一种密封箱门组件及其密封箱的制作方法

本实用新型涉及应用于密封操作箱、氮气氩气保护箱、放射性操作箱、手套式操作箱等需要密封操作环境的技术领域，特别涉及一种密封箱门组件及密封箱。

背景技术：

密封箱是一种用金属、玻璃或塑料制成的箱体，应用于密封操作箱、氮气氩气保护箱、放射性操作箱、手套式操作箱等需要密封操作环境的技术领域。这些密封箱一般都会设置一个密封箱门，用于更换物料、维修或装配缆线或接口等。例如手套箱的主箱体有多个开口用于安装视窗、过渡舱和手套接口、线缆等配件的窗口等。操作人员通过这些窗口或“门”对箱体里的材料和设备进行操作，以满足在科学研究和生产过程中，对空气中某一或几个活泼成分如氧气、水分、二氧化碳等敏感成分进行隔绝以实现在密封的环境内操作，或满足有毒及放射性有害物质的防护要求。

密封箱都存在可能泄露的问题，例如一个密封箱即使充上高纯气体也很难使其内部的水和氧气杂质含量各小于1ppm(百万分之一)。在正常使用过程中，水和氧气就还会继续逐渐上升，使箱里水和氧气的浓度远远大于要求的浓度。而有毒或放射性的环境对密封的要求也同样非常高。

在密封箱的日常使用及维护时，空气通过微小缝隙渗入手套箱，通常的主箱体与视窗、以及手套接口配件或门组件之间将都是由橡胶密封圈密封的，在这些密封圈周围难免存在非常微小的缝隙；而且从手套箱外面往手套箱里面转移材料和设备时会带入微量氧气和水分。

例如，密封箱门组件作为密封箱中连接电源与密封箱中其他设备的关键组件，贯穿件应具备良好的气体密封性能，防止手套箱内部气体及有害物质的泄露；并具备优良的高压绝缘和稳定的电气传输能力。

目前，手套箱上的用的密封技术是普通的密封技术，即在两个密封面之间夹上一密封材料，如密封条、密封圈或密封胶。密封材料的两边分别是箱体内的超高纯气和体箱体外的空气，氧气浓度大于200000ppm的空气很容易从微小的缝隙泄漏到手套箱里，对箱体内的气体纯度产生很大影响。

技术实现要素：

为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种密封箱门组件及密封箱，提供稳定的密封状态，结构简单可靠。

本实用新型所述的密封箱，是一种用金属、玻璃或塑料制成的箱体，工作时具有密封性能良好的密封腔室，应用于密封操作箱、氮气氩气保护箱、放射性操作箱、手套式操作箱等需要密封操作环境的技术领域。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种密封箱门组件，用于开启或密封密封箱，包括用于与密封箱门密封对接的第一重门，和设置于第一重门外侧的第二重门；在关闭密封密封箱门时，第一重门与密封箱门密封对接，所述第二重门与密封箱外壁、第一重门之间形成一个第一密封腔体，该第一密封腔体和密封箱内分别具有气压p2和p1，p2大于p1，第一密封腔体内的压力p2对第一重门施加侧向压力，将第一重门推向密封箱。

进一步的，为了进一步提高密封性能及防止有害物质泄漏，第一密封腔体和密封箱内的气压均为负压，p1的数值可以选择在-300pa到-500pa之间，p2的数值可以选择在-100pa到-300pa之间，也可根据实际需要进行选择，负压的设置，可以防止有害物质的外泄，双重负压进一步的提高安全性。本实用新型创造性的利用双重门结构，并利用第二重门与第一重门之间的气压对第一重门施加侧向压力，在简化了闭锁机构的同时，又增加了密封效果和可靠性。

进一步的，还包括连通第一密封腔体的连接管路、与连接管路连接的气压控制装置，用于控制第一密封腔体内的气压大小。

进一步的，所述第一重门和/或第二重门与密封箱外壁接触的面上设有一个、两个或两个以上的环形沟槽，所述环形沟槽与密封箱外壁之间构成独立的密封腔体。

进一步的，所述密封箱的外壁与环形沟槽对应的位置设有管路，连接外部抽真空装置，使得第一重门和/或第二重门关闭时，对应的环形沟槽内的气压为负。

进一步的，所述第一密封腔体和/或环形沟槽内设有检测压力、水、氧、二氧化碳、特定有害物质的传感器或检测装置中的一种或数种。

进一步的，所述第二重门内壁上对应第一重门正面外壁之间设有一个、两个或两个以上的可充放气气囊。

进一步的，所述导轨为两条，对称安装于密封箱门两侧的侧壁上，导轨的上端安装有横梁，横梁上装设有驱动装置，包括电机、减速箱，还有与减速箱传动连接的丝杆，所述丝杆竖直设置，所述第二重门上部设有与丝杆匹配的螺母，丝杆的转动，带动螺母及第二重门上下运动。

