手套箱及其使用方法与流程

1.本发明涉及生物医药产业，尤其涉及一种手套箱及其使用方法，可用于生物制品厂的生产装置。同时，本发明还可以用于其他产业、行业中需要特定纯净环境进行生产、实验的场景。


背景技术：

2.手套箱是一种常用的实验设备，广泛应用于无水、无氧、无尘的超纯环境，以避免操作者本人、实验室环境、实验材料或者实验过程暴露于日常环境当中，同时也能够有效避免实验过程中的有毒、有害物质扩散到外界环境中，对操作人员或环境造成损害。
3.在实现本发明的过程中，申请人发现传统手套箱造价较高、体积较大且移动不便。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.本发明以期至少部分地解决以上技术问题中的之一。
6.(二)技术方案
7.为了实现如上目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种手套箱，包括：柔性箱体本体，其内侧围成操作空间；操作手套或手套接口，设置于柔性箱体本体的表面；气体骨架，与柔性箱体本体相连；其中，柔性箱体本体与气体骨架由柔性材料所形成，在未充气状态，柔性材料为可折叠或可压缩的形态；气体骨架在充气状态下将柔性箱体本体撑开；其中，气体骨架朝向外界环境设置第一气阀，气体骨架与操作空间直接或间接连通；在气体骨架充气后，其内部气体直接或间接流入操作空间。
8.在本发明的一些实施例中，气体骨架设置于柔性箱体本体内侧。
9.在本发明的一些实施例中，第一气阀为可选择性实现充气或放气功能的二合一气阀。
10.在本发明的一些实施例中，柔性箱体本体呈长方体形状；气体骨架为气柱骨架，气体骨架沿长方体形状的边设置。
11.在本发明的一些实施例中，气柱骨架内部和/或气柱骨架与柔性箱体本体之间的部位设置有加强筋结构。
12.在本发明的一些实施例中，气体骨架与操作空间经由空气过滤器连通；柔性箱体本体的预设位置开设有空气流通口；在空气流通口上设置有第二空气过滤器。
13.在本发明的一些实施例中，气体骨架与操作空间经由连通组件间接连通；流通组件包括：第三单向气阀，连接于气体骨架与操作空间之间；手套箱还包括：抽气单向阀，设置于柔性箱体本体的表面。
14.在本发明的一些实施例中，第三单向气阀为弹簧单向阀或者可控电子阀。
15.在本发明的一些实施例中，第三单向气阀在气压小于p
th
时关闭，在气压大于等于p
th
时打开，其中，p
th
为气阀导通阈值。
16.在本发明的一些实施例中，连通组件还包括：过滤盒和软管；其中，第三单向气阀的第一端连接至气体骨架；第二端连接软管的第一端；过滤盒的第一端连接至软管的第二端，第二端连接至操作空间。
17.在本发明的一些实施例中，还包括：过渡舱，由柔性材料所围成，其外侧开口，其内侧连接于柔性箱体本体的侧面；过渡舱包括：外道密封件和内道密封件，两者沿过渡舱延伸方向由外向内依次设置，在两道密封件之间形成物料传送过渡区域；第二气阀，设置于物料传送过渡区域对应的柔性材料表面。
18.在本发明的一些实施例中，手套箱包括：两个过渡舱，分别连接于柔性箱体本体的左右两侧。
19.在本发明的一些实施例中，过渡舱还包括：第一空气过滤器，设置于第二气阀与物料传送过渡区域的连通位置。
20.在本发明的一些实施例中，外道密封件和内道密封件为密封磁条组，密封磁条组包括：分别设置于压扁状态过渡舱相对内侧两表面的，对齐吸附的上磁条和下磁条；上磁条和下磁条为柔性橡胶磁条，柔性橡胶磁条的非吸附面粘贴固定于过渡舱内侧表面，宽度大于1cm。
21.在本发明的一些实施例中，柔性材料为pvc薄膜、tpu薄膜、塑料或不透气帆布。
22.在本发明的一些实施例中，柔性箱体本体和气体骨架一体成型。
23.在本发明的一些实施例中，还包括：气压计接口，连通于操作空间。
24.在本发明的一些实施例中，柔性手套箱本体上至少部分面或部分区域的柔性材料为透明。
25.在本发明的一些实施例中，还包括：流体通道模块；流体通道模块包括：相互卡扣固定的内固定板和外固定板，两者固定于预设位置的柔性材料上，内固定板上的n个开口与外固定板上的n个接头相匹配以实现n个流体通道，n≥1，其中，内固定板熔融固定于柔性材料上；或者，内、外固定板分别位于柔性材料的两侧，依靠两者之间的卡扣挤压固定于两者内侧的柔性材料上。
26.在本发明的一些实施例中，手套箱还包括：m块底垫拼块，分别固定于柔性箱体本体底面的柔性材料外侧，在拼接状态下，m块底垫拼块拼接形成柔性箱体本体底面的形状；在折叠状态下，m块底垫拼块引导柔性箱体本体的折叠方向，m≥2，底垫拼块为橡胶材质或泡沫材质。
27.在本发明的一些实施例中，手套箱还包括：可卷曲底垫，固定于柔性箱体本体底面外侧，其可将未充气状态的柔性箱体本体卷起，可卷曲底垫为橡胶材质或泡沫材质。
28.为了实现如上目的，根据本发明的第二个方面，还提供了一种手套箱的使用方法，用于利用上述的手套箱提供常压手套箱，包括：
29.通过第一气阀向气体骨架内充入气体；
30.其中，气体骨架在将柔性箱体本体撑开的同时或之后，其内部的空气流入操作空间；操作空间通过第二空气过滤器与外界环境进行气体流通。
31.为了实现如上目的，根据本发明的第三个方面，还提供一种手套箱的使用方法，用于利用上述的手套箱提供正压手套箱或负压手套箱，包括：
32.通过第一气阀向气体骨架内充入气体；
33.气体骨架在将柔性箱体本体撑开之后，其内部的气体通过第三单向气阀流入操作空间；
