CN114102672A - 气体置换装置及其置换方法和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及手套箱技术领域，公开了一种气体置换装置及其置换方法和控制方法，其中气体置换装置包括相互连通的第一腔室和第二腔室；风道***，其包括设置于第一腔室的内壁上的进风模块和出风模块，进风模块和出风模块相对设置，进风模块和出风模块之间形成有用于气体置换的风道；门锁模块，其包括内门和外门，第二腔室通过内门连通第一腔室，第一腔室通过外门连通壳体的外部；控制模块，其包括用于控制风道***的气体置换程序、用于控制门锁模块的门锁程序以及用于处理信息的信息处理程序；使风道***的启停和内外门的开闭实现自动化，无需人手操作，提高了第一腔室内的置换效率，也保证了第二腔室内的气体环境。

Description

气体置换装置及其置换方法和控制方法

技术领域

本发明涉及手套箱技术领域，特别是涉及一种气体置换装置及其置换方法和控制方法。

背景技术

手套箱中的气体置换装置是一种在向操作装置传入物品或由操作装置传出物品时的过渡装置，为避免物品传递过程中外界环境破坏操作空间环境，一般需要具有气体置换功能的气体置换装置以及良好的密封环境，以达到净化传递空间的目的。目前，气体置换装置的进气口和排气口一般直接设置于壳体上，且进气口和排气口采用人工调控，难以实时调控和开闭气体置换装置，使气体置换时的置换效率和第一腔室的开闭效率较低，也容易影响操作空间的气体环境。

发明内容

本发明的目的是：提供一种气体置换装置及其置换方法和控制方法，使风道***的启停和内外门的开闭实现自动化，无需人手操作，提高了第一腔室内的置换效率，也保证了第二腔室内的气体环境。

为了实现上述目的，本发明提供了一种气体置换装置，包括：

相互连通的第一腔室和第二腔室；

风道***，其包括设置于所述第一腔室的内壁上的进风模块和出风模块，所述进风模块和所述出风模块相对设置，所述进风模块和所述出风模块之间形成有用于气体置换的风道；

门锁模块，其包括内门和外门，所述第二腔室通过所述内门连通所述第一腔室，所述第一腔室通过所述外门连通壳体的外部；

控制模块，其包括用于控制所述风道***的气体置换程序、用于控制所述门锁模块的门锁程序以及用于处理信息的信息处理程序。

本发明实施例一种气体置换装置与现有技术相比，其有益效果在于：气体置换装置包括相互连通的第一腔室和第二腔室，第一腔室用于物品的置换，第二腔室用于物品的操作，第一腔室中具有相对设置的进风模块和出风模块，使第一腔室中形成用于气体置换的风道；控制模块对风道***和门锁模块进行控制，使风道***的启停和内外门的开闭实现自动化，无需人手操作，提高了第一腔室内的置换效率，也保证了第二腔室内的气体环境。

本发明实施例的气体置换装置，所述进风模块和所述出风模块相对的一侧端面上分别设置有进风口和出风口，所述进风模块包括进风壳体，所述进风壳体的内部形成有进风风道，所述进风风道的一端连通所述进风口，另一端连通所述壳体的外部；所述出风模块包括出风壳体，所述出风壳体的内部形成有出风风道，所述出风风道的一端连通所述出风口，另一端连通所述壳体的外部。

本发明实施例的气体置换装置，所述进风壳体和所述出风壳体相对的端面分别为进风端面和出风端面，所述进风端面上均匀地分布有多个所述进风口，所述出风端面上分布有多个所述出风口，所述进风口和所述出风口的位置对应。

本发明实施例的气体置换装置，所述进风口和所述出风口的位置对应且数量相等。

本发明实施例的气体置换装置，所述出风端面上均匀的分布有多个所述出风口。

本发明实施例的气体置换装置，所述进风壳体和所述出风壳体覆盖其所固定的一侧端面的全部面积。

本发明实施例的气体置换装置，所述进风模块连通设置于所述第一腔室外部的进气模块，所述出风模块连通设置于所述第一腔室外部的排气模块。

本发明实施例的气体置换装置，所述进气模块和所述排气模块在所述第一腔室的外部通过循环风道连接，所述循环风道内还设置有风机和过滤装置。

本发明实施例的气体置换装置，所述进风端面覆盖有均流件。

本发明实施例的气体置换装置，所述出风端面也覆盖有所述均流件。

本发明实施例的气体置换装置，所述内门和所述外门位于所述第一腔室的侧壁上且分别位于所述风道的两侧，所述内门上设置有内门门锁和内门位置传感器，所述外门上设置有外门门锁和外门位置传感器，所述第一腔室中还设置有置换传感器，所述置换传感器、所述内门门锁、所述外门门锁、所述内门位置传感器和所述外门位置传感器均电连接于控制模块。