进一步的，还包括为气囊提供充放气的充气装置，设置在第二重门内壁侧壁与第一重门外侧壁之间，包括辊轮、带活塞的充气筒、单向气阀、与气阀和气囊连接的管路；单向气阀设有一个柱形开关，在没有到达第二重门和第一重门关闭位置时，该柱形开关被密封箱壁阻挡在关闭位置，此时充气筒内部空间与气囊是单向断开的；充气筒活塞进行压缩空气时，单向气阀是关闭的，当充气筒活塞反向运动时，单向气阀是始终导通的，气囊中的空气进入充气筒内；当到达第二重门和第一重门关闭位置时，该柱形开关滑入设于密封箱侧壁上的一个小凹槽中，单向气阀打开，使得充气筒内部空间与气囊连通，充气筒内部压缩空气进入气囊中；辊轮与密封箱壁接触，当第二重门由开启位置向关闭位置移动时，辊轮因与密封箱之间的摩擦力开始转动，带动活塞移动对充气筒内的空气进行压缩，当到达第二重门和第一重门关闭位置时，单向气阀的柱形开关进入凹槽，单向气阀打开，充气筒内的压缩空气进入气囊，对第一重门提供机械压力；当第二重门由关闭位置向开启位置移动时，活塞被辊轮带动反向移动，将气囊中的空气抽离，解除对第一重门的压力。

本实用新型还提供一种密封箱，包括密封箱箱体，和设置于密封箱门处的如上述任意一项所述的密封箱门组件。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型通过双重门结构，并利用第二重门和第二重门之间的气压对第一重门进行施压，确保密封箱操作空间中的纯净度，有效隔断由于缝隙或是细微扩散存在而可能出现的外部物质泄漏侵入，气体纯度得到有效控制。当p2为负压时，第二重门的密封效果也得到加强。

2、在进一步的优化方案中，本实用新型通过设置第一重门和第二重门之间的密封空间，构建泄漏缓冲空间，且检测该空间内的气压及物质成分，进一步确保泄漏得到及时的控制。

3、第二重门还可以用以作为屏蔽x射线、阿尔法、伽马射线、贝塔射线、中子等高能射线或其他核辐射的屏障，根据实际需要可以采用铅、不锈钢、铸铁、含硼聚乙烯等材料制备，其材质和厚度可以根据实际情况选择。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1和图2是本实用新型实施例提供的一种密封箱门组件在关闭时的结构示意图；

图3是本实用新型实气囊及充气装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供一种密封箱门组件，用于开启或密封密封箱1，包括用于与密封箱门11密封对接的第一重门2，和设置于第一重门2外侧的第二重门3；在关闭密封密封箱门11时，第一重门2与密封箱门11密封对接(图1示例中采用密封胶圈21进行密封，密封胶圈21可以是一圈或更多圈)，所述第二重门3与密封箱外壁、第一重门之间形成一个第一密封腔体6，该第一密封腔体6和密封箱1内分别具有气压p2和p1，p2大于p1，第一密封腔体6内的压力p2对第一重门2施加侧向压力，将第一重门2推向密封箱1。第二重门3可以采用一个具有矩形凹槽的部件，将第一重门2罩住，并和密封箱体之间形成密封空间(第一密封腔体6)，图1示例中采用密封胶圈33进行密封，密封胶圈33可以是一圈或更多圈。在一些实施例中，还设置了承载第二密封门3的托板5。

为了进一步提高密封性能及防止有害物质泄漏，第一密封腔体和密封箱内的气压均为负压，p1的数值可以选择在-300pa到-500pa之间，p2的数值可以选择在-100pa到-300pa之间，也可根据实际需要进行选择，负压的设置，可以防止有害物质的外泄，双重负压进一步的提高安全性。本实用新型创造性的利用双重门结构，并利用第二重门与第一重门之间的气压对第一重门施加侧向压力，在简化了闭锁机构的同时，又增加了密封效果和可靠性。同时，p2创造性的选择负压，既可以利用负压进一步提高了第二重门与密封箱体之间的密封性能；又可以利用负压进一步提高整个密封箱的防泄漏能力；还做到了在负压的情况下未第一重门提供侧向压力。