34.通过抽气单向阀从操作空间内抽出气体；
35.其中，当操作空间气压高于外界环境气压时，实现正压手套箱；或，操作空间气压低于外界环境气压时，实现负压手套箱。
36.(三)有益效果
37.从上述技术方案可知，本发明至少具有以下有益效果其中之一：
38.(1)为了营造实验环境，在野外作业时，通常会携带惰性气体或其他保护气体的气瓶或者气泵，本发明利用了这样的便利条件，将气体骨架作为手套箱的支撑件，极大地缩小了手套箱的尺寸，方便了用户的使用，尤其适用于野外作业。
39.柔性箱体本体和气体骨架均为柔性材料形成，在未充气状态下可折叠可压缩。在未充气状态下，整个手套箱可被压缩为很小的体积，有利于携带和移动；在充气状态下，由气体骨架将整个柔性箱体本体撑开，提供稳定的支撑作用，能够提供稳定可靠的操作空间。
40.在传统的简易手套箱中，经常采用金属底座或细长杆件来支撑柔性材料，但是，这些硬性支撑件经常会损坏柔性材料，造成简易手套箱的失效。而本发明采用气体骨架来支撑柔性箱体本体，全柔性的设计，避免了硬性支撑件捅破柔性材料箱体而造成手套箱的损坏，同时可以解决硬性支撑物不易携带的问题。
41.(2)将柔性箱体本体设置为长方体形状，在其各条边上设置连通的气柱，同时气柱与操作空间直接或间接连通，从而可以提供更为接近于传统手套箱的操作空间和操作环境，同时还有利于气阀、流体进出通道、气压计接口等功能的设置。
42.(3)在柔性箱体本体的预设位置开设有空气流通口；在空气流通口上设置有第二空气过滤器，从而可以保持操作空间与环境空间内气压的一致性，并且，由于具有第二空气过滤器，从而在进行有害细菌实验，例如霉菌实验，时，操作空间内的有害细菌不会扩散到环境空间内，环境空间大气中的灰尘等也不易扩散到操作空间内。
43.在使用方法中，利用气泵通过所述第一气阀向所述气体骨架内充入气体，在气体骨架撑起后，气体骨架将柔性箱体本体撑起，由于具有空气流通口，操作空间与环境空间之间保持压力平衡，从而可以提供一种常压手套箱。
44.(4)在气体骨架和操作空间之间设置第三单向气阀，该第三单向气阀可以独立控制，同时，在柔性箱体本体上设置抽气单向阀。该第三单向气阀和抽气单向阀共同作用，就可以实现操作空间内正压、负压的控制。
45.在使用方法中，通过第一气阀和第三气阀，手套箱分出三个气压区域：环境区，包括柔性箱体本体外侧的区域；气体骨架区，包括所述第一气阀和第三单向气阀之间的气体骨架内的区域；操作区，包括：操作空间区域。其中，环境区的压强为大气压强，气体骨架区的压强由充入的气体以及第三单向气阀的开启特性/时机来确定，操作区的压强由充入的气体以及抽气单向泵的抽气速率来确定，通过控制第一气阀充入的气体压强、第三单向气阀开启特性/时机、抽气单向阀处的抽气速率，可以满足常压手套箱、正压手套箱、负压手套箱等各方面的需要。
46.(5)第三单向气阀采用弹簧珠单向阀，可以方便地控制开启特性/时机。本领域技术人员应当理解，该弹簧珠单向阀也可以用可控压单向阀代替。
47.同时，第三单向气阀在气压小于p
th
时气阀关闭，在气压大于等于p
th
时气阀打开，其中，p
th
为气阀导通阈值，进而保证柔性箱体本体始终处于撑开状态。
48.(6)适应于柔性箱体本体，设置了柔性材料所围成的过渡舱和外、内两道密封件，配合第二气阀和抽气泵，可以轻松实现物料在柔性箱体本体的内、外侧的流通。
49.进一步地，通过密封磁条组，不仅可以实现对齐吸附区域的密封，并且，在抽气过程中，由于大气压的作用，还可以将密封磁条组边缘位置的小缝隙可靠密封，不仅方便了操作，而且，密封效果也能达到实验要求。
50.此外，相比于其他方式，采用磁条密封不会对过渡舱的柔性材料造成额外的损坏，能够有效延长本实施例手套箱的使用寿命。
51.(7)磁条宽度越大，密封效果越好，在磁条宽度大于1cm时，已经能够取得较好的密封效果。
52.(8)柔性材料为pvc薄膜、tpu薄膜、可降解材料或其他种类塑料，成本便宜并且加工工艺成熟，能够提供稳定可靠、成本可控的市场化产品，有利于产品的商业化应用。
53.柔性箱体本体中，至少部分区域的柔性材料为透明，从而操作人员可以非常方便地观察操作空间内的状况。一般情况下，将手套所在的柔性材料面设置为透明。
54.在气柱骨架内部和/或气柱骨架与柔性箱体本体之间的部位设置加强筋结构，有利于加强气柱骨架的支撑作用，同时还可以增强气柱骨架与柔性箱体本体的结合，延长手套箱的使用寿命。
55.(9)采用柔性箱体本体和气体骨架一体成型的工艺，避免了柔性箱体本体和气体骨架滑移、易位等现象的发生，保证了气体骨架能够完整地将柔性箱体本体撑开。
56.(10)柔性箱体本体上设置气压计接口，可以通过气压计实时掌握操作空间内气压的情况，或者根据气压计调整第三单向气阀和抽气单向阀的工作状况，可以提供稳定工作环境的操作空间。
57.(11)柔性箱体本体的侧面设置流体通道模块。流体通道模块包括：相互卡扣固定的内固定板和外固定板，两者固定于预设位置的柔性材料上，所述内固定板上的n个开口与所述外固定板上的n个接头相匹配以实现n个流体通道。
58.在第一种实现方式中，内固定板熔融固定于所述柔性材料上，其上开始有开口；外固定板为鲁尔接头固定板，与内固定板的凹陷卡槽相互卡合密封，内固定板上的开口与外固定板上的鲁尔结构的配合实现连通箱体内外的液体进出通道。通过如此设置，一方面保证了内固定板在柔性箱体本体上的结合强度，避免了直接将外接部件固定板固定于柔性箱体本体上的成本和可靠性问题；另一方面，采用商用的鲁尔接头及相关阀门配件大幅度降低了整个手套箱的制备难度和生产成本。