本发明实施例的气体置换装置，所述气体置换程序根据第二腔室的气体浓度自动调整所述气体置换程序中的控制参数，使所述第一腔室和所述第二腔室的气体浓度相近或相同，减少打开所述内门对所述第二腔室的气体浓度的影响。

本发明实施例的气体置换装置，所述控制参数包括气体种类、气体浓度值、所述风道***的通气时间、通气频率和通气速率等。

本发明实施例的气体置换装置，所述气体置换程序结合所述第二腔室内的气体浓度和所述第一腔室的体积和通气速率，通过控制所述风道***的通气时间，以改变所述第一腔室内的气体环境。

本发明实施例的气体置换装置，所述置换传感器包括气体浓度探测器，所述气体置换程序通过对比所述第二腔室内的气体浓度和所述第一腔室内的气体浓度，通过控制所述风道***的通气时间和通气频率，以改变所述第一腔室内的气体环境。

本发明实施例的气体置换装置，所述门锁程序通过所述内门位置传感器、所述外门位置传感器和所述置换传感器的信息来控制所述外门门锁和所述内门门锁，允许或禁止所述内门和所述外门的开启，避免操作者误开门。

本发明实施例的气体置换装置，所述信息处理程序可以接收并处理所述内门位置传感器、所述外门位置传感器和所述置换传感器的信息，并根据所述信息控制所述气体置换程序和所述门锁程序。

本发明还提供了一种置换方法，采用了上述实施例所述的气体置换装置，所述方法包括：

将待置换的物品置入所述第一腔室；

控制模块开启所述进风模块，外部气体进入所述进风模块并通过所述进风口，形成第一进风；

所述第一进风通过所述进风模块上的所述均流件，形成均匀进风；

所述均匀进风在所述第一腔室中与所述物品进行接触，形成出风；

所述出风通过所述出风口进入所述出风模块，并通过所述出风模块排出所述壳体。

本发明实施例一种置换方法与现有技术相比，其有益效果在于：相对的进风端面和出风端面之间的多个进气口和排气口进行进气和排气，再通过均流件进行风道的整合，既减少了气流死角的产生，也保证了进风端面和出风端面之间的风道中的气体流速相对均匀，保证了第一腔室中气体置换的效果。

本发明实施例的置换方法，所述均匀进风在所述第一腔室中与所述物品进行接触后，形成第二出风，所述第二出风经过所述出风模块上的所述均流件形成均匀出风，所述均匀出风通过所述出风口进入所述出风模块，并通过所述出风模块排出所述壳体。

本发明还提供了一种控制方法，采用上述实施例所述的气体置换装置，所述方法包括：

所述内门位置感应器、所述外门位置感应器和所述置换传感器分别获取所述内门、所述外门以及所述第一腔室的状态，并反馈到所述控制模块；

所述控制模块根据所述内门和所述外门的状态，判断所述风道***能否进入工作状态；

所述控制模块根据所述内门，判断所述外门能否进入打开状态；

所述控制模块根据外门和所述第一腔室的状态，判断所述内门能否进入打开状态。

本发明实施例一种控制方法与现有技术相比，其有益效果在于：通过外门位置感应器、内门位置感应器和置换传感器，确定外门、内门和第一腔室的状态，确保在打开外门时，内门紧闭、置换反应停止；打开内门时，外门关闭、置换反应完成；开始置换反应时，内门和外门关闭；将气体置换装置的内门门锁、外门门锁以及置换状态结合到气体置换流程内，既可以避免内门和外门同时开启使外界环境与内门另一侧的第二腔室相通导致第二腔室的空间环境受到破坏，又可以避免气体置换未完成而直接开启门导致第一腔室和第二腔室的环境受到破坏。

