TheZatvoreni cirkulacijski sustav pretinca za rukavice u biti je precizni sustav zatvorene petlje koji integrira pročišćavanje plina, snagu cirkulacije i kontrolu tlaka. Njegova temeljna svrha nije jednostavno 'ukloniti zrak', već održavati inertni plin unutar komore kontinuiranim cirkuliranjem i samopročišćavanjem, tako da razine vode i kisika mogu ostati na iznimno niskoj razini od <1 ppm dugoročno. Mikrouna zatvoreni cirkulacijski sustav pretinca za rukavice sastoji se od pet radnih stupnjeva: cirkulacijska snaga i isporuka plina, pročišćavanje nečistoća, logička kontrola tlaka i ventila, regeneracija kolone za pročišćavanje i regulacija nadzora i povratne sprege.
Korak 1: Cirkulacija struje i isporuke plina
Zatvorena cirkulacija je potpuno zatvoren krug. Radni plin je argon ili dušik visoke čistoće, a cirkulacijski ventilator promjenjive frekvencije služi kao izvor energije za cijeli sustav. Mikrounin ventilator ima protok od 90 m³/h, dok različiti modeli mogu osigurati veće protoke, poput 145 ili 180 m³/h, prema potrebi. Ventilator izvlači inertni plin iz komore pretinca za rukavice i prenosi ga kroz cijevi od nehrđajućeg čelika do jedinice kolone za pročišćavanje. Nakon pročišćavanja, čisti inertni plin vraća se u komoru pretinca za rukavice, tvoreći zatvoreni krug. Plin cirkulira samo unutar sustava umjesto da se ispušta izravno prema van, maksimizirajući očuvanje inertnog plina visoke čistoće.
Cijev za cirkulaciju pretinca za rukavice može se proširiti na povezane procesne komore, dopuštajući plinu unutar tih komora da istovremeno sudjeluje u cirkulaciji i osigurava uklanjanje vode i kisika. Cirkulacijska petlja opremljena je pneumatskim kutnim ventilima i integriranim solenoidnim ventilima. PLC automatski uključuje i isključuje ventile u skladu s radnim uvjetima, izolirajući kolonu za pročišćavanje tijekom regeneracije, osiguravajući da se glavna cirkulacija u pretincu za rukavice nastavlja bez prekida.
Korak 2: Uklanjanje vode i kisika unutar kolone za pročišćavanje
Mješoviti plin koji gura ventilator ulazi u posudu kolone za pročišćavanje koja je napunjena s 5 kg bakrenog katalizatora i 5 kg molekularnog sita. Plin prvo prolazi kroz sloj molekularnog sita, gdje mikroporozna struktura fizički adsorbira molekule vode iz struje plina, dovršavajući dehidraciju. Plin zatim teče kroz sloj bakrenog katalizatora, gdje elementarni bakar kemijski reagira s kisikom u struji plina kako bi uklonio kisik. Pročišćeni inertni plin visoke čistoće zatim teče natrag kroz cjevovod u komoru pretinca za rukavice, smanjujući koncentraciju vode i kisika unutar komore.
Nakon ponovljene cirkulacije, materijali za punjenje kontinuirano hvataju vodu i kisik unutar komore, a razina vode i kisika postupno se smanjuje do raspona od 1 ppm. U isto vrijeme, filter od 0,3 μm unutar pretinca za rukavice može filtrirati prah i prašinu iz cirkulirajućeg plina, sprječavajući da se prah za punjenje vrati u komoru i kontaminira uzorke.
Korak 3: Koordinirana kontrola tlaka i ventila
Zatvoreni cirkulacijski sustav nije potpuno kruto zabrtvljen. Sustav kontinuirano prati tlak u komori i održava blago pozitivan tlak. Rad cirkulacijskog ventilatora uzrokuje fluktuacije tlaka, tako da sustav automatski isporučuje malu količinu inertnog plina kako bi kompenzirao gubitak tlaka. Kada je tlak previsok, sustav automatski otvara otvor za rasterećenje tlaka; kada je tlak prenizak, aktivira se alarm koji ukazuje na mogući problem brtvljenja.
Korak 4: Regeneracija kolone za pročišćavanje za vraćanje kapaciteta pročišćavanja
Nakon kontinuirane cirkulacije, molekularno sito postaje zasićeno adsorbiranom vodom, dok se bakreni katalizator većim dijelom pretvara u bakreni oksid, smanjujući kapacitet pročišćavanja. Sustav odvaja kolonu za pročišćavanje koju treba regenerirati od glavne cirkulacijske petlje i uvodi smjesu vodika/inertnog plina od 5–10%. Kolona za pročišćavanje se zagrijava, a vodik reducira bakrov oksid natrag u aktivni elementarni bakar. Molekularno sito otpušta adsorbiranu vlagu na visokoj temperaturi, a vlaga se ispušta iz sustava s regeneracijskim ispušnim plinom.
Nakon završetka redukcije i desorpcije, zagrijavanje se zaustavlja i inertni plin se koristi za pročišćavanje i hlađenje kolone za pročišćavanje. Materijali za punjenje vraćaju svoju sposobnost uklanjanja vode i kisika, a ventili se prebacuju kako bi ponovno spojili kolonu na zatvorenu cirkulaciju. Cijeli proces regeneracije automatski kontrolira PLC i ne zahtijeva ručne operacije.
Korak 5: Praćenje, povratne informacije i regulacija zatvorene petlje
Sučelja za uzorkovanje ugrađena su u cjevovod zatvorene petlje. Analizator vode i kisika kontinuirano uzorkuje cirkulirajući plin i PLC-u daje podatke o vodi i kisiku u stvarnom vremenu. Ako se razina vode i kisika poveća jer materijali oslobađaju nečistoće ili zbog curenja brtve, sustav održava ventilator na visokoj brzini i povećava protok cirkulacije kako bi se ubrzalo uklanjanje nečistoća. Kada pokazatelji ostanu stabilni i unutar specifikacije dulje vrijeme, ventilator s promjenjivom frekvencijom smanjuje svoju brzinu kako bi smanjio potrošnju energije.
Sustav zatvorene petlje cirkulacije pretinca za rukavice Mikrouna oslanja se na inertni plin koji neprestano teče kroz zatvoreni krug, medij za pročišćavanje koji kontinuirano hvata nečistoće, regeneraciju koja obnavlja medij nakon zasićenja i regulaciju povratne informacije temeljenu na senzorima. Zajedno, ove funkcije osiguravaju da komora pretinca za rukavice—i povezane procesne komore integrirane s pretincem—mogu dugoročno održavati bezvodnu inertnu atmosferu visoke čistoće bez kisika.
