實(shí)驗(yàn)室專用氣路系統(tǒng)的研制

一、傳統(tǒng)氣屏柜和氣路

隨著氣相色譜儀等特定儀器進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，氣瓶在實(shí)驗(yàn)室中的使用也變得頻繁，因此會(huì)產(chǎn)生一些氣瓶柜和氣路的使用方法。所以讓我們來看看市場上常見的氣瓶柜和氣路的特點(diǎn)。

1.1.氣瓶柜用于改善局部排氣通風(fēng)，保護(hù)氣瓶（氣瓶）不受柜外火災(zāi)和內(nèi)部火災(zāi)的金屬容器。氣瓶柜內(nèi)有吹洗系統(tǒng)、報(bào)警器和排氣孔。

1.2用1.0mm優(yōu)質(zhì)冷扎鋼板表面應(yīng)嚴(yán)格酸洗磷化，然后進(jìn)行環(huán)氧靜電噴涂耐腐蝕處理，防潮耐熱，使用微機(jī)定時(shí)開關(guān)，高敏感探頭檢測漏氣自動(dòng)排氣報(bào)警。

1.3氣路采用單管供氣，即氣瓶通過減壓閥直接向儀器供氣。

二、實(shí)驗(yàn)室傳統(tǒng)氣瓶柜的不足

普通氣瓶柜可滿足一般使用要求，如排氣、報(bào)警、耐，但實(shí)驗(yàn)室氣體試驗(yàn)存在諸多問題，一般有以下幾點(diǎn)：

2.1.供氣采用單管供氣一旦其中一個(gè)部件出現(xiàn)問題，供氣壓力就會(huì)不穩(wěn)定，儀器也會(huì)立即損壞。

2.2打開氣瓶時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高速?zèng)_擊氣流，與管道發(fā)生一定摩擦，產(chǎn)生靜電，使可燃?xì)怏w燃燒甚至爆炸。

2.當(dāng)實(shí)驗(yàn)室配備多臺(tái)氣瓶儀器時(shí)，必須增加相應(yīng)的氣瓶柜，成本高，管理復(fù)雜。

2.4.供氣管道不固定，在使用過程中會(huì)發(fā)生斷裂、壓扁等事故，導(dǎo)致供氣不穩(wěn)定。

從以上幾點(diǎn)可以看出，傳統(tǒng)氣瓶柜和氣路存在安全隱患，不經(jīng)濟(jì)，損壞。因此，實(shí)驗(yàn)室使用的氣瓶柜和氣路系統(tǒng)應(yīng)經(jīng)過更嚴(yán)格的規(guī)劃設(shè)計(jì)，確保試驗(yàn)過程中不發(fā)生事故，確保每次試驗(yàn)準(zhǔn)備正確完成。

三、實(shí)驗(yàn)室專用氣路系統(tǒng)設(shè)計(jì)

以氣相色譜為例。氣相色譜儀正常工作時(shí)需要三瓶氣瓶，其中一瓶是氫氣，所以在使用過程中要特別小心。因此，氫氣瓶柜的設(shè)計(jì)將有許多保護(hù)措施?，F(xiàn)在我們來談?wù)勂胀馄抗窈蜌饴返母倪M(jìn)。

3.1壓力要求

氣源為高壓高純瓶裝氣體，按標(biāo)準(zhǔn)充裝；氣源為0-15Mpa的99.將999%的氣體傳輸?shù)浇K端可調(diào)到0-1.6Mpa或0-1.0Mpa。使用氣瓶供氣系統(tǒng)，將氣瓶柜內(nèi)的高純氣體輸送到氣相色譜實(shí)驗(yàn)室各儀器終端。氣體管道采用不銹鋼實(shí)驗(yàn)室專用管道。連接方式為夾套組合連接。管道應(yīng)連接到各儀器終端。除特殊說明外，調(diào)節(jié)裝置和壓力表均采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼，均為標(biāo)準(zhǔn)配件，易于維護(hù)和更換。氣瓶采用進(jìn)口減壓閥，閥芯材料為316不銹鋼(帶襯里TEFLON高純度聚四氟乙烯適用于壓力表接口1/4”NPT螺紋，本體不銹鋼316SUS，氣瓶連接端規(guī)格適用于所有符合國際標(biāo)準(zhǔn)的氣瓶，出口端尺寸為1/4”閥門進(jìn)出口為卡套。適用等級(jí)為5，適用等級(jí)為5。.0的氣體。

3.2供氣流程

氣源設(shè)置和壓力調(diào)節(jié)：氣源采用集中供氣方式，可燃?xì)怏w有阻火系統(tǒng)，減壓閥前后配備相應(yīng)的壓力表，顯示壓力。每個(gè)瓶子都配備了瓶子的防護(hù)鏈，以防止瓶子倒在地上傷害操作人員。瓶與開關(guān)裝置之間采用不銹鋼軟管連接，并采用夾套連接，防止泄漏。

3.氣體管道安裝與檢漏

氣瓶間至實(shí)驗(yàn)室的氣體管道為1/4"BA級(jí)316L鋪設(shè)不銹鋼清潔管；并配備氣體排氣管道。管道應(yīng)沿角明鋪，并附近連接到儀器終端。每根氣體管道進(jìn)入每個(gè)實(shí)驗(yàn)室房間后，安裝維修閥（不銹鋼球閥）。如果下游設(shè)備出現(xiàn)故障，可以關(guān)閉維修閥，切斷上游管道中的氣體，然后維修或更換下游設(shè)備。閥門后設(shè)置二次減壓閥，二次減壓閥前后設(shè)置壓力檢測表。每條路都配備了一個(gè)壓力表和一個(gè)針閥，連接到儀器上。除氣相色譜外，其他儀器所需的氣體管道在二次減壓后通過不銹鋼球閥、壓力表、針閥或球閥鋪設(shè)到所有儀器的位置。