本发明实施例的控制方法，所述控制模块根据所述内门和所述第一腔室的状态，判断所述外门能否进入打开状态。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明一种实施例的气体置换装置的结构示意图；

图2是本发明一种实施例的气体置换装置中进风模块的结构示意图；

图3是本发明另一种实施例的气体置换装置的结构示意图；

图4是本发明又一种实施例的具有循环风道的气体置换装置的结构示意图；

图5是本发明又一种实施例的的气体置换装置的结构示意图。

图中，1、壳体；11、内门；12、外门；2、第一腔室；3、进风模块；31、进风口；32、进风壳体；33、进风端面；34、均流件；4、出风模块；5、第二腔室；6、进气模块；7、排气模块；8、循环风道；9风机；10；过滤装置。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明优选实施例的一种气体置换装置，其用于手套箱，具体用于在手套箱操作前对待操作的物品所处的空间进行气体置换，使其与手套箱的操作空间内的气体浓度相同或相近。

如图1所示，具体地，气体置换装置包括壳体1，其内部形成有用于气体置换的第一腔室2，第一腔室2作为气体置换的空间，待置换的物品会送入第一腔室2进行气体置换；第一腔室2中设置有风道***，风道***包括进风模块3和出风模块4，进风模块3和出风模块4设置于壳体1内壁上并与壳体1的外部连通，进风模块3用于将外部输入的气体送入第一腔室2中进行气体置换，出风模块4用于将第一腔室2内的气体排出第一腔室2。

如图1所示，进风模块3和出风模块4相对设置；可以理解的是，进风模块3和出风模块4可位于壳体1内壁相对的端面上，也可以位于相对的夹角处；进风模块3和出风模块4相对的一侧端面上分别设置有进风口31和出风口，进风模块3和出风模块4之间在置换时气体流动形成有风道。具体地，相对设置的进风模块3和出风模块4，进风模块3的进风面和出风模块4的出风面均为整面，出风口和进风口31也位于进风模块3和出风模块4相对的一侧端面上，使第一腔室2中形成用于气体置换的风道；使进风模块3和出风模块4的相对设置使二者在第一腔室2中最大化对立排布，使第一腔室2中形成直吹风道，减少气流死角的产生，保证气体置换的效果。

气体置换装置还包括控制模块，进风模块3和出风模块4均电连接于所述控制模块，控制模块用于根据手套箱的操作空间内的气体环境，控制进风模块3和出风模块4，使第一腔室2中的气体环境接近第一腔室2内的气体环境，降低了置换时间，提高了置换效率；而且在物品的置换过程中控制模块也可根据第一腔室2和操作空间中的气体环境调整进风模块3和出风模块4的工作模式，减少第一腔室2和操作空间连通时对操作空间内气体环境的影响。

如图2所示，在本发明的一些实施例中，进风模块3包括进风壳体32，进风壳体32的材料可以是金属或者塑料；进风壳体32的内部形成有进风风道，进风风道的一端连通进风口31，另一端连通壳体1的外部，以使壳体1外部汇入的气体通过进风风道到达进风口31，再由进风口31送入第一腔室2进行气体置换；出风模块4包括出风壳体，出风壳体与进风壳体结构基本一致，出风壳体的材料可以是金属或者塑料；出风壳体的内部形成有出风风道，出风风道的一端连通出风口，另一端连通壳体1的外部，在第一腔室2中置换过后的气体经出风口进入出风风道，再由出风风道送至壳体1外部。进风壳体32和出风壳体的设置，将进出第一腔室2的气体约束于风道中，使进入进风口31和出风口的气流稳定，有利于第一腔室2中置换过程的平稳进行。

如图1所示，在本发明的一些实施例中，进风壳体32和出风壳体相对的端面为用于进风的进风端面33和用于出风的出风端面，进风端面33上均匀地分布有多个进风口31，进风风道中的气流通过多个出风口到达第一腔室2中，均匀设置的进风口31使进入第一腔室2的气流流速分布均匀。出风端面上分布有多个出风口，第一腔室2中置换完成的气体通过多个出风口进入出风壳体中，通过设置的出风口使第一腔室2的气体排出。

在本发明的一些实施例中，进风口31和出风口的位置对应，对应的进风口31和出风口在水平和竖直方向上相对应，使进风口31进入第一腔室2的气流在到达出风口时可顺利排出，保证了壳体1中风道的流速的均匀稳定。

