Việc sản xuất và thiết kế hệ thống đường ống cách nhiệt chân không để vận chuyển nitơ lỏng là trách nhiệm của nhà cung cấp. Đối với dự án này, nếu nhà cung cấp không có điều kiện đo đạc tại chỗ, bản vẽ hướng đường ống cần được cung cấp bởi bên chủ đầu tư. Sau đó, nhà cung cấp sẽ thiết kế hệ thống đường ống cách nhiệt chân không cho các trường hợp vận chuyển nitơ lỏng.

Nhà cung cấp sẽ hoàn thành thiết kế tổng thể hệ thống đường ống bởi các nhà thiết kế giàu kinh nghiệm theo bản vẽ, thông số thiết bị, điều kiện hiện trường, đặc tính của nitơ lỏng và các yếu tố khác do bên yêu cầu cung cấp.

Nội dung thiết kế bao gồm loại phụ kiện hệ thống, việc xác định vật liệu và thông số kỹ thuật của các đường ống bên trong và bên ngoài, thiết kế phương án cách nhiệt, phương án mặt cắt lắp ghép sẵn, hình thức kết nối giữa các đoạn ống, giá đỡ ống bên trong, số lượng và vị trí của van chân không, việc loại bỏ lớp đệm khí, yêu cầu về chất lỏng đông lạnh của thiết bị đầu cuối, v.v. Phương án này cần được nhân viên chuyên nghiệp của bên yêu cầu kiểm tra trước khi sản xuất.

Nội dung thiết kế hệ thống đường ống cách nhiệt chân không rất rộng, dưới đây là một số vấn đề thường gặp trong các ứng dụng HASS và thiết bị MBE, được trình bày sơ lược.

Đường ống VI

Bồn chứa nitơ lỏng thường có chiều dài đáng kể so với thiết bị HASS Application hoặc MBE. Khi đường ống cách nhiệt chân không đi vào bên trong tòa nhà, cần phải bố trí sao cho hợp lý dựa trên sơ đồ mặt bằng trong tòa nhà và vị trí của đường ống dẫn khí và ống thông gió. Do đó, việc vận chuyển nitơ lỏng đến thiết bị cần ít nhất hàng trăm mét đường ống.

Vì bản thân nitơ lỏng nén chứa một lượng lớn khí, cộng thêm khoảng cách vận chuyển, ngay cả ống dẫn chân không cách nhiệt cũng sẽ tạo ra một lượng lớn nitơ trong quá trình vận chuyển. Nếu nitơ không được thải ra hoặc lượng thải ra quá thấp không đáp ứng yêu cầu, nó sẽ gây ra lực cản khí và dẫn đến dòng chảy nitơ lỏng kém, làm giảm đáng kể lưu lượng.

Nếu tốc độ dòng chảy không đủ, nhiệt độ trong buồng nitơ lỏng của thiết bị sẽ không được kiểm soát, điều này cuối cùng có thể dẫn đến hư hỏng thiết bị hoặc ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

Do đó, cần phải tính toán lượng nitơ lỏng được sử dụng bởi thiết bị đầu cuối (ứng dụng HASS hoặc thiết bị MBE). Đồng thời, các thông số kỹ thuật của đường ống cũng được xác định theo chiều dài và hướng của đường ống.

Bắt đầu từ bồn chứa nitơ lỏng, nếu đường ống chính của ống/ống mềm cách nhiệt chân không có đường kính trong DN50 (φ50 mm), thì ống/ống mềm nhánh cách nhiệt chân không có đường kính trong DN25 (φ25 mm), và ống mềm nối giữa ống nhánh và thiết bị đầu cuối có đường kính trong DN15 (φ15 mm). Các phụ kiện khác cho hệ thống đường ống cách nhiệt chân không bao gồm: Bộ tách pha, Bộ khử khí, Van xả khí tự động, Van ngắt cách nhiệt chân không/lạnh (khí nén), Van điều chỉnh lưu lượng khí nén cách nhiệt chân không, Van một chiều cách nhiệt chân không/lạnh, bộ lọc cách nhiệt chân không, Van an toàn, Hệ thống xả khí và Bơm chân không, v.v.

Bộ tách pha đặc biệt MBE

Mỗi thiết bị tách pha áp suất thường đặc biệt của MBE đều có các chức năng sau:

1. Cảm biến mực chất lỏng và hệ thống điều khiển mực chất lỏng tự động, hiển thị ngay lập tức thông qua hộp điều khiển điện.