采用品牌優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，所有氣體管道質(zhì)量高，光輝退火，無縫不銹鋼SS－316L。管徑為英制的1/4″；使用管接頭和閥門SUS316SS材質(zhì)，雙卡套設(shè)計(jì)。

鋼瓶與減壓閥采用不銹鋼高壓金屬軟管連接，外管采用彈簧圈保護(hù)，內(nèi)管纏繞不銹鋼絲，耐壓20MPa，確保換瓶時(shí)氣體不泄漏，安全可靠。

管道均采用BA級(jí)SUS316L不銹鋼管，內(nèi)外表面拋光，確保不影響氣體純度。高速氣流通過管道產(chǎn)生靜電。為保證管道不產(chǎn)生火花，不影響儀器精度，各管道增加接地線，保證接地電阻（化工）≤2歐姆，一般類接地電阻≤4歐姆)和回火防止閥。

為避免高壓氣體因減壓閥故障或誤操作而損壞儀器，可增加安全閥。當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)釋放，在減壓閥后設(shè)置截止閥。為了防止熱膨脹和冷收縮，可以增加膨脹彎曲。為了防止管道振動(dòng)，應(yīng)在控制面板和管道上安裝管夾，以標(biāo)記氣體成分和方向。一級(jí)調(diào)壓器固定在控制面板上，以防止安裝和使用過程中發(fā)生事故泄漏。一級(jí)調(diào)壓裝置可將氣體壓力從鋼瓶中提高10-15MPa調(diào)至0-2.5MPa管道壓力左右，二級(jí)終端微調(diào)減壓器壓力0-1.6MPa或0-1.0MPa。

管道固定件采用絕緣材料，堅(jiān)固耐用。通過實(shí)驗(yàn)室墻壁或地板的氣體管道應(yīng)鋪設(shè)在嵌入式套管中，套管中的管段不得有焊縫。燃燒材料應(yīng)用于管道和套管之間的密封。在氣路系統(tǒng)中安裝阻火器。管道鋪設(shè)過程應(yīng)水平、垂直，盡量減少彎曲。管道安裝前后，高純氣體吹掃連接系統(tǒng)，確保系統(tǒng)清潔。

鋼瓶減壓器固定在不銹鋼面板上，安裝在墻上，便于調(diào)節(jié)壓力；鋼瓶與減壓設(shè)備用高壓軟管連接，高壓軟管與減壓器用1/4NPT螺紋連接，減壓器與管道之間的1/4NPT螺紋轉(zhuǎn)卡套連接。

氣路系統(tǒng)驗(yàn)收：a.強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)：管內(nèi)充滿高純氮?dú)猓箟毫_(dá)到1MPa，保持這種壓力2小時(shí)不降為合格。b.嚴(yán)密性實(shí)驗(yàn)：管內(nèi)充滿高純氮?dú)猓箟毫_(dá)到0.6MPa，12小時(shí)內(nèi)保持此壓力不降為合格。c.清潔實(shí)驗(yàn)：管道中充滿高純氮?dú)?，關(guān)閉所有閥門，打開末端，用干凈的白布覆蓋管口一分鐘。如果白布上沒有雜質(zhì)和水，則合格。

主管道采用1/4"BA級(jí)316L不銹鋼潔凈管，管道應(yīng)采用專用綠色工程塑料管夾固定，固定距離為每米一個(gè)。，氣瓶間安裝防爆燈、防爆排氣扇和可燃?xì)怏w泄漏報(bào)警裝置。氣瓶間墻上設(shè)有垂直固定氣瓶的不銹鋼固定架，并安裝防傾倒固定鏈。

四、新氣瓶柜和氣路系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

4.1.保持氣體純度:集中供氣切換系統(tǒng)是為實(shí)驗(yàn)室高純度氣體供應(yīng)而設(shè)計(jì)的氣瓶供氣系統(tǒng)(其漏氣率1)*10-8mbarl/s），在標(biāo)準(zhǔn)配置下，每個(gè)氣瓶都配有高壓吹掃閥，以消除每次更換氣瓶時(shí)引入的雜質(zhì)，保證管道終端氣體的純度。

4.2不間斷氣體供應(yīng):集中供氣切換系統(tǒng)可手動(dòng)或自動(dòng)切換氣瓶，保證氣體的連續(xù)供應(yīng)。

4.3.氣壓穩(wěn)定:系統(tǒng)采用兩級(jí)減壓(一級(jí)由供氣控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)，二級(jí)由使用點(diǎn)控制閥調(diào)節(jié))供氣，可獲得非常穩(wěn)定的壓力。

4.4高效率：通過供氣控制系統(tǒng)，可充分利用鋼瓶內(nèi)的氣體，減少殘余，降低用氣成本。

4.操作簡單：所有氣瓶均集中在同一位置，減少了搬運(yùn)安裝等操作，節(jié)省了更多的時(shí)間和成本。

4.6降低氣瓶租金：采用集中供氣系統(tǒng)，可降低氣瓶數(shù)量要求，節(jié)約氣瓶租賃成本。

4.7.減少分子篩的損耗:通過集中供氣，可以更好地控制氣體純度(通過清洗、吹掃)，有效減少數(shù)派對(duì)分子篩的使用(節(jié)約成本)。

4.實(shí)驗(yàn)室8無氣瓶：采用集中供氣系統(tǒng)