59.在第二种实现方式中，在外固定板同样为鲁尔接头固定板，内、外分别位于柔性材料的两侧，依靠两者之间的卡扣挤压固定于两者内侧的柔性材料上。如此设置的优势在于内、外固定板均为可更换，灵活性更高。
60.(12)在柔性箱体本体的底面粘贴底垫拼块，从而在使用状态下，底垫拼块拼接成底面形状，从而避免了手套箱倾斜不稳定、底面不平整导致容器倾覆等风险，为操作实验提供可靠的平台。而在收纳状态下，底垫拼块可以引导折叠方向，可以将过渡舱和柔性箱体本体进行一体化规整的折叠，方便收纳。作为另外一种实现方式，可卷曲底垫可以起到类似的
效果。
附图说明
61.图1为本发明实施例简易隔离箱的立体图。
62.图2a、2b、2c分别为图1所示简易隔离箱的主视图、左视图、俯视图。
63.图2d为图2a所示简易隔离箱沿b-b方向的剖视图。
64.图2e为图2a所示简易隔离箱中气柱骨架的立体图。
65.图2f为本发明另一实施例气柱骨架的立体图。
66.图3为图1所示简易隔离箱中充气阀的结构示意图。
67.图4为本发明实施例二无菌手套箱的立体图。
68.图5a、图5b、图5c、图5d分别为图4所示无菌手套箱的主视图、左视图、右视图、俯视图。
69.图5e为图5a所示无菌手套箱沿c-c方向的剖视图。
70.图6为图4所示无菌手套箱中流体通道模块的结构示意图。
71.图7为本发明实施例三手套箱的立体图。
72.图8a、图8b分别为图7所示手套箱的主视图、仰视图。
73.图9a、图9b和图9c分别为图8a所示手套箱中沿d-d面、e-e面和f-f面的剖视图。
74.图10为图9c所示连通组件中过滤盒的爆炸图。
具体实施方式
75.本发明提供了一种新颖的手套箱，其采用全柔性设计，可以压缩至很小体积而方便收纳，并且避免了硬性支撑件捅破柔性材料箱体而造成手套箱的损坏。此外，通过设置单独的柔性过渡舱和第二气阀，可以实现物料的自由进出而不破坏操作空间内的稳定环境。
76.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
77.本发明提供了一种手套箱。该手套箱包括：柔性箱体本体，其内侧围成操作空间；以及，气体骨架，与柔性箱体本体相连。其中，柔性箱体本体与气体骨架均由柔性材料所形成，在未充气状态下，柔性材料为可折叠或可压缩形态；气体骨架在充气状态下将柔性箱体本体撑开。其中，气体骨架与所述操作空间直接或间接连通；在气体骨架充气后，其内部气体直接或间接流入操作空间。
78.在野外作业时，通常会携带惰性气体或其他保护气体的气瓶或者气泵。本发明利用了这样的便利条件，柔性箱体本体和气体骨架均为柔性材料形成，在未充气状态下可折叠可压缩。在未充气状态下，整个手套箱可被压缩为很小的体积，有利于携带和移动，尤其适用于野外作业；在充气状态下，由气体骨架将整个柔性箱体本体撑开，提供稳定的支撑作用，能够提供稳定可靠的操作空间。此外，采用气体骨架来支撑柔性箱体本体，避免了采用硬性支撑件捅破柔性材料箱体而造成手套箱破损的情况。
79.以下给出本发明手套箱的三个实施例：简易隔离箱、无菌手套箱、厌氧洁净箱/安全生物箱。本领域技术人员应当理解，虽然该三个实施例是分别单独介绍，但它们的有些技术特征是通用的，本领域技术人员可以在不违背实验目的基础上进行混用，申请人希望通
过该三个实施例的介绍，使本领域技术人员了解本发明手套箱的技术特征以及有益效果。
80.一、简易隔离箱
81.本实施例提供了一种简易隔离箱，其能够实现操作空间与外界环境的隔离，可用于对于气压环境要求不高的场合，例如解剖老鼠，能够起到隔离作用，保护操作人员不被鼠疫等病菌感染。
82.同时，本实施例的简易隔离箱为另外两个实施例的基础，另外两个实施例均是在本实施例的基础上，通过增加配件和增加相应功能。因此，本实施例的绝大部分特征同样适用于其他实施例。
83.图1为本发明实施例简易隔离箱的立体图。图2a、2b、2c分别为图1所示简易隔离箱的主视图、左视图、俯视图。图2d为图2a所示简易隔离箱沿b-b方向的剖视图。请参照图1，图2a～图2d，本实施例简易隔离箱包括：
84.长方体形状的柔性箱体本体110，其内侧围成操作空间；
85.两只操作手套200，连接于柔性箱体本体上，与操作空间连通；
86.气体骨架120，沿所述长方体形状的边设置，气体骨架与操作空间直接或间接的连通；气体骨架的横截面形状呈圆形；
87.过渡舱300，由柔性材料所围成，其外侧开口，其内侧连接于所述柔性箱体本体的侧面，用于在保持隔离情况下在外界和操作空间之间传递物料。
88.以下从各个方面对本实施例手套箱进行详细说明。
89.1、柔性箱体本体
90.本领域技术人员应当理解，虽然本实施例简易隔离箱110在撑开情况下呈长方体形状。需要说明的是，正方体形状也是长方体形状的一种。同时，在本发明其他实施例中，简易隔离箱在撑开情况下还可以呈圆柱形、多边柱形，或者横向延伸的椭圆柱形等，同样在本发明的保护范围之内。
91.2、操作手套
92.如图1，图2a～图2d所述，本实施例手套箱中包括：两只操作手套200，连接于柔性箱体本体上，与操作空间连通。通过操作手套，可以方便对柔性箱体内部样品进行操作。该操作手套可参照现有技术的相关说明，此处不再赘述。
