המערכת מחזור סגורה של תא כפפות היא בעצם מערכת לולאה סגורה מדויקת המשלבת טיהור גז, כוח מחזור ובקרת לחץ. מטרת הליבה שלו היא לא רק 'להסיר את האוויר', אלא לשמור על זרימת הגז האינרטי בתוך החדר באופן רציף וטיהור עצמי, כך שרמות המים והחמצן יכולות להישאר ברמה נמוכה ביותר של <1 ppm בטווח הארוך. מערכת המחזור הסגורה של תיבת הכפפות של Mikrouna מורכבת מחמישה שלבי הפעלה: כוח מחזור ואספקת גז, טיהור זיהומים, בקרת לוגיקה של לחץ ושסתומים, חידוש עמודות טיהור וויסות ניטור-משוב.
שלב 1: כוח מחזור ואספקת גז
מחזור הלולאה הסגור הוא מעגל סגור לחלוטין. גז העבודה הוא ארגון או חנקן בטוהר גבוה, ומאוורר מחזור בתדר משתנה משמש כמקור הכוח לכל המערכת. למאוורר של Mikrouna יש קצב זרימה של 90 מ'ר לשעה, בעוד שדגמים שונים יכולים לספק קצבי זרימה גבוהים יותר, כגון 145 או 180 מ'ר לשעה, לפי הצורך. המאוורר שואב גז אינרטי מתוך תא תא הכפפות ומעביר אותו דרך צנרת נירוסטה אל יחידת עמודת הטיהור. לאחר הטיהור, גז אינרטי נקי מוחזר לתא תא הכפפות ויוצר מעגל סגור. הגז מסתובב רק בתוך המערכת במקום להיפלט ישירות החוצה, מה שממקסם את השימור של גז אינרטי בטוהר גבוה.
צנרת הסחרור של תא הכפפות יכולה להימשך אל תאי תהליך מחוברים, מה שמאפשר לגז בתוך החדרים להשתתף במחזור בו זמנית ולהבטיח סילוק מים וחמצן. לולאת המחזור מצוידת בשסתומי זווית פניאומטיים ושסתומי סולנואיד משולבים. ה-PLC מפעיל ומכבה אוטומטית את השסתומים בהתאם לתנאי ההפעלה, מבודד את עמודת הטיהור במהלך התחדשות תוך הבטחה שמחזור תא הכפפות הראשי ממשיך ללא הפרעה.
שלב 2: הסרת מים וחמצן בתוך עמודת הטיהור
הגז המעורב שנדחף על ידי המאוורר נכנס לכלי עמוד הטיהור, אשר מלא ב-5 ק'ג זרז נחושת ו-5 ק'ג של מסננת מולקולרית. הגז עובר תחילה בשכבת המסננת המולקולרית, שבה המבנה המיקרו-נקבי סופח פיזית מולקולות מים מזרם הגז, ומשלים את ההתייבשות. לאחר מכן הגז זורם דרך שכבת הזרז הנחושת, שם נחושת יסודית מגיבה כימית עם חמצן בזרם הגז כדי להסיר חמצן. הגז האינרטי המטוהר בטוהר גבוה זורם בחזרה דרך הצנרת לתוך תא תא הכפפות, ומפחית את ריכוז המים והחמצן בתוך התא.
לאחר זרימה חוזרת ונשנית, המים והחמצן בתוך החדר נלכדים ברציפות על ידי חומרי המילוי, ורמת המים והחמצן יורדת בהדרגה לטווח של 1 עמודים לדקה. במקביל, מסנן 0.3 מיקרומטר בתוך תא הכפפות יכול לסנן אבקה ואבק מהגז המסתובב, למנוע העברת אבקת מילוי חזרה לתא ולזהם דגימות.
שלב 3: בקרת לחץ ושסתומים מתואמת
מערכת המחזור הסגורה אינה אטומה לחלוטין. המערכת עוקבת באופן רציף אחר לחץ החדר ושומרת על לחץ חיובי מעט. פעולת מאוורר הסירקולציה גורמת לתנודות לחץ, כך שהמערכת מספקת באופן אוטומטי כמות קטנה של גז אינרטי כדי לפצות על אובדן הלחץ. כאשר הלחץ גבוה מדי, המערכת פותחת אוטומטית את פתח האוורור להורדת לחץ; כאשר הלחץ נמוך מדי, מופעלת אזעקה כדי לציין בעיית איטום אפשרית.
שלב 4: חידוש עמודת טיהור כדי לשחזר את יכולת הטיהור
לאחר זרימה מתמשכת, המסננת המולקולרית הופכת לרוויה במים ספוגים, בעוד שזרז הנחושת הופך במידה רבה לתחמוצת נחושת, מה שמפחית את יכולת הטיהור. המערכת מנתקת את עמודת הטיהור לחידוש מלולאת המחזור הראשית ומכניסה תערובת של 5-10% מימן/גז אינרטי. עמוד הטיהור מחומם, והמימן מפחית את תחמוצת הנחושת בחזרה לנחושת אלמנטרית פעילה. המסננת המולקולרית משחררת את הלחות הנספגת בטמפרטורה גבוהה, והלחות נפלטה מהמערכת עם גז פליטת ההתחדשות.
לאחר השלמת ההפחתה והספיחה, החימום מפסיק וגז אינרטי משמש לטיהור וקירור עמוד הטיהור. חומרי המילוי משחזרים את יכולתם להסיר מים וחמצן, והשסתומים עוברים לחבר מחדש את העמוד למחזור הסגור. כל תהליך ההתחדשות נשלט אוטומטית על ידי ה-PLC ואינו דורש פעולה ידנית.
שלב 5: ניטור, משוב וויסות מעגל סגור
ממשקי דגימה מותקנים בצנרת בלולאה סגורה. מנתח מים וחמצן דוגם ברציפות את הגז המסתובב ומספק נתוני מים וחמצן בזמן אמת ל-PLC. אם רמות המים והחמצן עולות בגלל שחומרים משחררים זיהומים או בגלל דליפת איטום, המערכת שומרת על המאוורר במהירות גבוהה ומגבירה את זרימת המחזור כדי להאיץ את הסרת הזיהומים. כאשר המחוונים נשארים יציבים ובמסגרת המפרט למשך תקופה ממושכת, המאוורר בעל התדר המשתנה מפחית את מהירותו כדי להפחית את צריכת האנרגיה.
מערכת המחזור הסגורה של תיבת הכפפות של Mikrouna מסתמכת על גז אינרטי שזורם שוב ושוב דרך מעגל סגור, מדיית טיהור הלוכדת זיהומים ללא הרף, התחדשות המשחזרת את המדיה לאחר הרוויה וויסות משוב מבוסס חיישנים. יחד, פונקציות אלה מבטיחות שתא תא הכפפות - ותאי תהליך מחוברים המשולבים עם תא הכפפות - יכולים לשמור על אטמוספירה אינרטית נקייה, נטולת מים ונטולת חמצן, לטווח ארוך.