在实际应用中，还包括连通第一密封腔体6的连接管路、与连接管路连接的气压控制装置，用于控制第一密封腔体内6的气压大小。为了确保第二重门的灵活性连接管路可以设置在密封箱体上，可以采用直接钻孔加工，或者加工凹槽，再嵌设管路，最后再焊接或浇铸加工平整，达到密封要求的光洁度和平整度。管路的一端开口位于第一密封腔体6对应的区域，一端位于第二重门覆盖的区域之外，用于连接气压控制装置，包括真空泵、气压传感器(设于第一密封腔体6对应的区域)、气压控制器，气压控制器根据气压传感器的读数和设定的预定气压数值，控制真空泵工作，将p2控制在预定值的误差允许范围之内。密封箱体内的气压p1的气压控制装置和第一密封腔体6的气压p2的气压控制装置是相互独立的，为便于区别，密封箱体内的气压p1的气压控制装置命名为第一气压控制装置；第一密封腔体6的气压p2的气压控制装置命名为第二气压控制装置。

如图2所示，为了进一步提升密封性能，所述第一重门和/或第二重门与密封箱外壁接触的面上设有一个、两个或两个以上的环形沟槽，所述环形沟槽与密封箱外壁之间构成独立的密封腔体。第一重门、第二重门的环形沟槽与密封箱外壁之间构成独立的密封腔体分别命名为第二密封腔体4和第三密封腔体7。

进一步的，所述密封箱的外壁与环形沟槽对应的位置设有管路，连接外部抽真空装置，使得第一重门和/或第二重门关闭时，对应的环形沟槽内的气压为负。为了确保第一重门和第二重门的灵活性，对应的连接管路可以设置在密封箱体上，可以采用直接钻孔加工，或者加工凹槽，再嵌设管路，最后再焊接或浇铸加工平整，达到密封要求的光洁度和平整度。管路的一端开口位于第二密封腔体4和第三密封腔体7对应的区域，一端位于第二重门3覆盖的区域之外，用于连接对应的气压控制装置，包括真空泵、气压传感器(设于第二密封腔体4和第三密封腔体7对应的区域)、气压控制器，气压控制器根据气压传感器的读数和设定的预定气压数值，控制真空泵工作，将第二密封腔体4和第三密封腔体7内对应的气压p3和p4控制在预定值的误差允许范围之内。密封箱体内的气压p1的气压控制装置、第一密封腔体6的气压p2的气压控制装置、第二密封腔体4的气压p3的气压控制装置和第三密封腔体7的气压p4的气压控制装置是相互独立的，为便于区别，密封箱体内的气压p1的气压控制装置命名为第一气压控制装置；第一密封腔体6的气压p2的气压控制装置命名为第二气压控制装置。第二密封腔体4的气压p3的气压控制装置为第三气压控制装置；第三密封腔体7的气压p4的气压控制装置为第四气压控制装置。在实际应用中，p1的数值始终是小于p2、p3和p4；例如可以选择p1＜p3＜p2＜p4，例如，可以选择：p1为-300pa到-500pa；p3为-200pa到-300pa；p2为-150pa到-200pa；p4为-100pa到-150pa。第一密封腔体6、第二密封腔体4、第三密封腔体7的气压均独立控制，且均为负值，构成了三道防泄漏防线，且三个密封腔体的容积都很小，因此对应的气压控制装置的功率都可以大大降低，费用较低，但带来的优点却非常大，根据需要，第二密封腔体4、第三密封腔体7中可以选择两个都采用或采用其中的一个。

可以进而在所述第一密封腔体6和/或环形沟槽(即第二密封腔体4、第三密封腔体7)内设有检测压力、水、氧、二氧化碳、特定有害物质的传感器或检测装置中的一种或数种。

在实际应用中，假设第一密封腔体6、第二密封腔体4、第三密封腔体7均设置，发生泄漏时，作为第一道防线的第二密封腔体4中的传感器会首先检测到泄漏，此时可进行报警，并发出控制信号给所有的气压控制装置，对p1、p2、p3、p4进行相应的调整，例如加大p1和p3之间的压力差，阻碍密封箱内物质向外泄漏；同理，调整p2和p3的数值，提高第二密封腔体4的真空度，降低第一密封腔体6的真空度，可以进一步阻碍第二密封腔体4中的物质向第一密封腔体6中泄漏，同理，可以对第三密封腔体7中的气压p4进行相应的调整。根据需要，选择有害物质泄漏到某个密封腔体中时进行对应的处理措施。