93.首先，在本发明的另外一些实施例中，还可以在柔性箱体本体上仅设置手套接口，而在实际实验开始前，将单独的操作手套连接在手套接口上，同样可以实现本发明。
94.其次，关于操作手套或者手套接口的数目，可以根据实际需要进行设定，而不必然地是本实施例所述的2个。
95.3、气体骨架
96.本实施例中，气体骨架120在充气状态下将柔性箱体本体110撑开，在未充气状态，气体骨架120呈可折叠可压缩状态。
97.图2e为图2a所示简易隔离箱中气柱骨架的立体图。请参照图2，为了保证能将柔性箱体本体110完整、可靠地撑开，气体骨架120包括：设置于所述柔性箱体本体高度方向的四根立柱；长度方向的四根长柱；宽度方向的四根宽柱，四根立柱、四根长柱、四根宽柱相连通。
98.通过上述设置，可以提供更为接近于传统手套箱的操作空间和操作环境，有利于
气阀、流体进出通道、气压计接口等功能的设置。
99.3.1气体骨架的横截面尺寸
100.关于气体骨架圆形横截面的直径，可以根据需要进行调整，例如，可以增加高度方向四根高柱圆形截面的直径，或在长度方向的四根长柱、或在宽度方向的四根宽柱、或在十二根立柱全部都扩大其直径，以增强支撑的稳定性和可靠性，具体情况根据实际所需柔性手套箱的形状和尺寸等因素而定。
101.3.2气体骨架的横截面形状
102.本实施例中气体骨架为气柱骨架，即气体骨架的横截面为圆形，但本发明并不以此为例。气体骨架的横截面还可以是三角形、扇形等形状，同样可以实现本发明，并且还可以提供更大的操作空间。
103.3.3气体骨架的分布
104.本实施例中，气体骨架包括了长方体箱体的12条边。而在本发明气体实施例中，气体骨架也可以仅设置于长方体形状的某些边，而并非全部的边上，例如图2f所示，其只要将柔性箱体本体撑开即可，具体可根据柔性箱体本体的形状和尺寸确定。
105.3.4气体骨架的加强筋
106.本实施例中，为了结构更稳定，在柔性箱体本体高度方向的四根立柱内侧设置塑料拉带作为加强筋。该塑料拉带与气体骨架、柔性箱体本体的材质相同。此外，加强筋也可以设置于气体骨架与柔性箱体本体之间。至于在哪些方向的气柱上设置加强筋，可以根据实际需要确定，本发明并不对此进行限制。
107.本领域技术人员可以理解的是，在气柱骨架内部和/或气柱骨架与柔性箱体本体之间的部位设置加强筋结构，有利于加强气柱骨架的支撑作用，同时还可以增强气柱骨架与柔性箱体本体的结合，延长手套箱的使用寿命。
108.总而言之，本发明的构思在于利用气体骨架将柔性箱体本体撑开，因此，可以根据柔性箱体本体的形状、尺寸设计气体骨架的形状，而本领域技术人员也应当知晓如何去设计，此处不再赘述。
109.4、柔性箱体本体和气体骨架
110.本实施例中，气体骨架120和柔性箱体本体110直接或通过空气过滤器连通，充气时，气泵首先将气体充入气体骨架120，而后气体骨架120的气体会再充入操作空间。在具有空气过滤器的情况下，空气过滤器可以将气体进行过滤之后再进入操作空间，防止气体中的杂质污染操作空间的环境。
111.在后续的厌氧洁净箱实施例中，气体骨架120和操作空间之间设置有第三单向气阀，充入气体骨架的气体通过第三单向气阀后才可以间接地流入操作空间。
112.本领域技术人员应当理解，虽然本发明中气体骨架内的气体直接或间接的充入操作空间，而并没有在柔性箱体本体上独立设置充气口，但在实际应用中这样也是可以实现的，即气体骨架和操作空间不连通，气体骨架和操作空间分别设置独立的充/放气口，同样可以实现本发明，只要是利用柔性气体骨架将柔性箱体本体撑开，同样在本发明的保护范围之内。
113.需要说明的是，虽然本实施例中气体骨架120设置于柔性箱体本体110的内侧，但在本发明气体实施例中，气柱骨架也可以设置于柔性箱体本体外侧，或者气柱骨架和柔性
箱体本体一体化形成，均可以实现本发明，同样应当在本发明的保护范围之内。
114.5、二合一气阀
115.图3为图1所示简易隔离箱中充气阀的结构示意图。如图1、图2a～图2d、图3所示，本实施例简易隔离箱还包括：第一气阀130，连接于气体骨架，用于向气体骨架和操作空间内充入气体。该气体可以是空气，也可以是氮气、氦气等惰性气体或者其他所需要的气体。
116.本实施例中，第一气阀130为二合一气阀，即既可以充气又可以放气的气阀。如图3所示，该二合一气阀包括：气柱放气口131和气柱充气口133。其中，气柱放气口131形成于气体骨架上，直接和气体骨架内部连通；气柱充气口133通过单向阀132螺接于气柱放气口131上，单向阀132自外向内导通，即只可以向内充气，而气柱内气体不能跑出。为了保证气柱充气口133的密闭，其上部还配置有封盖134。
117.当需要充气时，气泵连接气柱充气口133，单向阀132导通，气泵向气体骨架内充入气体。充气完成后，移除气泵，单向阀132关闭，气体骨架内的气体也不会放出。当需要放气时，拧开单向阀，气柱放气口131连通气体骨架和外界大气，气体骨架内的气体由气柱放气口131排出。
118.需要说明的是，本实施例中第一气阀的二合一气阀可以是球阀、截止阀、蝶阀、电控阀等。同时，虽然本实施例采用一个二合一气阀实现充放气的功能，但也可以在气柱骨架上设置两个独立的气阀，即一个充气阀和一个放气阀，同样可以实现本发明。
119.6、过渡舱
120.本实施例中，过渡舱300由柔性材料所围成，其外侧开口，其内侧连接于柔性箱体本体的侧面，用于在保持操作空间隔离的情况下在外界和操作空间之间传递物料。
