سیستم های توزیع و کابین های گاز

کابینت‌های گاز و سیستم‌های توزیع برای رساندن گازهای فله و ویژه به تجهیزات فرآیند طراحی شده‌اند. این سیستم‌ها بر اساس نوع و ماهیت گازی که تحویل می‌دهند تولید می‌شوند و می‌توانند شامل بخارساز، کابینت گاز، منیفولدهای گاز، کنترل‌کننده‌های جریان جرمی، دریچه‌ها، سنسورهای فشار و لوله‌های متصل به هم باشند.

یک سیستم لوله کشی توزیع گاز باید دارای سطوح داخلی با کیفیت بالا باشد تا اطمینان حاصل شود که گاز توسط ذرات سیستم آلوده نمی شود. سیستم های توزیع برای ایمنی و قابلیت اطمینان طراحی شده اند. ایمنی در میان فشارهای بالا و گازهای خطرناک (مانند NH3، HCl و SiH4) که می تواند به تجهیزات یا پرسنل آسیب برساند، از اهمیت بالایی برخوردار است. قابلیت اطمینان برای اطمینان از موفقیت تحویل گاز در کاربردهای مهم خوراک گاز مهم است.

ترکیب کابینت گاز

در ساده‌ترین سطح، یک کابینت گاز استاندارد شامل یک محفظه ظرف با پانل یا در، یک یا چند سیلندر با تنظیم‌کننده‌های فشار، یک منیفولد، سوپاپ‌ها و لوله است. سوپاپ ها، لوله ها و اتصالات با نخ های مخروطی گازی به هم متصل می شوند. سایر اجزایی که ممکن است گنجانده شوند عبارتند از مجموعه های تصفیه و سوئیچ های فشار. مجموعه‌های پاکسازی شامل یک سیلندر اضافی از گاز بی‌اثر است که برای فراهم کردن وسیله‌ای مناسب برای پاک‌سازی رگولاتور یا کل سیستم تحویل قبل و بعد از استفاده، تنظیم شده است. سوئیچ های فشار برای فعال کردن عملکردهای خودکار (مانند کنترل سوپاپ یا خاموش شدن اضطراری) بر اساس سطوح فشار در سیستم استفاده می شود.

کابینت های گاز بسته به طراحی منیفولد مورد استفاده برای انتقال گاز ممکن است به صورت موازی یا سری کار کنند. مدار منیفولد به صورت سری به گونه ای طراحی شده است که منبع فشار از یک شیر به شیر دیگر منتقل می شود. در مقابل، پورت های ورودی موازی همگی یک منبع فشار مشترک دارند.

نمایش تمام سازندگان کابینت گاز و سیستم های توزیع

انواع

کابینت‌های گاز، واحدهای ذخیره‌سازی گاز هستند که برای مهار و تخلیه گازهای نشت‌کننده طراحی شده‌اند. آنها معمولاً منیفولدها و سیستم های انتقال گاز را برای کاربردهای توزیع در خود جای می دهند. کابینت های گاز بر اساس اتوماسیون سیستم تحویل متمایز می شوند، که اغلب با نوع گازهای مورد استفاده در ارتباط است.

کابینت گاز دستی - تمامی عملکردها در این سیستم ها به صورت دستی توسط کاربر کنترل می شود. اینها معمولاً برای گازهای خنثی، غیر سمی و غیر واکنشی استفاده می شوند که در آن عوامل ایمنی اضافی برای جداسازی گاز مورد نیاز نیست.

کابینت های گاز نیمه اتوماتیک - این سیستم ها حاوی حسگرهایی هستند که در صورت تشخیص نشتی یا فشار غیرعادی، ویژگی های ایمنی را به طور خودکار خاموش می کنند، اما برخی از کنترل های دیگر به صورت دستی کار می کنند. آنها برای گازهای کم واکنش یا سمی که در آن فاکتورهای ایمنی برای جداسازی گاز مورد نیاز است استفاده می شود.