2. Chức năng giảm áp: cửa hút chất lỏng của bộ tách được trang bị hệ thống phụ trợ tách, đảm bảo áp suất nitơ lỏng ở mức 3-4 bar trong đường ống chính. Khi đi vào bộ tách pha, áp suất được giảm dần xuống ≤ 1 Bar.

3. Điều chỉnh lưu lượng chất lỏng đầu vào: một hệ thống điều khiển lực nổi được bố trí bên trong Bộ tách pha. Chức năng của nó là tự động điều chỉnh lượng chất lỏng đầu vào khi lượng tiêu thụ nitơ lỏng tăng hoặc giảm. Điều này có ưu điểm là giảm sự dao động áp suất đột ngột do lượng lớn nitơ lỏng đi vào khi van khí nén đầu vào được mở và ngăn ngừa hiện tượng quá áp.

4. Chức năng đệm, thể tích hiệu dụng bên trong bộ tách đảm bảo lưu lượng tức thời tối đa của thiết bị.

5. Hệ thống làm sạch: luồng không khí và hơi nước trong bộ tách trước khi nitơ lỏng đi qua, và nitơ lỏng được thải ra trong bộ tách sau khi nitơ lỏng đi qua.

6. Chức năng tự động xả áp suất quá mức: Khi thiết bị lần đầu tiên đi qua nitơ lỏng hoặc trong những trường hợp đặc biệt, dẫn đến sự gia tăng quá trình hóa hơi nitơ lỏng, gây ra hiện tượng quá áp tức thời cho toàn hệ thống. Bộ tách pha của chúng tôi được trang bị Van xả an toàn và Nhóm van xả an toàn, giúp đảm bảo sự ổn định áp suất trong bộ tách hiệu quả hơn và ngăn ngừa thiết bị MBE bị hư hỏng do áp suất quá cao.

7. Hộp điều khiển điện, hiển thị thời gian thực mức chất lỏng và giá trị áp suất, có thể thiết lập mối quan hệ điều khiển giữa mức chất lỏng trong bộ tách và lượng nitơ lỏng đưa vào. Đồng thời, trong trường hợp khẩn cấp, có thể phanh thủ công bộ tách khí lỏng bằng cách đưa van điều khiển chất lỏng vào, đảm bảo an toàn cho nhân viên và thiết bị tại công trường.

Bộ khử khí đa lõi cho các ứng dụng HASS

Bể chứa nitơ lỏng ngoài trời chứa một lượng lớn nitơ do được lưu trữ và vận chuyển dưới áp suất. Trong hệ thống này, khoảng cách vận chuyển đường ống dài hơn, có nhiều khúc cua và lực cản lớn hơn, dẫn đến hiện tượng khí hóa một phần nitơ lỏng. Ống cách nhiệt chân không hiện là phương pháp tốt nhất để vận chuyển nitơ lỏng, nhưng hiện tượng thất thoát nhiệt là không thể tránh khỏi, cũng dẫn đến hiện tượng khí hóa một phần nitơ lỏng. Tóm lại, nitơ lỏng chứa một lượng lớn nitơ, dẫn đến sự phát sinh lực cản khí, khiến dòng chảy của nitơ lỏng không được trơn tru.

Nếu đường ống cách nhiệt chân không có thiết bị hút khí hoặc lưu lượng khí hút không đủ, sẽ dẫn đến hiện tượng cản trở khí. Khi hiện tượng cản trở khí hình thành, khả năng vận chuyển nitơ lỏng sẽ bị giảm đáng kể.

Bộ khử khí đa lõi do công ty chúng tôi thiết kế độc quyền đảm bảo tối đa lượng nitơ được thải ra từ đường ống nitơ lỏng chính và ngăn ngừa sự hình thành áp suất khí. Bộ khử khí đa lõi có thể tích bên trong đủ lớn, đóng vai trò như một bể chứa đệm, đáp ứng hiệu quả nhu cầu lưu lượng tức thời tối đa của đường ống dẫn dung dịch.

Cấu trúc đa lõi độc đáo được cấp bằng sáng chế, khả năng thoát khí hiệu quả hơn so với các loại bộ tách khác của chúng tôi.

Tiếp nối bài viết trước, có một số vấn đề cần được xem xét khi thiết kế giải pháp cho hệ thống đường ống cách nhiệt chân không dùng trong các ứng dụng đông lạnh trong ngành công nghiệp sản xuất chip.

Hai loại hệ thống đường ống cách nhiệt chân không

Có hai loại hệ thống đường ống cách nhiệt chân không: Hệ thống cách nhiệt chân không tĩnh và Hệ thống bơm chân không động.

