cácHệ thống tuần hoàn vòng kín hộp găng tay về cơ bản là một hệ thống vòng kín chính xác tích hợp lọc khí, công suất tuần hoàn và kiểm soát áp suất. Mục đích cốt lõi của nó không chỉ đơn giản là 'loại bỏ không khí' mà còn giữ cho khí trơ bên trong buồng liên tục lưu thông và tự làm sạch, để lượng nước và oxy có thể duy trì ở mức cực thấp <1 ppm trong thời gian dài. Hệ thống tuần hoàn vòng kín hộp đựng găng tay Mikrouna bao gồm năm giai đoạn vận hành: công suất tuần hoàn và cung cấp khí, lọc tạp chất, kiểm soát logic áp suất và van, tái tạo cột lọc và điều chỉnh phản hồi giám sát.
Bước 1: Năng lượng tuần hoàn và phân phối khí
Tuần hoàn khép kín là một mạch khép kín hoàn toàn. Khí làm việc là argon hoặc nitơ có độ tinh khiết cao và quạt tuần hoàn có tần số thay đổi đóng vai trò là nguồn điện cho toàn bộ hệ thống. Quạt của Mikrouna có tốc độ dòng chảy 90 m³/h, trong khi các mẫu khác nhau có thể cung cấp tốc độ dòng chảy cao hơn, chẳng hạn như 145 hoặc 180 m³/h, tùy theo yêu cầu. Quạt hút khí trơ từ bên trong buồng hộp găng tay và vận chuyển nó qua đường ống thép không gỉ đến bộ phận cột lọc. Sau khi tinh chế, khí trơ sạch được đưa trở lại buồng hộp đựng găng tay, tạo thành một mạch kín. Khí chỉ lưu thông trong hệ thống chứ không được thải trực tiếp ra bên ngoài, tối đa hóa việc bảo tồn khí trơ có độ tinh khiết cao.
Đường ống tuần hoàn của hộp đựng găng tay có thể mở rộng đến các buồng xử lý được kết nối, cho phép khí bên trong các buồng đó tham gia vào quá trình tuần hoàn đồng thời và đảm bảo loại bỏ nước và oxy. Vòng tuần hoàn được trang bị van góc khí nén và van điện từ tích hợp. PLC tự động bật và tắt các van theo điều kiện vận hành, cách ly cột lọc trong quá trình tái sinh đồng thời đảm bảo quá trình lưu thông của hộp găng tay chính tiếp tục không bị gián đoạn.
Bước 2: Loại bỏ nước và oxy bên trong cột lọc
Khí hỗn hợp được quạt đẩy đi vào bình cột tinh chế, chứa đầy 5 kg chất xúc tác đồng và 5 kg rây phân tử. Đầu tiên, khí đi qua lớp sàng phân tử, nơi cấu trúc vi xốp hấp thụ vật lý các phân tử nước từ dòng khí, hoàn thành quá trình khử nước. Khí sau đó chảy qua lớp xúc tác đồng, nơi đồng nguyên tố phản ứng hóa học với oxy trong dòng khí để loại bỏ oxy. Khí trơ có độ tinh khiết cao sau đó sẽ chảy ngược qua đường ống vào buồng đựng găng tay, làm giảm nồng độ nước và oxy bên trong buồng.
Sau khi tuần hoàn lặp đi lặp lại, nước và oxy bên trong buồng liên tục được giữ lại bởi các vật liệu làm đầy, và mức nước và oxy giảm dần xuống phạm vi 1 ppm. Đồng thời, bộ lọc 0,3 μm bên trong hộp đựng găng tay có thể lọc bột và bụi từ khí tuần hoàn, ngăn không cho bột độn bị mang trở lại buồng và làm nhiễm bẩn mẫu.
Bước 3: Phối hợp điều khiển áp suất và van
Hệ thống tuần hoàn khép kín không được đóng kín hoàn toàn. Hệ thống liên tục theo dõi áp suất buồng và duy trì áp suất dương nhẹ. Hoạt động của quạt tuần hoàn gây nên sự dao động áp suất nên hệ thống tự động cung cấp một lượng nhỏ khí trơ để bù đắp tổn thất áp suất. Khi áp suất quá cao, hệ thống sẽ tự động mở lỗ thông hơi để giảm áp; khi áp suất quá thấp, một cảnh báo sẽ được kích hoạt để cho biết có thể xảy ra sự cố bịt kín.
Bước 4: Tái tạo cột lọc để khôi phục công suất lọc
Sau khi tuần hoàn liên tục, sàng phân tử trở nên bão hòa với nước hấp phụ, trong khi chất xúc tác đồng phần lớn được chuyển thành oxit đồng, làm giảm khả năng tinh chế. Hệ thống ngắt kết nối cột lọc cần tái sinh khỏi vòng tuần hoàn chính và đưa vào hỗn hợp 5–10% hydro/khí trơ. Cột tinh chế được làm nóng và hydro khử oxit đồng trở lại thành đồng nguyên tố hoạt động. Sàng phân tử giải phóng độ ẩm hấp phụ ở nhiệt độ cao và hơi ẩm được thải ra khỏi hệ thống cùng với khí thải tái sinh.
Sau khi quá trình khử và giải hấp hoàn tất, quá trình gia nhiệt dừng lại và khí trơ được sử dụng để thanh lọc và làm mát cột tinh chế. Các vật liệu làm đầy phục hồi khả năng loại bỏ nước và oxy, đồng thời các van chuyển sang kết nối lại cột với vòng tuần hoàn khép kín. Toàn bộ quá trình tái sinh được điều khiển tự động bởi PLC và không cần thao tác thủ công.
Bước 5: Giám sát, phản hồi và quy định khép kín
Giao diện lấy mẫu được cài đặt trong đường ống khép kín. Máy phân tích nước và oxy liên tục lấy mẫu khí tuần hoàn và cung cấp dữ liệu nước và oxy theo thời gian thực cho PLC. Nếu mức nước và oxy tăng do vật liệu giải phóng tạp chất hoặc do bịt kín rò rỉ, hệ thống sẽ giữ quạt ở tốc độ cao và tăng lưu lượng tuần hoàn để đẩy nhanh quá trình loại bỏ tạp chất. Khi các chỉ báo duy trì ổn định và nằm trong thông số kỹ thuật trong một thời gian dài, quạt có tần số thay đổi sẽ giảm tốc độ để giảm mức tiêu thụ năng lượng.
Hệ thống tuần hoàn vòng kín của hộp đựng găng tay Mikrouna dựa vào khí trơ chảy liên tục qua một mạch kín, phương tiện thanh lọc liên tục thu giữ tạp chất, tái tạo, khôi phục phương tiện sau khi bão hòa và điều chỉnh phản hồi dựa trên cảm biến. Cùng với nhau, các chức năng này đảm bảo rằng buồng hộp đựng găng tay—và các buồng xử lý được kết nối tích hợp với hộp đựng găng tay—có thể duy trì bầu không khí trơ có độ tinh khiết cao, khan, không có oxy trong thời gian dài.