کابینت های گاز تمام اتوماتیک - این سیستم ها برای نظارت بر تعداد زیادی از سنسورها و ورودی های فرآیند طراحی شده اند. همه عملکردها از جمله تحویل گاز و تمیز کردن/پاکسازی را می توان به صورت خودکار و توسط یک کنترلر PLC هدایت کرد. آنها برای گازهای سمی، خورنده، و واکنشی استفاده می شوند که در آن عوامل ایمنی جداسازی گاز بسیار مهم هستند.

کابینت های گاز تعویض خودکار - این سیستم ها حاوی چندین سیلندر هستند و برای جریان بی وقفه گاز در طول چرخه های تعویض و تصفیه طراحی شده اند. آنها در کاربردهایی استفاده می شوند که نیاز به جریان ثابت دارند یا در مواردی که افت فشار تحویل می تواند بر عملکرد دستگاه تأثیر منفی بگذارد.

پورت ها و سوپاپ ها

مشخصات پورت و شیر برای کابینت های گاز و سیستم های توزیع بخش مهمی از فرآیند انتخاب است.

انواع شیر

کابینت های گاز را می توان با انواع شیرهایی که برای کنترل جریان استفاده می شود متمایز کرد.

• دریچه های دستی - سوپاپ ها به صورت دستی از طریق یک دستگیره، اهرم یا سایر دستگاه های دستی تنظیم یا فعال می شوند.

• شیرهای برقی - شیرها از طریق یک آهنربای برقی فعال شده توسط سیگنال الکتریکی باز و بسته می شوند.

• دریچه های خلبان هوا - دریچه ها توسط یک سیگنال پنوماتیک فعال می شوند.

انواع بندر

پورت ها منافذی در منیفولد یا سیستم توزیع هستند که در آن اتصالات ورودی و خروجی ایجاد می شود. هر دهانه یا یک پورت ورودی (تامین) یا یک پورت خروجی است. تعداد هر کدام با الزامات برنامه مطابقت دارد.

• تعداد پورت های تامین ، تعداد منابع سیال مستقلی را که می توانند با سیستم منیفولد یا منیفولد متصل شوند، مشخص می کند.

• تعداد پورت های خروجی تعداد پریزهای سیستم را تعیین می کند. این اغلب به عنوان تعداد پورت ها یا شیرهایی که به منیفولد متصل می شوند یا می توانند متصل شوند، مشخص می شود. به عنوان مثال، یک منیفولد 6 نقطه ای دارای 6 پورت یا شیر است.

اندازه پورت ها بر اساس اندازه های استاندارد ملی Pipe Thread (NPT) است. ابعاد این اندازه ها به اینچ داده شده است. هر کدام بر اساس اندازه اسمی لوله است که مربوط به اتصال است.

مشخصات

مشخصات کابینت گاز همه چیز را از نرخ جریان گاز گرفته تا اندازه فیزیکی سیستم را توصیف می کند.

حداکثر فشار - فشار مقدار نیروی وارد شده به سیستم توسط گاز محتوی و تحت فشار را توصیف می کند. بیشتر گازهای فشرده از 2000 تا 2640 پوند بر اینچ مربع (psig) تجاوز نمی کنند، اما برخی از آنها می توانند به فشار 6000 psig برسند. ضعیف ترین نقطه سیستم حد فشار را تعیین می کند، بنابراین هر قسمتی که در اثر گرما، خوردگی یا تنش ضعیف شود ممکن است به طور بالقوه حداکثر فشار سیستم را کاهش دهد یا باعث پارگی ظرف شود.

حداکثر جریان - نرخ جریان حداکثر نرخ جریان گاز از طریق سیستم را توصیف می کند که معمولاً در فوت مکعب استاندارد در دقیقه (scfm) اندازه گیری می شود.

محدوده دما - محدوده دمایی محدوده کامل مورد نیاز از دمای کارکرد ایمن محیط یا سیال است که بر حسب درجه فارنهایت یا درجه سانتیگراد ارائه می شود.

ابعاد - ابعاد اندازه، اندازه فیزیکی کابین گاز، سیستم توزیع یا اجزای آن را مشخص می کند.

