляются со штуцерами 34 - 37 и форкамера подключается к коммуникациям подачи и сброса сжатого воздуха и рабочей среды. В этом положении форкамера может выполнять функции шлюза. Для этого при помощи распределителя 6 полость пневмоуплотнения 27 соединяют с трубопроводом сброса сжатого воздуха, а распределитель .7 ставят в положение подачи сжатого воздуха в полость пневмоуплотнений 12 и 26. При этом дверка бокса 11 и внутренняя дверка форкамеры 22 герметизируются, нормально клапан 9 перекрывает трубопровод подачи и откачки рабочей среды, а наружная дверка 25 форкамеры 4 разгерметизируется. Через открытую дверку 25 загружают в Форкамеру необходимые для работы в боксе предметы, дверку 25 закрывают и переключают пневмораспределитель 6, происходит подача сжатого воздуха через штуцеры 19, 37, 36 и 20 в пневмоуплотнение 27 и в управляющую полость пневмоклапана 9, при этом дверка 25 герметично уплотняется, а внутреняя полость форкамеры 4 соединяется с устройством 3 подачи и откачки рабочей среды, посредством которого производят вакуумирование и затем наполнение внутренней полости форкамеры 4 рабочей средой с теми же параметрами, что и у рабочей среды во внутренней полости барометрического бокса. Для передачи пред ,метов из форкамеры 4 в барометрический бокс 1 пневмораспределитель 7 ставят в положение подачи сжатого воздуха в полость пневмоуплоТнения 16 места стыка форкамеры с боксом, при этом полость пневмоуплотнения 26 внутренней дверки 24 форкамеры и полость пневмоуплотнения 12 дверки 11 бокса соединяются с трубопроводом сброса сжатого воздуха и проис-. ходит разгерметизация дверок 24 и 11, одновременно с этим магниты 13 взаимодействуют с магнитопроводом 28 и дверки 24 и 11 сцепляются между собой, а в полость пневмоуплотнения 16 места стыка форкамеры и бокса поступает через дроссель 43 сжатый воздух и происх;одит герметизация места стыка форкамеры и бокса. Наличие дросселя 43 создает условие заца дьшания нарастания и сброса давления сжатого воздуха в полости пневмоупло нения 16 по отношению к сбросу и нарастанию давления сжатого воздуха в полостях 12 и 26, в результате чего происходит продувка остатков газа о окружающей атмосферы из зазора между форкамерой и боксом при разгерметизации дверок 11 и 24, а при их закрывании и герметизации исключается попадание атмосферы в полость форкамеры и бокса. Время запаздывания регулируют при -помощи изменения величины проходного сечения дросселя 43. После разгерметизации дверок 11 и 24 и герметизации места стыка форкамеры и бокса сцепленные дверки открывают при помощи перчаток 2 в полость бокса 1 и производя передачу предмета из форкамеры в. бо и обратно. Затем производят гермети зацию дверок 11 и 24 путем переключения пневмораспределителя 7 в поло жение подачи сжатого воздуха в 113 6 полости пневмоуплотнений 26 и 12, после чего для использования форка- i меры 4 в качестве переносного контейнера для межоперационного хранения и транспортировки предметов ее отсоединяют от фланца 10, для чего, придерживая форкамеру 4 за ручку 21, освобождают защелку 15 и снимают форкамеру с зацепов 14, при этом происходит расцепление и самоуплотнение штуцеров 17 - 19 и 34 - 37, а сжатый воздух из управляющей полости пневмоклапана 9 сбрасывается через штуцер 20 в атмосферу. Таким образом дверки 24 и 25 форкамеры 4 оказываются загерметизированными и внутри форкамеры сохраняется атмосфера рабочей среды, а пневмоклапан 9 перекрывает трубопровод подачи и откачки рабочей среды. Для передачи предметов из форкамеры 4 в барометрический бокс на новом рабочем посте форкамеру 4 любым из фланцев 22 или 23 устанавливают на фланце 10 бокса при помощи щацепов 14 и закрепляют при помощи защелки 15, дальнейшие операции производят в описанной последовательности. При использовании предлагаемого устройства исключается необходимость применения дополнительного герметичного контейнера, что экономит время на загрузку-выгрузку предметов внутри рабочего объема бокса, .исключается необходимость вакуумирования и заполнения форкамеры газом окружающей,атмосферы или рабочей средой при межоперационных транспортировках, что сокращает времмя и повьшает качество шлюзования, а также исключает потери рабочей среды при межоперационной передаче предметов, причем передача предметов из одного бокса в другой (расположенных на значительном расстоянии друг от друга) происходит всегда в одной и той же рабочей среде. Качество шлюзования с применением предложенного устройства повьшается за счет того, что при любой передаче предметов в бокс сокращена до минимума площадь поверхностей попадающих внутрь бокса и находя1щхся в контакте с окружающей атмосферой при межоперацирнной транспортировке и хране1ши предметов. При предложенном способе внутрь бокса (следовательно в рабочую среду) передаются только дверки бокса и форкамеры, причем их поверхности, находившиеся в контакте с окружающей атмосферой, плотно прижаты друг к другу и загрязняющие рабочую среду вещества, адсорбированные на этих поверхностях, практически не могут попадать в рабочую среду бок са, тогда как при передаче предметов в бокс пб известному способу, требующему применение контейнера, в рабочую полость бокса попадает вся поверхность контейнера, контактировавшая с окружаюцей атмосферой, а проводимое вакуумирование при шлюзовании не может гарантировать удаления всех загрязнякщих рабочую среду веществ, адсорбировавших на поверхности контейнера, кроме того, внутренняя поверхность форкамеры также контактирует с внешней атмосферой при каждой передаче предметов для межоперационной транспортировки, что также может являться источником, загряМнения рабочей среды.

1. ЮКС ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРЕДМЕТОВ, включающий камеру со встроенными перчатками и дверкой, устройство подготовки, подачи и откачки рабочей среды, форкамеру с дверками, трубопровод для сжатого воздуха, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени передачи предметов, повышения качества шлюзо вания и зкoнo вIи рабочей среды, он снабжен пневмораспределителями и пневмоклапаном, подключенными к устройству подготовки, подачи и откачки рабочей среды и трубопроводу : для сжатого газа, фпанцем, закреп-, ленным по периметру дверки, с пневма тическим уплотнением, зацепом, защелкой и штуцерами для сжатого воздуха, дверка снабжена автосцепом, а форкамера установлена с возможностью съема и снабжена двумя идентичными фланцами с пневмоуплотнением, ответными частями зацепа, защелки и штуцеров фланца, закрепленного на , при этом форкамера посредством трубопровода, штуцеров и пневмокла:пана связана с устройством подготовки, подачи и откачки рабочей среды, пнев матическое уплотнение дверки форкамеры через штуцеры и трубопровод сжатого воздуха связано с пневмоклапаном, а через пневмораспределитепь % с трубопроводом подачи и сброса сжатого воздуха, пневмоуплотненИе другой дверки форкамеры посредством шту. церов соединено с пневмоуппотневием дверки бокса и через пневмораспре- . делитель с трубопроводом для подачи и сброса сжатого воздуха. СО 4ib 2. Бокс по п. 1,, о т л и ч а ю щИ и с-я тем, что он снабжен N дросселем, размещении ма трубопроСО воде, соединяющем пневмор аспределисл тель с пневмоуплотнением бокса.

я/

/5/

/

/

v

25Г

JJ2S

Art/ l

Фиг.

т

Фиг.6