如图3所示，为进一步提升密封性能，所述第二重门内壁上对应第一重门正面外壁之间设有一个、两个或两个以上的可充放气气囊88。利用气囊88充气提供正向的压力，为第一重门提供额外的正压力，进一步确保密封性能。还包括为气囊88提供充放气的充气装置，设置在第二重门内壁侧壁与第一重门外侧壁之间，包括辊轮84、带活塞82的充气筒81、单向气阀85、与单向气阀85和气囊81连接的管路87；单向气阀85设有一个柱形开关86，在没有到达第二重门和第一重门关闭位置时，该柱形开关86被密封箱1壁阻挡在关闭位置，此时充气筒81内部空间与气囊88是单向断开的；充气筒活塞82进行压缩空气时，单向气阀85是关闭的，当充气筒活塞82反向运动时，单向气阀85是始终导通的，气囊88中的空气进入充气筒81内；当到达第二重门和第一重门关闭位置时，该柱形开关86滑入设于密封箱1侧壁上的一个小凹槽12中，单向气阀85打开，使得充气筒81内部空间与气囊88连通，充气筒81内部压缩空气进入气囊88中；辊轮84与密封箱1壁接触，当第二重门由开启位置向关闭位置移动时，辊轮84因与密封箱1之间的摩擦力开始转动，通过带动活塞杆83(和辊轮均加工有齿轮并啮合，或通过摩擦力)带动活塞82移动对充气筒81内的空气进行压缩，当到达第二重门和第一重门关闭位置时，单向气阀85的柱形开关86进入凹槽12，单向气阀85打开，充气筒81内的压缩空气进入气囊88，对第一重门提供机械压力；当第二重门由关闭位置向开启位置移动时，活塞82被辊轮84带动反向移动，将气囊88中的空气抽离，解除对第一重门的压力。

在一些实施例中，第一重门的外侧壁和第二重门的内侧壁之间还可以设置密封圈22或胶垫，以使得第一重门嵌套安装在第二重门中，这样，第一重门就跟随第二重门运动，不再独立设置驱动装置。第二重门的驱动装置，可以有多种方式，如以导轨向密封箱门上方滑动打开，或在托板5上设置水平导轨，第二重门沿水平导轨水平移动打开或关闭密封箱门。

当采用上下垂直滑动的方案时，所述导轨为两条，对称安装于密封箱门两侧的侧壁上，导轨的上端安装有横梁，横梁上装设有驱动装置，包括电机、减速箱，还有与减速箱传动连接的丝杆，所述丝杆竖直设置，所述第二重门上部设有与丝杆匹配的螺母，丝杆的转动，带动螺母及第二重门上下运动。

当采用左右水平滑动的方案时，所述导轨为两条，平行安装于托板5上，导轨的一端安装有横梁，横梁上装设有驱动装置，包括电机、减速箱，还有与减速箱传动连接的丝杆，所述丝杆竖直设置，所述第二重门上部设有与丝杆匹配的螺母，丝杆的转动，带动螺母及第二重门水平运动。

本实用新型还提供一种密封箱，包括密封箱箱体，和设置于密封箱门处的如上述任意一项所述的密封箱门组件。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型通过双重门结构，并利用第二重门和第二重门之间的气压对第一重门进行施压，确保密封箱操作空间中的纯净度，有效隔断由于缝隙或是细微扩散存在而可能出现的外部物质泄漏侵入，气体纯度得到有效控制。当p2为负压时，第二重门的密封效果也得到加强。

2、在进一步的优化方案中，本实用新型通过设置第一重门和第二重门之间的密封空间，构建泄漏缓冲空间，且检测该空间内的气压及物质成分，进一步确保泄漏得到及时的控制。

3、第二重门还可以用以作为屏蔽x射线、阿尔法、伽马射线、贝塔射线、中子等高能射线或其他核辐射的屏障，根据实际需要可以采用铅、不锈钢、铸铁、含硼聚乙烯等材料制备，其材质和厚度可以根据实际情况选择。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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