TheKindalaeka suletud ahelaga tsirkulatsioonisüsteem on sisuliselt täpne suletud ahelaga süsteem, mis ühendab gaasi puhastamise, tsirkulatsioonivõimsuse ja rõhu reguleerimise. Selle põhieesmärk ei ole lihtsalt 'eemaldada õhku', vaid hoida kambris olevat inertset gaasi pidevalt ringlemas ja isepuhastuv, et vee ja hapniku tase püsiks pika aja jooksul äärmiselt madalal tasemel <1 ppm. Mikrouna kindalaeka suletud ahelaga tsirkulatsioonisüsteem koosneb viiest tööetapist: tsirkulatsioonivõimsus ja gaasi kohaletoimetamine, lisandite puhastamine, rõhu ja klapi loogika juhtimine, puhastuskolonni regenereerimine ja seire-tagasiside reguleerimine.
1. samm: tsirkulatsioonivõimsus ja gaasi tarnimine
Suletud ahelaga ringlus on täielikult suletud vooluring. Töögaasiks on kõrge puhtusastmega argoon või lämmastik ning kogu süsteemi toiteallikaks on muutuva sagedusega tsirkulatsiooniventilaator. Mikrouna ventilaatori voolukiirus on 90 m³/h, samas kui erinevad mudelid suudavad pakkuda suuremat vooluhulka, näiteks 145 või 180 m³/h vastavalt vajadusele. Ventilaator tõmbab kindalaeka kambrist inertgaasi ja transpordib selle läbi roostevabast terasest torustiku puhastuskolonni seadmesse. Pärast puhastamist suunatakse puhas inertgaas tagasi kindalaeka kambrisse, moodustades suletud ahela. Gaas ringleb ainult süsteemi sees, mitte ei juhita otse väljapoole, maksimeerides kõrge puhtusastmega inertgaasi säilimist.
Kindalaeka tsirkulatsioonitorustik võib ulatuda ühendatud protsessikambriteni, võimaldades nendes kambrites oleval gaasil üheaegselt tsirkulatsioonis osaleda ning tagades vee ja hapniku eemaldamise. Tsirkulatsioonisilmus on varustatud pneumaatiliste nurkventiilide ja integreeritud solenoidventiilidega. PLC lülitab klapid automaatselt sisse ja välja vastavalt töötingimustele, isoleerides regenereerimise ajal puhastuskolonni, tagades samas kindalaeka peamise ringluse katkematu jätkumise.
2. samm: vee ja hapniku eemaldamine puhastuskolonni seest
Ventilaatori poolt surutud segagaas siseneb puhastuskolonni anumasse, mis täidetakse 5 kg vaskkatalüsaatori ja 5 kg molekulaarsõelaga. Gaas läbib kõigepealt molekulaarsõela kihi, kus mikropoorne struktuur adsorbeerib füüsikaliselt gaasivoost veemolekulid, viies lõpule dehüdratsiooni. Seejärel voolab gaas läbi vask-katalüsaatori kihi, kus elementaarne vask reageerib hapniku eemaldamiseks gaasivoos keemiliselt. Puhastatud kõrge puhtusastmega inertgaas voolab seejärel läbi torustiku tagasi kindalaeka kambrisse, vähendades vee ja hapniku kontsentratsiooni kambris.
Pärast korduvat tsirkulatsiooni püüavad täitematerjalid pidevalt vett ja hapnikku kambris ning vee ja hapniku tase väheneb järk-järgult vahemikku 1 ppm. Samal ajal saab kindalaeka sees olev 0,3 μm filter filtreerida ringlevast gaasist pulbrit ja tolmu, vältides täiteaine pulbri tagasikandmist kambrisse ja proovide saastamist.
3. samm: koordineeritud rõhu ja klapi juhtimine
Suletud ahelaga tsirkulatsioonisüsteem ei ole täielikult jäigalt suletud. Süsteem jälgib pidevalt kambri rõhku ja hoiab veidi positiivset rõhku. Tsirkulatsiooniventilaatori töö põhjustab rõhukõikumisi, mistõttu süsteem varustab rõhukadu kompenseerimiseks automaatselt väikese koguse inertgaasi. Kui rõhk on liiga kõrge, avab süsteem rõhu vähendamiseks automaatselt õhutusava; kui rõhk on liiga madal, käivitub häire, mis annab märku võimalikust tihendusprobleemist.
Pärast pidevat tsirkulatsiooni küllastub molekulaarsõel adsorbeeritud veega, samal ajal kui vaskatalüsaator muundatakse suures osas vaskoksiidiks, mis vähendab puhastusvõimet. Süsteem ühendab regenereeritava puhastuskolonni põhiringlusest lahti ja lisab 5–10% vesiniku/inertgaasi segu. Puhastuskolonni kuumutatakse ja vesinik redutseerib vaskoksiidi tagasi aktiivseks elementaarseks vaseks. Molekulaarsõel vabastab kõrgel temperatuuril adsorbeerunud niiskuse ja niiskus väljub süsteemist koos regenereerimise heitgaasidega.
Pärast redutseerimise ja desorptsiooni lõppemist kuumutamine peatatakse ja puhastuskolonni puhastamiseks ja jahutamiseks kasutatakse inertgaasi. Täitematerjalid taastavad oma võime eemaldada vett ja hapnikku ning klapid lülituvad ümber, et kolonn uuesti suletud ahelaga ringlusse ühendada. Kogu regenereerimisprotsessi juhib automaatselt PLC ja see ei nõua käsitsi kasutamist.
5. samm: jälgimine, tagasiside ja suletud ahela reguleerimine
Proovivõtu liidesed paigaldatakse suletud ahelaga torustikku. Vee- ja hapnikuanalüsaator võtab pidevalt ringlevast gaasist proove ning edastab PLC-le reaalajas vee ja hapniku andmed. Kui vee ja hapniku tase tõuseb, kuna materjalid eraldavad lisandeid või tihenduslekke tõttu, hoiab süsteem ventilaatorit suurel kiirusel ja suurendab tsirkulatsioonivoolu, et kiirendada lisandite eemaldamist. Kui indikaatorid püsivad stabiilsena ja jäävad spetsifikatsiooni piiridesse pikemaks ajaks, vähendab muutuva sagedusega ventilaator energiatarbimise vähendamiseks kiirust.
Mikrouna kindalaeka suletud ahelaga tsirkulatsioonisüsteem põhineb inertgaasil, mis voolab korduvalt läbi suletud ahela, puhastusvahendil, mis kogub pidevalt lisandeid, regenereerimisel, mis taastab kandja pärast küllastumist, ja anduripõhisel tagasiside reguleerimisel. Need funktsioonid koos tagavad, et kindalaeka kamber ja ühendatud protsessikambrid, mis on ühendatud kindalaekaga, suudavad säilitada kõrge puhtusastmega veevaba hapnikuvaba inertse atmosfääri pika aja jooksul.