121.请参照图2d，过渡舱300包括：外道密封磁条组311和内道密封磁条组312，两者沿过渡舱延伸方向由外向内依次设置，两道密封磁条组之间形成物料传送过渡区域。
122.每个密封磁条组包括：分别设置于压扁过渡舱内侧上、下表面，对齐吸附的上磁条和下磁条。其中，磁条是弱磁性、柔软可弯曲的橡胶柔性磁条，它的背面带有双面胶。为确保过渡舱的密封性，出厂包装前，上下两边柔性磁条双面胶的一侧分别在过渡舱上下两边对应的位置一一粘连，确保上下两边磁条另一侧的正负磁条可以完全对吸。
123.本领域技术人员可以理解的是，因为柔性磁条接触面积越大，磁性越大，因此本实施例选用的是有一定宽度和厚度的柔性磁条，且其磁性面可反复完全对吸；操作人闭合上下两侧磁条时，即使有一定的错位，由于该磁条柔性可适当弯曲，只要保证它们的接触面积够大，两个磁条异性相吸，贴合紧密也不会有漏气现象出现。此外，即使密封磁条组边缘位置具有小缝隙，但在抽气过程中，由于大气压的作用，也可以将这些小缝隙压紧而不会漏气。
124.进一步的实验证明，磁条宽度越大，密封效果越好，在磁条宽度大于1cm时，已经能够取得较好的密封效果。
125.此外，相比于其他方式，采用磁条密封不会对过渡舱的柔性材料造成额外的损坏，能够有效延长本实施例手套箱的使用寿命。
126.需要说明的是，虽然本实施例中采用两个密封磁条组形成物料传送过渡区域，但本发明还可以采用其他形式的密封件来代替密封磁条组，例如：采用两个封口夹实现两个位置的密封，同样实现本发明。
127.经过实验选择，有两种封口夹可用，第一种为卡扣式，第二种为按压式。以下对两种封口夹各自的优势进行说明。
128.(1)对于卡扣式封口夹，其优势在于使用方便。
129.(2)对于按压式封口夹，其包括外壳和与其匹配的圆芯，使用时将过渡舱柔性材料置于两者之间，将圆芯按压至外壳内，从而实现过渡舱相应部位的密封。按压式封口夹优势在于实验证明密封效果较好，但外壳与圆芯是分离的，容易遗失，使用不方便。
130.对于两者而言，采用封口夹的优势在于器件获取容易，成本低。经过实验证明，通过卡扣式或按压式封口夹，由于多次挤压，造成过渡舱相应部分的柔性材料磨损严重，可能会降低本实施例手套箱的使用寿命。因此，优选地，可以将封口夹作为紧急情况下的备选方案使用。
131.还需要说明的是，虽然在本实施例中只在柔性箱体本体的左侧设置了过渡舱，但在本发明的另一个优选实施例中，在柔性箱体本体的左、右两侧均设置了过渡舱，这将更加有利于物料在箱体内、外的流通，同时还可以对左过渡舱和右过渡舱各自的功能进一步的精细化，从而实现功能更多样、使用更便捷的手套箱。
132.7、柔性材料
133.本实施例中，柔性箱体本体110、气体骨架120、过渡舱300的主体部分均由柔性材料所形成。其中，柔性材料采用柔性pvc材料，并且手套所在的柔性材料面为透明面以便观察。其他面则为非透明。pvc材料成本便宜并且加工工艺成熟，能够提供稳定可靠、成本可控的市场化产品，有利于推广应用。
134.本领域技术人员应当理解，除了pvc材料之外，还可以采用其他材料，例如tpu、可降解材料或其他种类塑料、不透气帆布等，均可以实现本发明，均在本发明的保护范围之内。此外，虽然本实施例将手套所在的柔性面设置为透明，但在本发明的其他实施例，尤其是在某些不规则形状的手套箱中，也可以设置手套所在面之外的其他面或者部分区域为透明，只要留有观察箱内的情形或者操作的观察区域即可。
135.8、易折叠收纳
136.在未充气状态下，柔性材料为可折叠或可压缩的形态。柔性箱体本体110的侧面设置有引导折叠方向的折痕线。手套箱还包括：m块底垫拼块(图中未示出)，分别固定于柔性箱体本体底面的柔性材料外侧。在拼接状态下，m块底垫拼块拼接形成柔性箱体本体底面的形状；在折叠状态下，m块底垫拼块引导柔性箱体本体的折叠方向，m≥2，底垫拼块可以为橡胶材质或泡沫材质。
137.在本发明的一些实施例中，柔性箱体本体侧面的折痕线可以省略，此处不再赘述。
138.本领域技术人员应当理解，在柔性箱体本体的底面粘贴底垫拼块，从而在使用状态下，底垫拼块拼接成底面形状，从而避免了因手套箱倾斜不稳、底面不平整导致容器倾覆等风险，为实验提供可靠的操作平台。而在收纳状态下，底垫拼块和折痕线可以引导折叠方向，从而将过渡舱和柔性箱体本体进行一体化规整的折叠，方便收纳。
139.需要说明的是，虽然本实施例采用的是若干块的橡胶垫拼接形成底面，但在本发明的其他实施例中，为了实现柔性箱体底面更为平整，柔性箱体的底面可以包括：柔性膜内层以及固定于塑料膜内层外侧的整块橡胶垫。在这种情况下，纵向压缩后的柔性箱体可以沿柔性箱体的长度方向卷起，做成一卷轴进行携带，极大地方便了野外或低成本作业。
140.以下介绍本实施例简易隔离箱的使用方法。
141.1、折叠状态
→
使用状态
142.首先，气体骨架120和柔性箱体本体110是一体的，气体骨架120和柔性箱体本体110直接或通过空气过滤器连通，打开第一气阀上的封盖134，利用气泵通过气柱充气口133向气体骨架120充气；在气体骨架撑起后，将柔性箱体本体110撑起。在柔性箱体本体内侧的操作空间就可以进行隔离实验操作。
143.在某些情况下，可能由于操作空间内部为负压，即低于大气压的压强，而导致柔性箱体本体无法撑开。此时，则需要将过渡舱的外道密封磁条组311和内道密封磁条组312全部打开，使操作空间与外接环境连通，就可以实现将柔性箱体本体110撑起。
144.2、物料递送