在本发明的一些实施例中，进风口31和出风口的位置对应，对应的进风口31和出风口在水平和竖直方向上相对应且数量相等，使进风口31进入第一腔室2的气流在到达出风口时可顺利排出，保证了壳体1中风道的流速的均匀稳定。

在本发明的一些实施例中，出风端面上均匀的分布有多个出风口，进风口31和出风口的位置对应，对应的进风口31和出风口在水平和竖直方向上相对应且数量相等，使进风口31进入第一腔室2的气流在到达出风口时可顺利排出，均匀设置的出风口使排出第一腔室2的气体流速分布均匀。可以理解的是，多个进风口31和出风口在进风端面33和出风端面上位置对应且数量相等，位置对应且数量相等且分布均匀的进风口31和出风口可进一步保证壳体1中风道的流速的均匀稳定。进风口31和出风口可呈条状分布或环状分布，在此不做具体限定，以达到令风道流速稳定均匀即可。

如图5所示，进风壳体32和出风壳体覆盖其所固定的一侧端面的全部面积，进风壳体32和出风壳体的上下和左右两端均抵接于其固定的端面相邻的端面上，使进风壳体32和出风壳体与其所固定于的一侧端面面积相等，达到这一侧端面的最大出风面积，有利于减少气体置换的时间，提高气体置换的效率。

如图3所示，第一腔室2可设置为排气式净化型，进风模块3连通第一腔室2外部的进气模块6，出风模块4连通第一腔室2外部的排气模块7，进气模块6控制外部洁净气体通过进风模块3进入第一腔室2，与第一腔室2内的气体混合进入出风模块4，再通过排气模块7排出第一腔室。

如图4所示，第一腔室2还可设置循环过滤净化型，进气模块6和排气模块7通过循环风道8连通，循环风道8内设置有风机9和过滤装置10，通过循环过滤方式净化气体。

如图2所示，在本发明的一些实施例中，进风端面33和出风端面的外侧均覆盖有均流件34，设置均流件34可使进入第一腔室2和离开第一腔室2的气体通过均流件34进行整合，使通过均流件34的气体的流速更为均匀稳定，保证了第一腔室2中的置换效果。具体地，均流件34包括均流膜。

如图1所示，在本发明的一些实施例中，第一腔室2的一侧还设置有第二腔室5，第二腔室5作为操作空间，在第一腔室2中置换完成的物品送入第二腔室5中进行下一步操作，第二腔室5设置于第一腔室2的一侧并连通第一腔室2，便于直接将物品由置换完成的第一腔室2送入第二腔室5中；置换完成的第一腔室2的气体条件与第二腔室5的气体条件相近或相同，可直接连通进行物品的转移。

如图1所示，在本发明的一些实施例中，还包括门锁模块，其包括内门11和外门12，内门11用于将第一腔室2中的物品直接送入操作空间中，第二腔室5通过内门11连通第一腔室2；外门12用于将外部的物体送入第一腔室2中，壳体1通过外门12连通壳体1的外部；内门11和外门12位于壳体1的侧壁上且分别位于风道的两侧，当操作人员或***反馈内门关闭时，物品由风道一侧的外门12送入风道中进行置换，置换完成后由风道另一侧的内门11送入第二腔室5进行操作，这一设置充分利用了壳体1的侧壁的空间，有利于降低装置的体积。

内门11上设置有内门门锁和内门位置传感器，内门位置传感器用于探测内门11的开合状态，内门门锁用于锁定内门11；外门12上设置有外门门锁和外门位置传感器，外门位置传感器用于探测外门12的开合状态，外门门锁用于锁定外门12；第一腔室2中还设置有置换传感器，用于探测第一腔室2内的置换反应是否在进行；置换传感器、内门门锁、外门门锁、内门位置传感器和外门位置传感器均电连接于控制模块。工作过程中，通过外门位置感应器、内门位置感应器和置换传感器，确定外门12、内门11和第一腔室2的状态，以确保在打开外门12时，内门11紧闭、置换反应停止；确保打开内门11时，外门12关闭、置换反应完成；确保开始置换反应时，内门11和外门12关闭；将气体置换装置的内门门锁、外门门锁以及置换状态结合到气体置换流程内，既可以避免内门11和外门12同时开启使外界环境与内门11另一侧的第二腔室5相通导致第二腔室5的空间环境受到破坏，又可以避免气体置换未完成而直接开启门导致第一腔室2和第二腔室5的环境受到破坏。

