實驗室專用氣路系統(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入實驗室，氣瓶在實驗室中的使用也變得頻繁，因此會產(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。

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

1.2用1.0mm優(yōu)質(zhì)冷扎鋼板表面應嚴格酸洗磷化，然后進行環(huán)氧靜電噴涂耐腐蝕處理，防潮耐熱，使用微機定時開關(guān)，高敏感探頭檢測漏氣自動排氣報警。

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、實驗室傳統(tǒng)氣瓶柜的不足

普通氣瓶柜可滿足一般使用要求，如排氣、報警、耐，但實驗室氣體試驗存在諸多問題，一般有以下幾點：

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

2.2打開氣瓶時，會產(chǎn)生高速沖擊氣流，與管道發(fā)生一定摩擦，產(chǎn)生靜電，使可燃氣體燃燒甚至爆炸。

2.當實驗室配備多臺氣瓶儀器時，必須增加相應的氣瓶柜，成本高，管理復雜。

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

從以上幾點可以看出，傳統(tǒng)氣瓶柜和氣路存在安全隱患，不經(jīng)濟，損壞。因此，實驗室使用的氣瓶柜和氣路系統(tǒng)應經(jīng)過更嚴格的規(guī)劃設計，確保試驗過程中不發(fā)生事故，確保每次試驗準備正確完成。

三、實驗室專用氣路系統(tǒng)設計

以氣相色譜為例。氣相色譜儀正常工作時需要三瓶氣瓶，其中一瓶是氫氣，所以在使用過程中要特別小心。因此，氫氣瓶柜的設計將有許多保護措施?，F(xiàn)在我們來談談普通氣瓶柜和氣路的改進。

3.1壓力要求

氣源為高壓高純瓶裝氣體，按標準充裝；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驗室各儀器終端。氣體管道采用不銹鋼實驗室專用管道。連接方式為夾套組合連接。管道應連接到各儀器終端。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，均為標準配件，易于維護和更換。氣瓶采用進口減壓閥，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準的氣瓶，出口端尺寸為1/4”閥門進出口為卡套。適用等級為5，適用等級為5。.0的氣體。

3.2供氣流程

氣源設置和壓力調(diào)節(jié)：氣源采用集中供氣方式，可燃氣體有阻火系統(tǒng)，減壓閥前后配備相應的壓力表，顯示壓力。每個瓶子都配備了瓶子的防護鏈，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

氣瓶間至實驗室的氣體管道為1/4"BA級316L鋪設不銹鋼清潔管；并配備氣體排氣管道。管道應沿角明鋪，并附近連接到儀器終端。每根氣體管道進入每個實驗室房間后，安裝維修閥（不銹鋼球閥）。如果下游設備出現(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備。閥門后設置二次減壓閥，二次減壓閥前后設置壓力檢測表。每條路都配備了一個壓力表和一個針閥，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)，雙卡套設計。

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，內(nèi)管纏繞不銹鋼絲，耐壓20MPa，確保換瓶時氣體不泄漏，安全可靠。

管道均采用BA級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。當壓力達到設定值時釋放，在減壓閥后設置截止閥。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，應在控制面板和管道上安裝管夾，以標記氣體成分和方向。一級調(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，堅固耐用。通過實驗室墻壁或地板的氣體管道應鋪設在嵌入式套管中，套管中的管段不得有焊縫。燃燒材料應用于管道和套管之間的密封。在氣路系統(tǒng)中安裝阻火器。管道鋪設過程應水平、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)驗收：a.強度實驗：管內(nèi)充滿高純氮氣，使壓力達到1MPa，保持這種壓力2小時不降為合格。b.嚴密性實驗：管內(nèi)充滿高純氮氣，使壓力達到0.6MPa，12小時內(nèi)保持此壓力不降為合格。c.清潔實驗：管道中充滿高純氮氣，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316L不銹鋼潔凈管，管道應采用專用綠色工程塑料管夾固定，固定距離為每米一個。，氣瓶間安裝防爆燈、防爆排氣扇和可燃氣體泄漏報警裝置。氣瓶間墻上設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

4.1.保持氣體純度:集中供氣切換系統(tǒng)是為實驗室高純度氣體供應而設計的氣瓶供氣系統(tǒng)(其漏氣率1)*10-8mbarl/s），在標準配置下，每個氣瓶都配有高壓吹掃閥，以消除每次更換氣瓶時引入的雜質(zhì)，保證管道終端氣體的純度。

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

4.3.氣壓穩(wěn)定:系統(tǒng)采用兩級減壓(一級由供氣控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)，二級由使用點控制閥調(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，減少了搬運安裝等操作，節(jié)省了更多的時間和成本。

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)派對分子篩的使用(節(jié)約成本)。

4.實驗室8無氣瓶：采用集中供氣系統(tǒng)