Dehandskeboks lukket kredsløbssystem er i det væsentlige et præcist lukket kredsløbssystem, der integrerer gasrensning, cirkulationskraft og trykstyring. Dens kerneformål er ikke blot at 'fjerne luften', men at holde den inaktive gas inde i kammeret kontinuerligt cirkulerende og selvrensende, så vand- og iltniveauet kan forblive på et ekstremt lavt niveau på <1 ppm på lang sigt. Mikrouna-handskerummets lukkede kredsløbscirkulationssystem består af fem driftstrin: cirkulationseffekt og gaslevering, urenhedsrensning, tryk- og ventillogikkontrol, rensningssøjle-regenerering og overvågning-feedback-regulering.
Trin 1: Cirkulationskraft og gaslevering
Den lukkede kredsløb er et fuldstændigt lukket kredsløb. Arbejdsgassen er argon eller nitrogen med høj renhed, og en cirkulationsventilator med variabel frekvens tjener som strømkilde for hele systemet. Mikrounas blæser har en flowhastighed på 90 m³/h, mens forskellige modeller kan give højere flowhastigheder, såsom 145 eller 180 m³/h, alt efter behov. Ventilatoren suger inert gas fra indersiden af handskerummet og transporterer den gennem rustfrit stålrør til rensesøjlenheden. Efter rensning føres ren inert gas tilbage til handskerummet og danner et lukket kredsløb. Gassen cirkulerer kun i systemet i stedet for at blive udledt direkte til ydersiden, hvilket maksimerer bevarelsen af inert gas med høj renhed.
Handskerummets cirkulationsrør kan strække sig til forbundne proceskamre, hvilket tillader gassen inde i disse kamre at deltage i cirkulationen samtidigt og sikrer fjernelse af vand og ilt. Cirkulationssløjfen er udstyret med pneumatiske vinkelventiler og integrerede magnetventiler. PLC'en tænder og slukker automatisk for ventilerne i henhold til driftsbetingelserne, og isolerer rensesøjlen under regenerering, mens det sikres, at hovedhandskerummets cirkulation fortsætter uafbrudt.
Trin 2: Fjernelse af vand og ilt inde i rensesøjlen
Den blandede gas, der skubbes af blæseren, kommer ind i rensesøjlebeholderen, som er fyldt med 5 kg kobberkatalysator og 5 kg molekylsigte. Gassen passerer først gennem molekylsigtelaget, hvor den mikroporøse struktur fysisk adsorberer vandmolekyler fra gasstrømmen og fuldender dehydrering. Gassen strømmer derefter gennem kobber-katalysatorlaget, hvor elementært kobber reagerer kemisk med oxygen i gasstrømmen for at fjerne oxygen. Den rensede inerte gas med høj renhed strømmer derefter tilbage gennem rørene ind i handskerummet, hvilket reducerer vand- og iltkoncentrationen inde i kammeret.
Efter gentagen cirkulation fanges vand og ilt inde i kammeret kontinuerligt af fyldmaterialerne, og vand- og iltniveauet falder gradvist til 1-ppm-området. Samtidig kan et 0,3 μm filter inde i handskerummet filtrere pulver og støv fra den cirkulerende gas, hvilket forhindrer fyldstofpulver i at blive transporteret tilbage ind i kammeret og forurener prøver.
Trin 3: Koordineret tryk og ventilkontrol
Cirkulationssystemet med lukket kredsløb er ikke helt stift forseglet. Systemet overvåger løbende kammertrykket og holder et let positivt tryk. Drift af cirkulationsventilatoren forårsager trykudsving, så systemet automatisk tilfører en lille mængde inert gas for at kompensere for tryktab. Når trykket er for højt, åbner systemet automatisk udluftningen for trykaflastning; når trykket er for lavt, udløses en alarm for at indikere et muligt tætningsproblem.
Trin 4: Regenerering af rensesøjle for at genoprette rensekapaciteten
Efter kontinuerlig cirkulation bliver molekylsigten mættet med adsorberet vand, mens kobberkatalysatoren stort set omdannes til kobberoxid, hvilket reducerer rensningskapaciteten. Systemet afbryder rensningskolonnen, der skal regenereres, fra hovedcirkulationssløjfen og introducerer en 5-10 % brint/inert-gas-blanding. Rensningssøjlen opvarmes, og brinten reducerer kobberoxid tilbage til aktivt elementært kobber. Molekylsien frigiver den adsorberede fugt ved høj temperatur, og fugten udledes fra systemet med regenereringsudstødningsgassen.
Efter reduktion og desorption er afsluttet, stopper opvarmningen, og inert gas bruges til at rense og afkøle rensekolonnen. Fyldningsmaterialerne genvinder deres evne til at fjerne vand og ilt, og ventilerne skifter til igen at forbinde søjlen med den lukkede kredsløbscirkulation. Hele regenereringsprocessen styres automatisk af PLC'en og kræver ingen manuel betjening.
Trin 5: Overvågning, feedback og lukket sløjferegulering
Prøveudtagningsgrænseflader er installeret i det lukkede kredsløb. En vand-og-ilt-analysator prøver kontinuerligt den cirkulerende gas og leverer realtids-vand- og-iltdata til PLC'en. Hvis vand- og iltniveauet stiger, fordi materialer frigiver urenheder eller på grund af tætningslækage, holder systemet blæseren ved høj hastighed og øger cirkulationsflowet for at fremskynde fjernelse af urenheder. Når indikatorerne forbliver stabile og inden for specifikation i en længere periode, reducerer ventilatoren med variabel frekvens sin hastighed for at reducere energiforbruget.
Mikrouna-handskerummets lukkede kredsløbscirkulationssystem er afhængigt af inert gas, der gentagne gange strømmer gennem et lukket kredsløb, rensningsmedier, der kontinuerligt fanger urenheder, regenerering, der genopretter mediet efter mætning, og sensorbaseret feedbackregulering. Tilsammen sikrer disse funktioner, at handskerummet – og de tilsluttede proceskamre integreret med handskerummet – kan opretholde en høj renhed, vandfri, iltfri inert atmosfære på lang sigt.