在本发明的一些实施例中，控制模块还包括用于控制风道***的气体置换程序、用于控制门锁模块的门锁程序以及用于处理信息的信息处理程序，控制模块通过信息处理程序对风道***和门锁模块进行控制，使风道***的启停和内外门的开闭实现自动化，无需人手操作，提高了第一腔室2内的置换效率，也保证了第二腔室5内的气体环境。

在本发明的一些实施例中，气体置换程序根据第二腔室5的气体浓度自动调整气体置换程序中的控制参数，使第一腔室2和第二腔室5的气体浓度相近或相同，减少打开内门11对第二腔室5的气体浓度的影响。气体置换程序在工作时一般分两步，第一步进行第一腔室2的净化，第二步对第一腔室2进行气体浓度控制。具体地，控制参数包括气体种类、气体浓度值、风道***的通气时间、通气频率和通气速率等。

进一步的，第一腔室2中的置换传感器包括气体浓度探测器时，对于有气体浓度探测器的置换装置，通过目标值控制的方式控制第一腔室2内的气体浓度，使其与第二腔室5内的气体浓度基本一致。

第一腔室中的置换传感器不包括气体浓度探测器时，控制模块结合第一腔室2的体积和进气流量，通过控制增益气体的通入时间和减益气体的通入时间，改变第一腔室2内的气体浓度，使其接近第二腔室5内的气体浓度。

在本发明的一些实施例中，门锁程序通过内门位置传感器、外门位置传感器和置换传感器的信息来控制外门门锁和内门门锁，允许或禁止内门11和外门12的开启，避免操作者误开门。

在本发明的一些实施例中，信息处理程序结合了气体置换程序和门锁程序，规范了物品传递操作。信息处理程序可以接收并处理内门位置传感器、外门位置传感器和置换传感器的信息，并根据信息控制气体置换程序和门锁程序。既可以避免内门11和外门12同时开启使外界环境与第二腔室5相通导致第二腔室5环境受到破坏，又可以避免气体置换未完成而直接开启内门11导致第二腔室5的气体环境受到破坏。

所述置换传感器与内门位置传感器、外门位置传感器还可进行替换或直接用于进行温度和湿度监测，所述置换传感器通过法兰安装在所述第一腔室内，用于监测温度。随着温度升高，腔体内湿度降低，不仅可以控制气体输入或输出的量值，还能够为腔体乃至整个工作站提供温度和湿度监测反馈。

本发明优选实施例还包括了一种气体置换方法，其采用了上述实施例的气体置换装置，气体置换方法步骤包括：

S1：将待置换的物品置入第一腔室2；

S2：控制模块开启进风模块3，外部气体进入进风模块3并通过进风口31，形成第一进风；

S3：第一进风通过进风模块3上的均流件34，形成均匀进风；

S4：均匀进风在第一腔室2中与物品进行接触，形成出风；

S5：出风通过出风口进入出风模块4，并通过出风模块4排出壳体1。

上述气体置换方法，通过相对的进风端面33和出风端面之间的多个进气口和排气口进行进气和排气，再通过均流件34进行风道的整合，既减少了气流死角的产生，也保证了进风端面33和出风端面之间的风道中的气体流速相对均匀，保证了第一腔室2中气体置换的效果。

在本发明的一些实施例中，在S4中，出风包括第二出风。均匀进风在第一腔室2中与物品进行接触后，形成第二出风，第二出风经过出风模块4上的均流件34形成均匀出风，均匀出风通过均流件34和出风模块4之间的空间，并由出风模块4上的出风口进入出风模块4，并通过出风模块4排出壳体，使流出第一腔室2的气流也形成均匀出风，保证了第一腔室2内的气流的均匀稳定。

在本发明的一些实施例中，在S1之前，还具有步骤S0：控制模块中的气体置换程序根据第二腔室5的状态，使第一腔室2的状态接近第二腔室5的状态，控制模块在物品放入第一腔室2之前对第一腔室2中的气体环境进行调控，使物品在第一腔室2中的气体置换过程时间更短，效率更高。