• اندازه کابینت - اندازه فیزیکی کابین گاز یا بدنه سیستم توزیع را نشان می دهد.

• اندازه پورت/لوله - اندازه فیزیکی اتصالات لوله یا درگاه اگزوز در سیستم را نشان می‌دهد که معمولاً بر اساس استاندارد اندازه‌گیری مانند نخ لوله ملی (NPT) بر حسب اینچ داده می‌شود. سایز بندی مهم است، زیرا یک خط لوله کم اندازه منجر به افت فشار بالا می‌شود، در حالی که نصب یک خط بزرگ به طور غیر ضروری گران تمام می‌شود.

مواد

مواد مورد استفاده برای ساخت کابینت گاز بخش مهمی از انتخاب سیستم مناسب است. مواد مورد استفاده برای پوشش و قسمت های بیرونی باید از استحکام ساختاری کافی برخوردار باشند، در حالی که مواد برای اجزای انتقال گاز باید با محیط، شرایط دما و درجه بندی فشار سازگار باشند تا از نشت، پارگی یا آلودگی جلوگیری شود.

آلومینیوم - فلزی سبک و نسبتاً مقاوم در برابر خوردگی که معمولاً برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی و سایش آنودایز می شود. آلومینیوم ممکن است برای لوله ها یا اتصالات در کاربردهای فشار کمتر با دمای محیطی بالاتر یا گازهای نسبتاً خورنده استفاده شود.

مس - فلزی نرم و انعطاف پذیر با سختی کم و مقاومت در برابر خوردگی عالی. مس به دلیل بی اثر بودن و مقاومت در برابر خوردگی معمولاً در لوله ها و لوله ها استفاده می شود.

پلاستیک - هر یک از پلیمرهای گرمانرم یا ترموپلاستیک متعدد با وزن مولکولی بالا. گریدهای مختلف (مانند نایلون، استال و پلی کربنات) دارای خواص متفاوتی هستند، اما اکثر آنها دارای مقاومت شیمیایی و خوردگی قوی هستند.

فولاد - فلز صنعتی عمومی با استحکام و سختی فیزیکی بالا. فولاد معمولاً برای افزایش خواص مقاومت در برابر خوردگی آن روکش یا تکمیل می شود.

فولاد ضد زنگ - آلیاژ فولادی بسیار مقاوم در برابر خوردگی و شیمیایی که بیشتر برای ساخت اجزای انتقال گاز در سیستم های توزیع فشار بالا استفاده می شود.

ویژگی ها

کابینت های گاز و سیستم های توزیع ممکن است از تعدادی ویژگی اضافی تشکیل شده باشند که برای کاربردهای خاص مهم هستند.

• جداسازی محفظه قابل تنظیم - بسته به کاربرد یا وضعیت چرخه فرآیند، محفظه های تامین را می توان ایزوله یا به هم متصل کرد.

• خاموشی اضطراری - سیستم به گونه ای طراحی شده است که جریان سیال را هنگامی که حسگرها موارد اضطراری مانند نشتی یا فشار زیاد را نشان می دهند، قطع می کند.

• سیگنال بازخورد - سیگنال‌های بازخورد سیگنال‌های الکتریکی یا الکترونیکی هستند که برای نشان دادن وضعیت دریچه‌ها برای نشان دادن یا پاسخ خودکار سیستم استفاده می‌شوند.

• فیلتر یا تله - تله‌ها آلاینده‌های ناخواسته (معمولاً اکسیژن، رطوبت یا هیدروکربن‌ها) را از گازهای ویژه قبل از رسیدن به دستگاه حذف می‌کنند. آنها همچنین می توانند به عنوان شاخص آلودگی گاز استفاده شوند.

• نشانگر بصری - نشانگرها سیگنال‌های بصری را برای توصیف وضعیت بخش‌های مختلف سیستم، مانند LED‌های مورد استفاده برای سیگنال وضعیت دریچه (باز یا بسته) ارائه می‌دهند.

  منبع

   

• globalspec.com