145.初始过渡舱300为密封状态，取拿物料时需先将完全对吸的两个外侧柔性磁条打开，物料放入过渡舱后再将两个外侧柔性磁条对齐吸附，而后打开完全对吸的两个内侧柔性磁条，通过手套将物料放入操作空间；将两个内侧柔性磁条重新对齐吸附。从而实现了物料自外向内的递送。而物料自内而外的递送过程与此相逆，此处不再赘述。
146.3、使用状态
→
折叠状态
147.首先，将操作空间内的物料收拾干净；而后将过渡舱的两道密封磁条组打开，将第一气阀中的单向阀132拧开，使气柱放气口131打开；将操作空间、过渡舱和气体骨架内的空气挤出；最后，按照底垫拼块和柔性箱体本体上折痕线的引导将简易隔离箱折叠收纳，放入收纳袋或收纳盒中。
148.至此，本发明实施例简易隔离箱介绍完毕。
149.二、无菌手套箱
150.在上述简易隔离箱的基础上，本实施例提供了一种无菌手套箱，该手套箱能在操作空间内建立无菌环境，保护样本不受污染空气和细菌影响。关于气压状态，操作空间内的气压等于或略大于箱外大气压。
151.在本实施例的说明中，与简易隔离箱实施例相同的内容将不再重复描述，重点将介绍本实施例的技术特征以及相应的有益效果。
152.图4为本发明实施例二无菌手套箱的立体图。图5a、图5b、图5c、图5d分别为图4所示无菌手套箱的主视图、左视图、右视图、俯视图。图5e为图5a所示无菌手套箱沿c-c方向的剖视图。
153.请参照图4、图5a～图5e，相比于第一实施例的简易隔离箱，本实施例无菌手套箱的特点包括：
154.①
空气流通口和第二空气过滤器150，防止操作空间内有害细菌扩散到大气中；
155.②
流体通道模块140，实现外界向操作空间内液体和气体的输送；
156.③
物料转移操作中的酒精消毒环节，以避免在物料进出过程中空气中的杂质混入；
157.④
过渡舱处增加了第二气阀322和第一空气过滤器321。
158.以下分别对如上三个特点进行详细说明
159.①
空气流通口和第二空气过滤器150
160.请参照图4，图5a～图5d，在柔性箱体本体的侧面，流体通道模块140的上方，开设
有空气流通口，在空气流通口上覆盖有第二空气过滤器150。其中，第二空气过滤器150从外到内依次包括：初效过滤棉-hepa空气过滤器-活性炭网。
161.本实施例中，气泵通过第一气阀130向气体骨架内充入气体，在撑起气柱后，该气体进入柔性箱体本体内侧的操作空间内，要保持操作空间与箱外大气压的一致，所以需要开设空气流通口。由于具有第二空气过滤器150，从而在进行有害细菌实验，例如霉菌实验时，可以避免操作空间内的有害细菌扩散到环境空间内，此外，环境空间大气中的灰尘等也不易扩散到操作空间内。
162.②
流体进出通道
163.请参照图4、图5a～图5d，在柔性箱体本体的侧面，还包括：流体通道模块140。
164.图6为图4所示无菌手套箱中流体通道模块的结构示意图。请参照图6，流体通道模块140包括：内固定板141，熔融固定于所述柔性箱体本体的表面，其上开设有4个圆形开口；外固定板，即鲁尔接头固定板142，固定于所述内固定板上，其上设置有4个连通至柔性箱体本体内侧的鲁尔接头143。其中，四个圆形开口与四个鲁尔接头143配合，实现1个流体通道。
165.具体而言，利用高周波塑胶熔接机，将内固定板141固定在柔性箱体本体侧面的塑料膜上，而鲁尔接头固定板142则是利用在其内部的凸起结构，与内固定板的凹陷卡槽相互卡合，再配以o型密封圈以此达到密封连接的作用。如图6所示，在鲁尔接头固定板142两端上，鲁尔接头螺母144和鲁尔接头固定环145分别和穿板鲁尔接头143以及鲁尔接头固定板142相互配合以固定。最后，用堵头146来隔绝外界空气。
166.本实施例中，鲁尔接头固定板142为申请人定制，穿板鲁尔接头142、鲁尔接头螺母144、鲁尔接头固定环145、堵头146均是采用商用产品。流体通道模块材质采用abs等硬塑材料，具有重量轻，成本低，可拆卸清洗，更换等优点。
167.本领域技术人员应当了解，在具有内固定板和外接部件固定板的前提下，除了鲁尔接头之外，还可以采用其他形式的接头或者阀门来实现箱体内、外的液体的流通，例如：液体单向阀。此时，只需要将鲁尔接头固定板更换为适应该液体单向阀的外接部件固定板即可。
168.通过本实施例的设置，一方面保证了内固定板在柔性箱体本体上的结合强度，避免了直接将外接部件固定板固定于柔性箱体本体上的成本和可靠性问题；另一方面，除内、外的两个固定板之外，商用的鲁尔接头及配件大幅度降低了整个手套箱的制备难度和生产成本。
169.此外，在本发明其他实施例中，还可以采取内固定板熔融固定之外的方式，例如：内、外固定板分别位于所述柔性材料的两侧，依靠两者之间的卡扣挤压固定于两者内侧的柔性材料上，内固定板上的接口和外固定板上的接头相匹配以实现流体通道。
170.此外，虽然本实施例中利用液体流通为例进行说明，但是在本发明其他实施例中，还可以采用如上方式实现气体的流通，同样应当在本发明的保护范围之内。
171.③
物料转移操作中的酒精消毒环节
172.在物料由外界向操作空间递送按照以下流程进行：对物料进行酒精杀菌；打开外道密封磁条组312，将物料放入过渡舱，而后关闭外道密封磁条组；打开内道密封磁条组311，将物料从过渡舱转移到操作空间。
173.④
第二气阀和第一空气过滤器321