在本发明的一些实施例中，在S2中，外部气体在均流件34和进风口31之间流速减缓，并进行混匀，形成均匀气流并流向均流件34。

在本发明的一些实施例中，在S4中，均匀气体进入第一腔室2后，除了在物体附近进行气体置换，还会扩散运动至第一腔室2的整个空间中，使整个第一腔室2中的空气浓度与第二腔室5中相近或相同。

本发明优选实施例还包括了一种气体置换装置的控制方法，采用上述实施例的气体置换装置，其步骤包括：

S01：内门位置感应器、外门位置感应器和置换传感器分别获取内门、外门以及第一腔室的状态，并反馈到控制模块；

S02：控制模块根据内门和外门的状态，判断风道***能否进入工作状态；

S03：控制模块根据内门，判断外门能否进入打开状态；

S03：控制模块根据外门和第一腔室的状态，判断内门能否进入打开状态。

上述气体置换装置的门锁和置换控制方法，通过外门12位置感应器、内门11位置感应器和置换传感器，确定外门12、内门11和第一腔室2的状态，确保在打开外门12时，内门11紧闭、置换反应停止；打开内门11时，外门12关闭、置换反应完成；开始置换反应时，内门11和外门12关闭；将气体置换装置的内门门锁、外门门锁以及置换状态结合到气体置换流程内，既可以避免内门11和外门12同时开启使外界环境与内门11另一侧的第二腔室5相通导致第二腔室5的空间环境受到破坏，又可以避免气体置换未完成而直接开启门导致第一腔室2和第二腔室5的环境受到破坏。

在本发明的一些实施例中，控制模块根据第一腔室的状态，判断外门能否进入打开状态，防止置换未完成时外门打开，影响置换进度。

具体地，第一腔室2的置换控制方法根据第二腔室5的空间环境状态自动调整，第二腔室5的空间环境状态包括但不限定气体浓度和温湿度。第一腔室2的置换控制方法的调整内容包括但不限定气体种类、气体置换持续时间、气体浓度目标值控制、温湿度目标值控制。

在本发明的一些实施例中，置换传感器为气体浓度探测器，置换传感器通过探测第一腔室2内的气体浓度，并将此信息传输至控制模块中的信息处理程序，信息处理程序比对第一腔室2的气体浓度和第二腔室5的气体浓度判断置换反应是否需要结束，若气体浓度相近或相等，则判断置换反应完成。进一步的，控制模块中的气体置换程序还可控制风道***的开闭，当第一腔室2中的气体浓度未与第二腔室5中的气体浓度相近或相同时，气体置换程序维持风道***的运作；若当第一腔室2中的气体浓度与第二腔室5中的气体浓度相近或相同时，气体置换程序停止风道***的运作。根据第二腔室5的气体浓度，自动调整气体置换持续时间，或自动控制第一腔室2的气体浓度，使第一腔室2的气体浓度接近第二腔室5的气体浓度，减少第一腔室2和第二腔室5连通时对第二腔室空间气体浓度的影响。

在本发明的一些实施例中，置换传感器为温湿度探测器，置换传感器通过探测第一腔室2内的温湿度，并将此信息传输至信息处理程序，在信息处理程序中比对第一腔室2的温湿度和第二腔室5的温湿度判断置换反应是否需要结束，若温湿度相近或相等，则判断置换反应完成。进一步的，气体置换程序还可控制风道***的开闭，当第一腔室2中的温湿度未与第二腔室5中的温湿度相近或相同时，气体置换程序维持风道***的运作；若当第一腔室2中的气体浓度与第二腔室5中的温湿度相近或相同时，气体置换程序停止风道***的运作；还可以根据第二腔室5的温湿度，自动控制第一腔室2的温湿度，使第一腔室2的温湿度接近第二腔室5的温湿度，减少第一腔室2和第二腔室5连通时对第二腔室空间温湿度的影响。

在本发明的一些实施例中，当进风模块3和出风模块4的气流速度恒定时，信息处理程序通过置换传感器传输的气体浓度信息判断置换反应的完成进度，并以此调节风道***的工作时间。

