TheSistemul de circulație cu buclă închisă pentru torpedo este în esență un sistem cu buclă închisă de precizie care integrează purificarea gazului, puterea de circulație și controlul presiunii. Scopul său principal nu este pur și simplu „eliminarea aerului”, ci menținerea gazului inert din interiorul camerei în continuă circulație și autopurificare, astfel încât nivelurile de apă și oxigen să rămână la un nivel extrem de scăzut de <1 ppm pe termen lung. Sistemul de circulație în buclă închisă pentru torpedoul Mikrouna constă din cinci etape de funcționare: puterea de circulație și livrarea gazului, purificarea impurităților, controlul logic al presiunii și al supapei, regenerarea coloanei de purificare și reglarea monitorizării-feedback.
Pasul 1: Puterea de circulație și livrarea gazului
Circulația în buclă închisă este un circuit complet închis. Gazul de lucru este argon sau azot de înaltă puritate, iar un ventilator de circulație cu frecvență variabilă servește ca sursă de energie pentru întregul sistem. Ventilatorul Mikrouna are un debit de 90 m³/h, în timp ce diferite modele pot oferi debite mai mari, cum ar fi 145 sau 180 m³/h, după cum este necesar. Ventilatorul atrage gaz inert din interiorul camerei torpedoului și îl transportă prin conducte din oțel inoxidabil către unitatea de coloană de purificare. După purificare, gazul inert curat este returnat în camera torpedoului, formând un circuit închis. Gazul circulă numai în interiorul sistemului, mai degrabă decât să fie descărcat direct în exterior, maximizând conservarea gazului inert de înaltă puritate.
Conducta de circulație a torpedoului se poate extinde la camerele de proces conectate, permițând gazului din interiorul acestor camere să participe simultan la circulație și asigurând eliminarea apei și a oxigenului. Bucla de circulație este echipată cu supape unghiulare pneumatice și electrovalve integrate. PLC-ul pornește și oprește automat supapele în funcție de condițiile de funcționare, izolând coloana de purificare în timpul regenerării, asigurând în același timp că circulația principală a torpedoului continuă neîntreruptă.
Pasul 2: Îndepărtarea apei și a oxigenului în interiorul coloanei de purificare
Gazul amestecat împins de ventilator intră în vasul coloanei de purificare, care este umplut cu 5 kg catalizator de cupru și 5 kg sită moleculară. Gazul trece mai întâi prin stratul de sită moleculară, unde structura microporoasă absoarbe fizic moleculele de apă din fluxul de gaz, completând deshidratarea. Gazul curge apoi prin stratul de cupru-catalizator, unde cuprul elementar reacţionează chimic cu oxigenul din fluxul de gaz pentru a elimina oxigenul. Gazul inert purificat de înaltă puritate curge apoi înapoi prin conducte în camera torpedoului, reducând concentrația de apă și oxigen din interiorul camerei.
După o circulație repetată, apa și oxigenul din interiorul camerei sunt captate continuu de materialele de umplere, iar nivelul de apă și oxigen scade treptat până la intervalul de 1 ppm. În același timp, un filtru de 0,3 μm în interiorul torpedoului poate filtra pulberea și praful din gazul circulant, împiedicând transportul prafului de umplutură înapoi în cameră și contaminarea probelor.
Pasul 3: Control coordonat al presiunii și al supapei
Sistemul de circulație în buclă închisă nu este complet etanșat. Sistemul monitorizează continuu presiunea din cameră și menține o presiune ușor pozitivă. Funcționarea ventilatorului de circulație provoacă fluctuații de presiune, astfel încât sistemul furnizează automat o cantitate mică de gaz inert pentru a compensa pierderea de presiune. Când presiunea este prea mare, sistemul deschide automat orificiul de ventilație pentru eliberarea presiunii; când presiunea este prea scăzută, se declanșează o alarmă pentru a indica o posibilă problemă de etanșare.
Pasul 4: Regenerarea coloanei de purificare pentru a restabili capacitatea de purificare
După circulație continuă, sita moleculară devine saturată cu apă adsorbită, în timp ce catalizatorul de cupru este transformat în mare parte în oxid de cupru, reducând capacitatea de purificare. Sistemul deconectează coloana de purificare care urmează să fie regenerată de la circuitul principal de circulație și introduce un amestec de 5-10% hidrogen/gaz inert. Coloana de purificare este încălzită, iar hidrogenul reduce oxidul de cupru înapoi la cupru elementar activ. Sita moleculară eliberează umiditatea adsorbită la temperatură ridicată, iar umiditatea este evacuată din sistem cu gazele de evacuare de regenerare.
După ce reducerea și desorbția sunt finalizate, încălzirea se oprește și gazul inert este utilizat pentru a purja și a răci coloana de purificare. Materialele de umplere își recuperează capacitatea de a elimina apa și oxigenul, iar supapele comută pentru a reconecta coloana la circulația în buclă închisă. Întregul proces de regenerare este controlat automat de PLC și nu necesită operare manuală.
Pasul 5: Monitorizare, feedback și reglare în buclă închisă
Interfețele de eșantionare sunt instalate în conductele în buclă închisă. Un analizor de apă și oxigen prelevează continuu gazul în circulație și oferă PLC-ului date în timp real despre apă și oxigen. Dacă nivelul de apă și oxigen crește deoarece materialele eliberează impurități sau din cauza scurgerilor de etanșare, sistemul menține ventilatorul la o viteză mare și crește debitul de circulație pentru a accelera îndepărtarea impurităților. Când indicatorii rămân stabili și în cadrul specificațiilor pentru o perioadă prelungită, ventilatorul cu frecvență variabilă își reduce viteza pentru a reduce consumul de energie.
Sistemul de circulație în buclă închisă pentru torpedoul Mikrouna se bazează pe gaz inert care curge în mod repetat printr-un circuit închis, mediile de purificare captând continuu impuritățile, regenerarea restabilind mediile după saturare și reglarea feedback-ului bazată pe senzori. Împreună, aceste funcții asigură că camera torpedoului – și camerele de proces conectate integrate cu torpedoul – pot menține o atmosferă inertă de înaltă puritate, anhidră, fără oxigen pe termen lung.
