實驗室專用氣路系統的研制

一、傳統氣屏柜和氣路

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）不受柜外火災和內部火災的金屬容器。氣瓶柜內有吹洗系統、報警器和排氣孔。

1.2用1.0mm優質冷扎鋼板表面應嚴格酸洗磷化，然后進行環氧靜電噴涂耐腐蝕處理，防潮耐熱，使用微機定時開關，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問題，供氣壓力就會不穩定，儀器也會立即損壞。

2.2打開氣瓶時，會產生高速沖擊氣流，與管道發生一定摩擦，產生靜電，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，在使用過程中會發生斷裂、壓扁等事故，導致供氣不穩定。

從以上幾點可以看出，傳統氣瓶柜和氣路存在安全隱患，不經濟，損壞。因此，實驗室使用的氣瓶柜和氣路系統應經過更嚴格的規劃設計，確保試驗過程中不發生事故，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。現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%的氣體傳輸到終端可調到0-1.6Mpa或0-1.0Mpa。使用氣瓶供氣系統，將氣瓶柜內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，調節裝置和壓力表均采用優質不銹鋼，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

氣源設置和壓力調節：氣源采用集中供氣方式，可燃氣體有阻火系統，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）。如果下游設備出現故障，可以關閉維修閥，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。

采用品牌優質產品，所有氣體管道質量高，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，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，內外表面拋光，確保不影響氣體純度。高速氣流通過管道產生靜電。為保證管道不產生火花，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。一級調壓器固定在控制面板上，以防止安裝和使用過程中發生事故泄漏。一級調壓裝置可將氣體壓力從鋼瓶中提高10-15MPa調至0-2.5MPa管道壓力左右，二級終端微調減壓器壓力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，確保系統清潔。

鋼瓶減壓器固定在不銹鋼面板上，安裝在墻上，便于調節壓力；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螺紋轉卡套連接。

氣路系統驗收：a.強度實驗：管內充滿高純氮氣，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：管內充滿高純氮氣，使壓力達到0.6MPa，12小時內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的優點

4.1.保持氣體純度:集中供氣切換系統是為實驗室高純度氣體供應而設計的氣瓶供氣系統(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，保證管道終端氣體的純度。

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

4.3.氣壓穩定:系統采用兩級減壓(一級由供氣控制系統調節，二級由使用點控制閥調節)供氣，可獲得非常穩定的壓力。

4.4高效率：通過供氣控制系統，可充分利用鋼瓶內的氣體，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，可降低氣瓶數量要求，節約氣瓶租賃成本。

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)，有效減少數派對分子篩的使用(節約成本)。

4.實驗室8無氣瓶：采用集中供氣系統