在本发明的一些实施例中，在S03中，外门12打开前，内门11位置感应器探测内门11的状态，置换传感器探测第一腔室2的内部状态，并将信息传输至信息处理程序；信息处理程序根据内门11位置感应器和置换传感器的信息判断外门12是否可以打开，若内门11关闭且第一腔室2内并未进行置换反应，信息处理程序发送信号至门锁程序，门锁程序发送信号外门门锁处并打开外门门锁；若内门11未关闭或第一腔室2内并置换反应进行中，信息处理程序发送信号至门锁程序，门锁程序发送信号外门门锁处使外门门锁保持锁定状态，防止置换反应进行时外门12打开，造成置换过程中气体泄漏，影响了第一腔室2内的空间环境且延长了置换反应所需的时间。

在本发明的一些实施例中，在S02中，置换反应开始前，内门11位置感应器探测内门11的状态，外门12位置感应器探测外门12的状态，并将信息传输至信息处理程序；信息处理程序根据内门11位置感应器和外门12位置感应器的信息，判断是否在第一腔室2内进行置换，若内门11和外门12处于关闭状态，信息处理程序发送信息至气体置换程序，气体置换程序发送信号至风道***开始进行置换；若外门12或内门11未处于关闭状态，信息处理程序将不会发送信息至风道***，防止其在内门11或外门12未关闭的状况下进行置换，造成气体泄漏。

在本发明的一些实施例中，在S04中，内门11打开前，外门12位置感应器探测外门12的状态，置换传感器探测第一腔室2的内部状态，并将信息传输至信息处理程序；信息处理程序根据外门12位置感应器和置换传感器的信息判断内门11是否可以打开，若外门12关闭且第一腔室2内置换反应完成，信息处理程序发送信号至门锁程序，门锁程序发送信号内门门锁处并打开内门门锁；若外门12未关闭或第一腔室2内正在进行置换反应，信息处理程序发送信号至门锁程序，门锁程序发送信号内门门锁处使外门门锁保持锁定状态，防止置换反应进行时内门11打开，影响第二腔室5内的空间环境。

本发明的工作过程为：通过相对的进风端面33和出风端面之间的多个进气口和排气口进行进气和排气，再通过均流件34进行风道的整合，既减少了气流死角的产生，也保证了进风端面33和出风端面之间的风道中的气体流速相对均匀，保证了第一腔室2中气体置换的效果。通过外门12位置感应器、内门11位置感应器和置换传感器，确定外门12、内门11和第一腔室2的状态，确保在打开外门12时，内门11紧闭、置换反应停止；打开内门11时，外门12关闭、置换反应完成；开始置换反应时，内门11和外门12关闭；将气体置换装置的内门门锁、外门门锁以及置换状态结合到气体置换流程内，既可以避免内门11和外门12同时开启使外界环境与内门11另一侧的第二腔室5相通导致第二腔室5的空间环境受到破坏，又可以避免气体置换未完成而直接开启门导致第一腔室2和第二腔室5的环境受到破坏。

综上，本发明实施例提供一种气体置换装置及其置换方法和控制方法，其使风道***的启停和内外门的开闭实现自动化，无需人手操作，提高了第一腔室内的置换效率，也保证了第二腔室内的气体环境。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种气体置换装置，其特征在于，包括：

相互连通的第一腔室和第二腔室；

风道***，其包括设置于所述第一腔室的内壁上的进风模块和出风模块，所述进风模块和所述出风模块相对设置，所述进风模块和所述出风模块之间形成有用于气体置换的风道；

门锁模块，其包括内门和外门，所述第二腔室通过所述内门连通所述第一腔室，所述第一腔室通过所述外门连通壳体的外部；

控制模块，其包括用于控制所述风道***的气体置换程序、用于控制所述门锁模块的门锁程序以及用于处理信息的信息处理程序。

2.根据权利要求1所述的气体置换装置，其特征在于：所述进风模块和所述出风模块相对的一侧端面上分别设置有进风口和出风口，所述进风模块包括进风壳体，所述进风壳体的内部形成有进风风道，所述进风风道的一端连通所述进风口，另一端连通所述壳体的外部；所述出风模块包括出风壳体，所述出风壳体的内部形成有出风风道，所述出风风道的一端连通所述出风口，另一端连通所述壳体的外部。

3.根据权利要求2所述的气体置换装置，其特征在于：所述进风壳体和所述出风壳体相对的端面分别为进风端面和出风端面，所述进风端面上均匀地分布有多个所述进风口，所述出风端面上分布有多个所述出风口，所述进风口和所述出风口的位置对应。