174.请参照图4，图5a～图5e，过渡舱还包括：第二气阀322，设置于物料传送过渡区域内、外道密封磁条组311、312之间，对应的柔性材料表面；第一空气过滤器321，设置于第二气阀与物料传送过渡区域的连通位置。其中，第一空气过滤器321从外到内依次包括：初效过滤棉-hepa空气过滤器-活性炭网。
175.关于第二气阀322和第一空气过滤器321的作用，将在后续厌氧洁净箱/安全生物箱实施例中进行详细说明。
176.三、厌氧洁净箱/安全生物箱
177.在上述简易隔离箱的基础上，本实施例提供了一种手套箱。该手套箱通过第一气阀和第三单向气阀分别控制气体骨架的充放气和操作空间内的充气，在抽气单向阀上控制操作空间内独立地抽气，以此改变操作空间的气压状态，使其转为正压或负压状态。
178.在本实施例的说明中，与实施例一简易隔离箱和实施例二无菌手套箱相同的内容将不再重复描述，重点将介绍本实施例的技术特征以及相应的有益效果。
179.图7为本发明实施例三手套箱的立体图。图8a、图8b分别为图7所示手套箱的主视图、仰视图。图9a、图9b和图9c分别为图8a所示手套箱中沿d-d面、e-e面和f-f面的剖视图。
180.请参照图7、图8a～图8b、图9a～图9c，相比于第一实施例的简易隔离箱，本实施例手套箱的特点包括：
181.①
气体骨架和操作空间内之间设置连通组件170，在操作空间上设置抽气单向阀160。
182.通过连通组件170，实现气体骨架内的气体受限地(或间接地)进入操作空间。通过连通组件170和抽气单向阀160的作用，实现操作空间流入气体和抽出气体的动态平衡，进而实现操作空间内正压或者负压的调节。
183.②
连通组件170中设置过滤盒173，可以过滤掉进入气体中的杂质；
184.③
第二气阀322和第一空气过滤器321。
185.以下对本实施例手套箱进行详细说明。
186.请参照图9c，本实施例中，气体骨架和操作空间并非直接连通，而是通过连通组件170相连通。该连通组件170包括：
187.第三单向气阀171，其第一端连接至气体骨架；第二端连接软管172的第一端；
188.过滤盒173，其第一端连接至软管172的第二端，第二端连接至操作空间。
189.本实施例中，第三单向气阀171为弹簧钢球单向阀，其在气压小于p
th
时气阀关闭，在气压大于等于p
th
时气阀打开。其中，气阀导通阈值p
th
的具体数值可以通过选择不同规格的弹簧钢球单向阀来实现。
190.需要说明的是，虽然本实施例采用弹簧钢球单向阀为例进行说明，但本领域技术人员应当理解，还可以采用其他类型的单向弹簧阀、单向机械气阀或者可控电子气阀来实现。只要能够实现在预设条件满足时才由气体骨架向操作空间充气即可。如果采用可控电子气阀，则气阀导通阈值p
th
可以由用户设定，并且在手套箱使用过程中还可以进行更改。
191.此外，手套箱还包括：抽气单向阀160，设置于所述柔性箱体本体的柔性材料表面，位于二合一气阀斜上方以及靠近二合一气阀一侧手套的位置。
192.图10为图9c所示过滤盒的爆炸图。请参照10，该过滤盒173包括：
193.过滤盒底座173a，固定连接在柔性箱体本体的预设位置；
194.过滤盒上盖173c，固定于所述过滤盒底座上，两者之间设置滤棉173b；其远离过滤盒底座的一侧连接至软管。
195.其中，滤棉173b用于过滤进入操作空间内气体的灰尘，并且，过滤盒底座173a中也设置有二次过滤灰尘和有毒气体的物质。
196.通过如上第一气阀130、连通组件170、抽气单向阀160，手套箱分出三个气压区域：环境区，包括柔性箱体本体外侧的区域；气体骨架区，包括所述第一气阀和第三单向气阀之间的气体骨架内的区域；操作区，包括：操作空间区域。其中，操作空间区域可以被设计为正压状态或者负压状态。其中，正压状态是指操作空间区域的气压大于大气压；负压状态是指操作空间区域的气压小于大气压。
197.请参照图8a、图9a所示，过渡舱300还包括：第二气阀322，设置于物料传送过渡区域内、外道密封磁条组311、312之间，对应的柔性材料表面；第一空气过滤器321，设置于第二气阀与物料传送过渡区域的连通位置。其中，第一空气过滤器321从外到内依次包括：初效过滤棉-hepa空气过滤器-活性炭网。这些部件的作用是为了保证自过渡舱进入操作空间的物料不会污染操作空间。
198.在物料由外界向操作空间递送按照以下流程进行：
①
第二气阀322初始处于关闭状态；
②
将第二气阀322连通抽气气泵；
③
将完全对吸的外道密封磁条组311的两个柔性磁条打开，物料放入过渡舱后再将两个柔性磁条对齐吸附；
④
启动抽气气泵，打开第二气阀322，通过第一空气过滤器321抽取过渡舱内的气体，将残余外部空气排出，以杜绝外部空气污染物料；
⑤
关闭第二气阀322，关闭抽气气泵；
⑥
将内道密封磁条组312的两个柔性磁条打开，通过手套将物料放置操作空间底部；将两个柔性磁条对齐吸附。
199.本领域技术人员应当能够理解，为了保证过渡舱转移物料的过程不会污染操作空间环境，可以反复多次的进行抽气和充气操作，以实现过渡舱与操作空间环境相同。
200.实验证明，通过密封磁条组，不仅可以实现对齐吸附区域的密封，并且，在抽气过程中，由于大气压的作用，还可以将密封磁条组边缘位置的小缝隙可靠密封，不仅方便了操作，而且，密封效果也能达到实验要求。
201.本实施例手套箱可以用作厌氧洁净箱或者生物安全保护箱。以下分别对两种用途的操作过程进行说明。
202.1、用作厌氧洁净箱的使用流程
203.初始手套箱为密封真空状态，通过惰性气瓶在第一气阀的充气口处，先打入气压小于p
th
