基本概念
實(shí)驗(yàn)室集中供氣系統(tǒng)的使用越來(lái)越普遍。它主要是由氣源,切換裝置,調(diào)壓裝置,終端用氣點(diǎn),監(jiān)控及報(bào)警裝置組成。實(shí)驗(yàn)室集中供氣就是將所有氣瓶集中存放在氣瓶房,通過(guò)氣瓶減壓閥將氣體輸送到各個(gè)實(shí)驗(yàn)室(即儀器端)。氣瓶在集中存放時(shí),必須將易燃?xì)怏w與助燃?xì)怏w分開(kāi)存放,必須通風(fēng)。
易燃?xì)怏w如:乙炔、甲烷、氫氣等。
助燃?xì)怏w如:氧氣、空氣等。
當(dāng)代大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室中的各種分析儀器如色譜儀或質(zhì)譜儀都需要連續(xù)使用載氣和燃料氣,因此實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行需要考慮如何將這些氣體供給到實(shí)驗(yàn)室中,可以用高壓鋼瓶、集中供氣系統(tǒng)或綜合上述幾種方法來(lái)進(jìn)行供氣。基于安全和效率因素,集中供氣系統(tǒng)變得越來(lái)越普遍,并成為當(dāng)今實(shí)驗(yàn)室設(shè)備中高純氣體的可靠連續(xù)的供應(yīng)源。在某些情況下,當(dāng)?shù)叵酪?guī)范建議甚至要求將主要的氣體源如鋼瓶和液體儲(chǔ)槽放置在工作區(qū)外的指定區(qū)域,然后將氣體通過(guò)管道系統(tǒng)輸送至廠房?jī)?nèi),并可通過(guò)安裝在工作臺(tái)上的使用點(diǎn)二級(jí)減壓器方便地調(diào)節(jié)壓力和流量。
閥門(mén)配置
實(shí)驗(yàn)室供氣有二級(jí)減壓和多級(jí)減壓。
二級(jí)減壓即氣瓶端采用一級(jí)減壓閥和末端采用二級(jí)減壓閥來(lái)達(dá)到二級(jí)減壓的目的。實(shí)驗(yàn)室一般推薦采用二級(jí)減壓,這樣可以保證氣體的純度和節(jié)約成本,也能達(dá)到多級(jí)減壓的效果(推薦)。
多級(jí)減壓即氣瓶端采用一級(jí)減壓閥或多級(jí)減壓閥和末端采用二級(jí)減壓閥或多級(jí)減壓閥來(lái)達(dá)到多級(jí)減壓的目的。減壓效果同二級(jí)減壓效果差不多,但成本會(huì)更高。
實(shí)驗(yàn)室供氣系統(tǒng)有一級(jí)減壓閥、二級(jí)減壓閥、截止閥、流量計(jì)等。
在選擇減壓閥的時(shí)候,必須考慮氣體的種類、允許壓力變化范圍、最大氣體用量和流速、管路的結(jié)構(gòu)和使用場(chǎng)所等。
a)由于各種氣體的用途不同,在材料的選擇上也會(huì)有些不同,如:一般惰性氣體閥體和閥芯用鍍鉻銅(也可以選擇不銹鋼)、乙炔和有腐蝕性的氣體建議閥體和閥芯用不銹鋼材料;
b)氣體純度為5.0(99.999%)、6.0(99.9999%)的非腐蝕性、惰性氣體材料建議選擇鍍鉻銅閥體,不銹鋼閥芯; 氣體純度為6.0(99.9999%)的腐蝕性、有毒氣體材料建議選擇不銹鋼閥體,不銹鋼閥芯; 由于氧氣的密度太濃,不同于其它惰性氣體,在選擇減壓閥的時(shí)候應(yīng)不同于其它氣體;
c)氣瓶減壓閥(一次減壓閥) 根據(jù)用戶使用氣體的頻率和用氣量,氣瓶減壓閥又分為單瓶式減壓和多瓶式減壓,多瓶式減壓又可分為半自動(dòng)減壓和全自動(dòng)減壓,其成本相應(yīng)也會(huì)不同。 氣瓶減壓閥一般直接安裝在氣瓶上邊(單瓶),也可以選擇匯流排安裝在墻上(雙瓶或多瓶)。
注:氣瓶減壓閥一般進(jìn)口壓力控制在200~300bar左右,出口壓力為1.5/10,15/25/50bar左右,工作溫度在-20~+50度,泄漏率為3.10-7mbar.l/s
d)終端減壓閥
終端減壓閥根據(jù)用戶的安裝方式,控制方式可以有很多種選擇:
一臺(tái)儀器需要用到幾種氣體,就配幾個(gè)終端減壓閥,目前大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室都采用這種方法(推存),壓力穩(wěn)定,流量也穩(wěn)定;
安裝一個(gè)終端減壓閥,之后通過(guò)接頭分到每臺(tái)儀器,這樣做的成本會(huì)低些,但氣體的壓力和流量會(huì)受到一定的影響。
終端減壓閥根據(jù)美觀和用戶需要,可以安裝在墻上邊,也可以安裝在工作臺(tái)上邊等等。建議終端減壓閥統(tǒng)一安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)功能柱中。
截止閥:即開(kāi)關(guān)閥,裝在氣瓶減壓閥和氣瓶之間,更好的控制氣閥接口的氣體泄漏,也可以裝在儀器端,當(dāng)開(kāi)關(guān)閥使用。
流量計(jì):用于調(diào)節(jié)氣體流量。
實(shí)驗(yàn)室氣體報(bào)警
一個(gè)現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)室,安全必須放在首位。由于氣瓶全部是集中存放,方便用戶集中檢查,節(jié)省成本和操作時(shí)間的同時(shí),也當(dāng)然存在安全隱患,但如果預(yù)警措施、安全措施到位的話,危險(xiǎn)是可以避免的!