4.根据权利要求2所述的气体置换装置，其特征在于：所述进风壳体和所述出风壳体覆盖其所固定的一侧端面的全部面积。

5.根据权利要求2或3所述的气体置换装置，其特征在于：所述进风模块连通设置于所述第一腔室外部的进气模块，所述出风模块连通设置于所述第一腔室外部的排气模块。

6.根据权利要求5所述的气体置换装置，其特征在于：所述进气模块和所述排气模块在所述第一腔室的外部通过循环风道连接，所述循环风道内还设置有风机和过滤装置。

7.根据权利要求3所述的气体置换装置，其特征在于：所述进风端面覆盖有均流件。

8.根据权利要求7所述的气体置换装置，其特征在于：所述出风端面也覆盖有所述均流件。

9.根据权利要求1所述的气体置换装置，其特征在于：所述内门和所述外门位于所述第一腔室的侧壁上且分别位于所述风道的两侧，所述内门上设置有内门门锁和内门位置传感器，所述外门上设置有外门门锁和外门位置传感器，所述第一腔室中还设置有置换传感器，所述置换传感器、所述内门门锁、所述外门门锁、所述内门位置传感器和所述外门位置传感器均电连接于所述控制模块。

10.根据权利要求9所述的气体置换装置，其特征在于：所述气体置换程序根据第二腔室的气体浓度自动调整所述气体置换程序中的控制参数，使所述第一腔室和所述第二腔室的气体浓度相同。

11.根据权利要求10所述的气体置换装置，其特征在于：所述控制参数包括气体种类、气体浓度值、所述风道***的通气时间、通气频率和通气速率。

12.根据权利要求11所述的气体置换装置，其特征在于：所述气体置换程序结合所述第二腔室内的气体浓度和所述第一腔室的体积和通气速率，通过控制所述风道***的通气时间，以改变所述第一腔室内的气体环境。

13.根据权利要求10或11所述的气体置换装置，其特征在于：所述置换传感器包括气体浓度探测器，所述气体置换程序通过对比所述第二腔室内的气体浓度和所述第一腔室内的气体浓度，通过控制所述风道***的通气时间和通气频率，以改变所述第一腔室内的气体环境。

14.根据权利要求9所述的气体置换装置，其特征在于：所述门锁程序通过所述内门位置传感器、所述外门位置传感器和所述置换传感器的信息来控制所述外门门锁和所述内门门锁，允许或禁止所述内门和所述外门的开启。

15.根据权利要求9所述的气体置换装置，其特征在于：所述信息处理程序可以接收并处理所述内门位置传感器、所述外门位置传感器和所述置换传感器的信息，并根据所述信息控制所述气体置换程序和所述门锁程序。

16.一种置换方法，其特征在于，采用权利要求8所述的气体置换装置，所述方法包括：

将待置换的物品置入所述第一腔室；

控制模块开启所述进风模块，外部气体进入所述进风模块并通过所述进风口，形成第一进风;

所述第一进风通过所述进风模块上的所述均流件，形成均匀进风;

所述均匀进风在所述第一腔室中与所述物品进行接触，形成出风；所述出风通过所述出风口进入所述出风模块，并通过所述出风模块排出所述壳体。

17.根据权利要求16所述的置换方法，其特征在于：所述均匀进风在所述第一腔室中与所述物品进行接触后，形成第二出风，所述第二出风经过所述出风模块上的所述均流件形成均匀出风，所述均匀出风通过所述出风口进入所述出风模块，并通过所述出风模块排出所述壳体。

18.一种控制方法，其特征在于，采用权利要求9所述的气体置换装置，所述方法包括：

所述内门位置感应器、所述外门位置感应器和所述置换传感器分别获取所述内门、所述外门以及所述第一腔室的状态，并反馈到所述控制模块；

所述控制模块根据所述内门和所述外门的状态，判断所述风道***能否进入工作状态；

所述控制模块根据所述内门，判断所述外门能否进入打开状态；

所述控制模块根据外门和所述第一腔室的状态，判断所述内门能否进入打开状态。

19.根据权利要求18所述的控制方法，其特征在于：所述控制模块根据所述内门和所述第一腔室的状态，判断所述外门能否进入打开状态。

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