最近有人又搞了一個在手套箱上采用雙層密封圈的專利,到處蒙初次使用手套箱的老師,其實(shí)這個雙層密封圈不是什么新東西,10幾年前被廣泛用在制藥用的隔離箱中。因?yàn)楦綦x箱對氣氛要求不高,一般50-500ppm以內(nèi),無凈化系統(tǒng),主要是通氣置換原理。采用雙層密封的原因是有些藥物有毒,避免從密封圈漏入空氣中,再隔一層密封圈保證與外界隔離。但也產(chǎn)生了新的問題。
1.內(nèi)層或外層雙層密封圈需要很大的壓力才能擠平。
2. 內(nèi)層或外層泄露了,都得全部更換,且維護(hù)成本很高,需要專業(yè)人士才能解決。
3. 如果兩層中間采用抽真空形式,箱內(nèi)氣體通過密封圈往外滲透的速度更快。中間真空層事實(shí)上很快就被污染了。此時外層如果泄漏,污染物也會很快滲出來。
4. 如果把中間采用通保護(hù)氣,形成常壓,此時通過內(nèi)層往中間泄漏的有毒物質(zhì)部分會隨著保護(hù)氣流出。如果不停充氣,會無限地浪費(fèi)很多氣源。如果不充氣,大量有毒物質(zhì)留在中間,外層泄漏后也向外擴(kuò)散。對于新使用設(shè)備,可能察覺不到有毒物質(zhì)泄漏的事,設(shè)備用半年后,這些問題就會暴露出來。
此類做法就是延遲了一下有毒物質(zhì)暴露的時間,對于一次性使用的設(shè)備是有效的,但對于長期使用的設(shè)備,上述方式未從根本上解決問題,只是掩耳盜鈴而已。此方法在制藥行業(yè)早已停止使用了。
手套箱采用雙層密封產(chǎn)生的問題:
一、中間層真空狀態(tài)下
a. 內(nèi)外層未失效情況:內(nèi)外層往中間層泄漏更快,中間層實(shí)際上是外層空氣和內(nèi)層箱內(nèi)氣體的混合氣,抽真空時通過真空泵反饋到系統(tǒng)內(nèi),影響箱體氣氛。手套箱整體的泄漏率也會上升。
b. 內(nèi)層失效狀態(tài)下:箱內(nèi)氣體通過真空泵被大量抽出,氣瓶不停給箱內(nèi)補(bǔ)氣,箱體氣氛會變得很差,幾乎與氣瓶氣氛相同。
c. 外層失效狀態(tài)下:大量空氣氣體進(jìn)入中間層,真空泵將空氣抽入,并反到手套箱的循環(huán)系統(tǒng)及其它真空室中,對手套箱體氣氛及凈化柱造成嚴(yán)重影響或破壞。
二、中間層與箱體內(nèi)壓力相同
a. 在內(nèi)外層未失效情況下,箱內(nèi)氣壓不停在變化,中間層要相應(yīng)隨著變化。要加裝壓力傳感器,且需要PLC控制,抽充口會不停工作,以保證中間層與內(nèi)腔壓力相同,其極復(fù)雜且不可靠。
b. 內(nèi)層失效,箱體內(nèi)氣體會被大量抽出,并不停充氣,結(jié)果同一(b)。
C. 外層失效,空氣會被大量抽出,結(jié)果同一(c)
三、中間層壓力大于箱內(nèi)壓力設(shè)定
a. 這種情況,壓力大的會加速往壓力低的一方泄漏。當(dāng)達(dá)到很小壓差時,會對中間層補(bǔ)氣。
B. 當(dāng)內(nèi)層失效時,大量氣體會進(jìn)入箱內(nèi),使箱內(nèi)壓力等同時中間層,在系統(tǒng)控制下,要保持中間層壓力高于箱內(nèi),就會不停補(bǔ)氣,直至手套箱由于壓力過大停機(jī)或手套脫離。
C. 當(dāng)外層失效時,大量氣體會排入大氣中。
四、中間層壓力小于箱內(nèi)壓力設(shè)定
類似中間層真空狀態(tài)的后果
總之,雙層密封對手套箱而言是個偽命題。因?yàn)槭痔紫錃夥帐莿討B(tài)的,水氧值要求很高,且有物理化學(xué)反應(yīng)。采用雙層密封就像人在冬天怕冷,穿上兩層皮大衣去保暖。實(shí)際上一層皮大衣如果穿好,就足夠暖和,如果特冷,就把皮衣做厚些,加些襯底,一個皮衣總有辦法達(dá)到保暖要求的;如果穿上兩個皮衣,互相貼合很難,總會漏風(fēng)的,也重,也不方便。
現(xiàn)代制造工藝,完全能保證單層密封的可靠性。結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,失效點(diǎn)越多,維護(hù)成本越高。結(jié)構(gòu)越簡單,越可靠。這就是Mbraun,VAC,Mikrouna,IT等知名企業(yè)堅持單層密封,不采用雙層密封的原因。