氣體泄露報(bào)警裝置 如果氣瓶是集中存放的話,可以減少成本,用戶只需在實(shí)驗(yàn)室的角落安裝一個(gè)氣體泄漏檢測(cè)探頭,如果氣瓶房氣體發(fā)生泄漏的話,感應(yīng)探頭會(huì)即刻將信號(hào)傳至中心實(shí)驗(yàn)室的液晶顯示屏上,并發(fā)出預(yù)警的聲音,這樣用戶就可以即時(shí)維修。 低壓報(bào)警 當(dāng)用戶在實(shí)驗(yàn)室工作時(shí),需要知道氣體是否快要用盡,氣瓶壓力是否足夠,這對(duì)實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)不間斷氣體供應(yīng)是很重要的。
實(shí)驗(yàn)室集中供氣的特點(diǎn) 它的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:安全、經(jīng)濟(jì)和純度。
安全: 即使仍然使用鋼瓶供氣,但鋼瓶被放置在工作區(qū)外的一個(gè)安全區(qū)域,使用者可以通過(guò)配備的遠(yuǎn)程切斷系統(tǒng)在緊急狀況下切斷氣體供應(yīng)。鋼瓶?jī)?chǔ)存區(qū)的合理布置可以保持可燃性容器和助燃性容器間的安全間距。鋼瓶的操作必須由培訓(xùn)合格的人員來(lái)操作以減少重大事故發(fā)生的機(jī)率。
經(jīng)濟(jì)性:建一個(gè)集中的氣瓶間可以節(jié)省有限的實(shí)驗(yàn)室空間,更換鋼瓶時(shí)不需要切斷氣體,保證氣體的連續(xù)供應(yīng)。使用者只需管理較少的鋼瓶,支付較少的鋼瓶租金,因?yàn)槭褂猛粴怏w的所有使用點(diǎn)來(lái)自于同一個(gè)氣源。此種供應(yīng)方式最終會(huì)減少運(yùn)輸費(fèi)用,減少退還給氣體公司的空瓶中的余氣量,以及良好的鋼瓶管理。
純度:可吹掃的減壓器面板可以保持氣體的指定純度,鋼瓶更換頻率的減少導(dǎo)致雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)的機(jī)率降低。
實(shí)驗(yàn)室供氣系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于:科研、教學(xué)機(jī)構(gòu);檢驗(yàn)、檢疫機(jī)構(gòu);化工、電子、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。
實(shí)驗(yàn)室集中供氣的優(yōu)點(diǎn)
1、保持氣體純度;
2、不間斷氣體供應(yīng),系統(tǒng)可以以手動(dòng)方式和自動(dòng)方式在氣瓶之間進(jìn)行切換,保證氣體連續(xù)供應(yīng);
3、低壓警示,當(dāng)氣壓低于警報(bào)限時(shí),報(bào)警裝置可自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警;
4、氣體壓力穩(wěn)定,系統(tǒng)采用兩級(jí)減壓方式供氣,可得到非常穩(wěn)定的壓力;
5、高效率,通過(guò)供氣控制系統(tǒng),可充分使用氣瓶中的氣體,減少殘氣余量,降低用氣成本;
6、操作簡(jiǎn)便,所有氣瓶存放在同一位置,減少搬運(yùn)安裝的操作,節(jié)約時(shí)間和成本費(fèi)用;
7、減少氣瓶的租金,采用集中供氣,可減少對(duì)氣瓶數(shù)量的要求,從而節(jié)省氣瓶的租用成本;
8、無(wú)氣瓶在實(shí)驗(yàn)室,可提高安全性、提高安全感、節(jié)省實(shí)驗(yàn)室操作空間;
9、方便檢查和維修。