Dehandskfackets slutna cirkulationssystem är i huvudsak ett precisionssystem med slutet kretslopp som integrerar gasrening, cirkulationskraft och tryckkontroll. Dess kärnsyfte är inte bara att 'ta bort luften' utan att hålla den inerta gasen inuti kammaren kontinuerligt cirkulerande och självrenande, så att vatten- och syrenivåerna kan förbli på en extremt låg nivå på <1 ppm på lång sikt. Mikrouna handskfackets slutna cirkulationssystem består av fem driftssteg: cirkulationseffekt och gastillförsel, föroreningsrening, tryck- och ventillogikkontroll, reningskolonnregenerering och övervakning-feedback-reglering.
Steg 1: Cirkulationskraft och gasleverans
Cirkulationen med sluten krets är en helt sluten krets. Arbetsgasen är argon eller kväve med hög renhet, och en cirkulationsfläkt med variabel frekvens fungerar som strömkälla för hela systemet. Mikrounas fläkt har ett flöde på 90 m³/h, medan olika modeller kan ge högre flöden, som 145 eller 180 m³/h, efter behov. Fläkten drar inert gas inifrån handskfackets kammare och transporterar den genom rostfritt stålrör till reningskolumnenheten. Efter rening återförs ren inert gas till handskfacket och bildar en sluten krets. Gasen cirkulerar endast inom systemet istället för att släppas ut direkt till utsidan, vilket maximerar bevarandet av inert gas med hög renhet.
Handskfackets cirkulationsrör kan sträcka sig till anslutna processkammare, vilket gör att gasen inuti dessa kammare kan delta i cirkulationen samtidigt och säkerställer att vatten och syre avlägsnas. Cirkulationsslingan är utrustad med pneumatiska vinkelventiler och integrerade magnetventiler. PLC:n slår automatiskt på och av ventilerna enligt driftsförhållandena, isolerar reningskolonnen under regenerering samtidigt som den säkerställer att huvudhandskfackets cirkulation fortsätter oavbrutet.
Steg 2: Avlägsnande av vatten och syre inuti reningskolonnen
Den blandade gasen som trycks av fläkten kommer in i reningskolonnkärlet, som är fyllt med 5 kg kopparkatalysator och 5 kg molekylsil. Gasen passerar först genom molekylsilskiktet, där den mikroporösa strukturen fysiskt adsorberar vattenmolekyler från gasströmmen, vilket fullbordar uttorkningen. Gasen strömmar sedan genom koppar-katalysatorskiktet, där elementär koppar reagerar kemiskt med syre i gasströmmen för att avlägsna syre. Den renade inerta gasen med hög renhet strömmar sedan tillbaka genom röret in i handskfacket, vilket minskar vatten- och syrekoncentrationen inuti kammaren.
Efter upprepad cirkulation fångas vatten och syre inuti kammaren kontinuerligt av fyllnadsmaterialen, och vatten- och syrenivån minskar gradvis till intervallet 1 ppm. Samtidigt kan ett 0,3-μm filter inuti handskfacket filtrera pulver och damm från den cirkulerande gasen, förhindra att fyllmedelspulver transporteras tillbaka in i kammaren och kontaminera prover.
Steg 3: Koordinerad tryck- och ventilkontroll
Det slutna cirkulationssystemet är inte helt styvt tätt. Systemet övervakar kontinuerligt kammartrycket och håller ett lätt positivt tryck. Drift av cirkulationsfläkten orsakar tryckfluktuationer, så systemet tillför automatiskt en liten mängd inert gas för att kompensera för tryckförlust. När trycket är för högt öppnar systemet automatiskt ventilen för tryckavlastning; när trycket är för lågt utlöses ett larm för att indikera ett möjligt tätningsproblem.
Steg 4: Regenerering av reningskolonn för att återställa reningskapaciteten
Efter kontinuerlig cirkulation blir molekylsilen mättad med adsorberat vatten, medan kopparkatalysatorn till stor del omvandlas till kopparoxid, vilket minskar reningskapaciteten. Systemet kopplar bort reningskolonnen som ska regenereras från huvudcirkulationsslingan och introducerar en 5–10 % väte/inert-gasblandning. Reningskolonnen värms upp och vätet reducerar kopparoxiden tillbaka till aktiv elementär koppar. Molekylsilen släpper ut den adsorberade fukten vid hög temperatur, och fukten släpps ut från systemet med regenereringsavgaserna.
Efter att reduktion och desorption är slutförd, stoppas uppvärmningen och inert gas används för att rensa och kyla reningskolonnen. Fyllnadsmaterialen återställer sin förmåga att ta bort vatten och syre, och ventilerna växlar för att återansluta kolonnen till den slutna cirkulationen. Hela regenereringsprocessen styrs automatiskt av PLC:n och kräver ingen manuell drift.
Steg 5: Övervakning, återkoppling och reglering med sluten slinga
Provtagningsgränssnitt är installerade i den slutna kretsen. En vatten- och syreanalysator tar kontinuerligt prover på den cirkulerande gasen och tillhandahåller vatten- och syredata i realtid till PLC:n. Om vatten- och syrenivåerna stiger på grund av att material släpper ut föroreningar eller på grund av tätningsläckage, håller systemet fläkten på en hög hastighet och ökar cirkulationsflödet för att påskynda borttagningen av föroreningar. När indikatorerna förblir stabila och inom specifikationen under en längre period, minskar fläkten med variabel frekvens sin hastighet för att minska energiförbrukningen.
Mikrouna handskfackets slutna cirkulationssystem är beroende av att inert gas upprepade gånger strömmar genom en sluten krets, reningsmedia som kontinuerligt fångar upp föroreningar, regenerering som återställer mediet efter mättnad och sensorbaserad återkopplingsreglering. Tillsammans säkerställer dessa funktioner att handskfacket – och anslutna processkammare integrerade med handskfacket – kan bibehålla en hög renhet, vattenfri, syrefri inert atmosfär på lång sikt.