的氮气或混合气，待气体骨架120和整个手套箱初步撑起后，继续充入该气体，内侧的第三单向气阀会在既定设定的区间值自动开启，此时该气体经过软管172，通过过滤盒173的过滤清洁后流入操作空间内，由此操作空间内变为正压状态，从而起到保护箱内物品的作用。为形成厌氧环境，向气体骨架注入氮气或混合气体的同时，需要通过柔性箱体本体处的抽气单向阀160向外抽气，此时箱内为负压状态。这个充气、抽气的过程需要至少3次，以消除残余氧气；从而完成对厌氧洁净箱的使用。
204.2、用作生物安全保护箱的使用流程
205.生物安全保护箱和厌氧洁净箱是同一个物件，只是用法不同。有两点区别，其一在于打入气体的不同，厌氧箱需要氮气等惰性气体和混合气，生物箱则无要求；其二在于所需气压状态的时间点不同，厌氧箱在形成厌氧环境的过程中，参考上述操作流程，气压状态的
变化为正压
→
负压
→
正压
→
负压
→
正压
→
负压
→
正压，安全箱则可根据使用环境自由选择气压状态；其三在于，为形成厌氧环境厌氧箱所要使用的，如粑粒除氧剂、美兰指示纸，干燥剂、灭菌喷雾剂等专用物品。
206.根据本发明的第二个方面，还提供了一种手套箱的使用方法。以下结合实施例进行具体说明。
207.在本发明方面的第一个示例性实施例中，提供了一种手套箱的使用方法，其利用如上手套箱第二实施例所述的无菌手套箱提供常压手套箱，具体包括：
208.步骤a，通过第一气阀130向气体骨架内充入气体；
209.其中，气体骨架在将柔性箱体本体撑开的同时或之后，其内部的空气流入操作空间；操作空间通过第二空气过滤器与外界环境进行气体流通，从而实现了一种常压手套箱。
210.在本发明方面的第二个示例性实施例中，提供了一种手套箱的使用方法，其利用如上手套箱第三实施例所述的手套箱提供正压手套箱或负压手套箱，具体包括：
211.步骤a，通过第一气阀130向气体骨架120内充入气体；
212.气体骨架120在将柔性箱体本体110撑开之后，其内部的空气通过第三单向气阀171间接流入操作空间；
213.步骤b，通过抽气单向阀160从操作空间内抽出气体；
214.其中，当操作空间气压高于外界环境气压时，提供正压手套箱；或，操作空间气压低于外界环境气压时，提供负压手套箱。
215.至此，已经结合附图对本发明多个实施例进行了详细描述。
216.需要说明的是，对于某些实现方式，如果其并非本发明的关键内容，且为所属技术领域中普通技术人员所熟知，则在附图或说明书正文中并未对其进行详细说明，此时可参照相关现有技术进行理解。
217.此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单的更改或替换，例如：
218.(1)除了塑料膜之外，还可以采用其他柔性、可压缩的材料来制作柔性箱体和物料进出通道；
219.(2)除了长方体之外，还可以采用其他适合于野外环境的柔性箱体形状。
220.依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明有了清楚地认识。
221.综上所述，本发明提供一种全柔性的手套箱及其使用方法。其中，柔性箱体和气体骨架均为可压缩，在压缩状态下，柔性箱体和气体骨架内的气体被排空，整个手套箱被压缩为很小的体积，有利于携带和移动，适用于野外作业和低成本实验室使用，应用潜力巨大。
222.还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本发明的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。并且，图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本发明实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
223.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是直
接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。
224.再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。
225.说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”、“主”、“次”，以及阿拉伯数字、字母等，以修饰相应的元件或步骤，其本意仅用来使具有某命名的一个元件(或步骤)得以和另一具有相同命名的元件(或步骤)能做出清楚区分，并不意味着该元件(或步骤)有任何的序数，也不代表某一元件(或步骤)与另一元件(或步骤)的顺序。
226.应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图，或者对其的描述中。然而，并不应将该发明的方法解释成反映如下意图：所要求保护的本发明需要比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，各个发明方面在于少于前面单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
227.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。