Thezaprtozančni cirkulacijski sistem sovoznikovega predala je v bistvu natančen zaprtozančni sistem, ki združuje čiščenje plina, moč kroženja in nadzor tlaka. Njegov glavni namen ni preprosto 'odstraniti zrak', ampak ohranjati inertni plin v komori nenehno kroženje in samočiščenje, tako da lahko ravni vode in kisika dolgoročno ostanejo na izjemno nizki ravni <1 ppm. Krožni sistem z zaprto zanko predal Mikrouna je sestavljen iz petih delovnih stopenj: cirkulacijska moč in dovod plina, čiščenje nečistoč, krmiljenje tlaka in ventila, regeneracija čistilne kolone in regulacija nadzora in povratnih informacij.
1. korak: Dostava električne energije in plina v obtoku
Kroženje z zaprto zanko je popolnoma zaprt krog. Delovni plin je argon ali dušik visoke čistosti, krožni ventilator s spremenljivo frekvenco pa služi kot vir energije za celoten sistem. Ventilator Mikrouna ima pretok 90 m³/h, medtem ko lahko različni modeli zagotavljajo višje pretoke, na primer 145 ali 180 m³/h, po potrebi. Ventilator črpa inertni plin iz notranjosti komore predala za rokavice in ga prenaša skozi cevi iz nerjavečega jekla do enote čistilne kolone. Po čiščenju se čisti inertni plin vrne v komoro predala za rokavice in tvori zaprt krog. Plin kroži samo znotraj sistema, namesto da bi bil izpuščen neposredno navzven, kar maksimira ohranjanje inertnega plina visoke čistosti.
Obtočne cevi v predalu za rokavice se lahko razširijo na povezane procesne komore, kar omogoča, da plin v teh komorah hkrati sodeluje pri kroženju in zagotavlja odstranitev vode in kisika. Obtočna zanka je opremljena s pnevmatskimi kotnimi ventili in integriranimi elektromagnetnimi ventili. PLC samodejno vklopi in izklopi ventile glede na delovne pogoje, izolira čistilno kolono med regeneracijo, hkrati pa zagotavlja neprekinjeno kroženje glavnega predala za rokavice.
2. korak: Odstranjevanje vode in kisika znotraj čistilne kolone
Mešani plin, ki ga potiska ventilator, vstopi v posodo čistilne kolone, ki je napolnjena s 5 kg bakrovega katalizatorja in 5 kg molekularnega sita. Plin gre najprej skozi plast molekularnega sita, kjer mikroporozna struktura fizično adsorbira vodne molekule iz toka plina in s tem zaključi dehidracijo. Plin nato teče skozi plast bakra in katalizatorja, kjer elementarni baker kemično reagira s kisikom v toku plina, da odstrani kisik. Očiščen inertni plin visoke čistosti nato teče nazaj skozi cevovod v komoro predala za rokavice, pri čemer se zmanjša koncentracija vode in kisika v komori.
Po večkratnem kroženju vodo in kisik v komori stalno zajemata polnilni material, raven vode in kisika pa se postopoma zmanjšuje na območje 1 ppm. Istočasno lahko 0,3-μm filter v notranjosti sovoznikovega predala filtrira prah in prah iz krožečega plina, s čimer prepreči, da bi se polnilni prah odnesel nazaj v komoro in onesnažil vzorce.
3. korak: Usklajen nadzor tlaka in ventila
Krožni sistem z zaprto zanko ni popolnoma togo zatesnjen. Sistem stalno spremlja tlak v komori in vzdržuje rahlo pozitiven tlak. Delovanje obtočnega ventilatorja povzroča nihanje tlaka, zato sistem samodejno dovaja majhno količino inertnega plina za kompenzacijo izgube tlaka. Ko je tlak previsok, sistem samodejno odpre zračnik za razbremenitev tlaka; ko je tlak prenizek, se sproži alarm, ki nakazuje morebitno težavo s tesnjenjem.
Korak 4: Regeneracija čistilne kolone za ponovno vzpostavitev zmogljivosti čiščenja
Po neprekinjenem kroženju se molekularno sito nasiči z adsorbirano vodo, medtem ko se bakrov katalizator v veliki meri pretvori v bakrov oksid, kar zmanjša zmogljivost čiščenja. Sistem odklopi čistilno kolono, ki jo je treba regenerirati, od glavne obtočne zanke in uvede 5–10 % mešanico vodika/inertnega plina. Čistilna kolona se segreje in vodik reducira bakrov oksid nazaj v aktivni elementarni baker. Molekularno sito sprosti adsorbirano vlago pri visoki temperaturi, vlaga pa se odvaja iz sistema z regeneracijskim izpušnim plinom.
Po končani redukciji in desorpciji se segrevanje ustavi in za splakovanje in hlajenje čistilne kolone se uporabi inertni plin. Polnilni materiali povrnejo svojo sposobnost odstranjevanja vode in kisika, ventili pa se preklopijo, da ponovno povežejo kolono s kroženjem zaprte zanke. Celoten proces regeneracije samodejno nadzira PLC in ne zahteva ročnega upravljanja.
Korak 5: Spremljanje, povratne informacije in regulacija zaprtega kroga
Vmesniki za vzorčenje so nameščeni v cevovodu z zaprto zanko. Analizator vode in kisika nenehno vzorči krožeči plin in PLC-ju zagotavlja podatke o vodi in kisiku v realnem času. Če se raven vode in kisika poveča, ker materiali sproščajo nečistoče ali zaradi puščanja tesnila, sistem vzdržuje visoko hitrost ventilatorja in poveča pretok cirkulacije, da pospeši odstranjevanje nečistoč. Ko indikatorji dlje časa ostanejo stabilni in znotraj specifikacij, ventilator s spremenljivo frekvenco zmanjša svojo hitrost, da zmanjša porabo energije.
Krožni sistem z zaprto zanko predal Mikrouna se zanaša na inertni plin, ki večkrat teče skozi zaprt krog, čistilni medij, ki nenehno zajema nečistoče, regeneracija, ki obnovi medij po nasičenju, in regulacija povratne informacije na podlagi senzorjev. Te funkcije skupaj zagotavljajo, da lahko komora rokavičnega predala – in povezane procesne komore, integrirane z rokavičnim predalom – dolgoročno vzdržujejo visoko čisto, brezvodno inertno atmosfero brez kisika.