Hệ thống VI tĩnh có nghĩa là sau khi mỗi đường ống được sản xuất tại nhà máy, nó sẽ được hút chân không đến độ chân không quy định trên thiết bị bơm và được niêm phong. Trong quá trình lắp đặt và đưa vào sử dụng tại công trường, sau một thời gian nhất định không cần phải hút chân không lại tại công trường.

Ưu điểm của hệ thống chân không tĩnh (Static VI System) là chi phí bảo trì thấp. Sau khi hệ thống đường ống được đưa vào sử dụng, việc bảo trì chỉ cần thực hiện sau vài năm. Hệ thống chân không này phù hợp với các hệ thống không yêu cầu làm mát cao và không gian mở để bảo trì tại chỗ.

Nhược điểm của hệ thống VI tĩnh là độ chân không giảm dần theo thời gian. Bởi vì tất cả các vật liệu đều giải phóng các khí vết liên tục, điều này được xác định bởi các tính chất vật lý của vật liệu. Vật liệu trong lớp vỏ của ống VI có thể làm giảm lượng khí thải ra trong quá trình, nhưng không thể cách ly hoàn toàn. Điều này sẽ dẫn đến độ chân không của môi trường chân không kín ngày càng giảm, ống cách nhiệt chân không sẽ dần dần làm suy yếu khả năng làm mát.

Hệ thống bơm chân không động có nghĩa là sau khi ống được chế tạo và định hình, ống vẫn được hút chân không tại nhà máy theo quy trình phát hiện rò rỉ, nhưng không được bịt kín chân không trước khi giao hàng. Sau khi hoàn tất lắp đặt tại công trường, các lớp chân không trung gian của tất cả các ống sẽ được kết nối thành một hoặc nhiều cụm bằng ống mềm bằng thép không gỉ, và một máy bơm chân không chuyên dụng nhỏ sẽ được sử dụng để hút chân không các ống tại công trường. Máy bơm chân không đặc biệt này có hệ thống tự động giám sát chân không bất cứ lúc nào và hút chân không khi cần thiết. Hệ thống hoạt động 24 giờ một ngày.

Nhược điểm của hệ thống bơm chân không động là chân không cần được duy trì bằng điện.

Ưu điểm của Hệ thống bơm chân không động là độ chân không rất ổn định. Hệ thống này được ưu tiên sử dụng trong môi trường trong nhà và các dự án yêu cầu hiệu suất chân không rất cao.

Hệ thống bơm chân không động của chúng tôi, toàn bộ là máy bơm chân không di động tích hợp chuyên dụng để đảm bảo thiết bị hoạt động chân không, bố trí thuận tiện và hợp lý để đảm bảo hiệu quả hút chân không, chất lượng của các phụ kiện hút chân không đảm bảo chất lượng của quá trình hút chân không.

Đối với dự án MBE, do thiết bị được đặt trong phòng sạch và hoạt động trong thời gian dài, phần lớn hệ thống đường ống cách nhiệt chân không nằm trong không gian kín giữa các lớp của phòng sạch. Việc bảo trì chân không cho hệ thống đường ống trong tương lai là không thể, điều này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động lâu dài của hệ thống. Do đó, dự án MBE hầu như sử dụng hệ thống bơm chân không động.

Hệ thống giảm áp

Hệ thống giảm áp của đường ống chính sử dụng cụm van an toàn. Cụm van an toàn được sử dụng như một hệ thống bảo vệ an toàn khi áp suất vượt quá mức cho phép, trong điều kiện sử dụng bình thường, đường ống VI không thể điều chỉnh được.

Van an toàn là một bộ phận quan trọng để đảm bảo hệ thống đường ống không bị quá áp, vận hành an toàn, do đó nó rất cần thiết trong vận hành đường ống. Nhưng theo quy định, van an toàn phải được kiểm tra hàng năm. Khi một van an toàn đang được sử dụng và van khác đang được chuẩn bị, khi một van an toàn được tháo ra, van an toàn còn lại vẫn nằm trong hệ thống đường ống để đảm bảo hoạt động bình thường của đường ống.

Nhóm van an toàn xả áp bao gồm hai van an toàn xả áp DN15, một van dùng cho hoạt động và một van dự phòng. Trong điều kiện hoạt động bình thường, chỉ có một van an toàn xả áp được kết nối với hệ thống đường ống VI và hoạt động bình thường. Van an toàn xả áp còn lại được ngắt kết nối khỏi đường ống bên trong và có thể được thay thế bất cứ lúc nào. Hai van an toàn được kết nối và ngắt thông qua trạng thái chuyển mạch của van bên.

Nhóm van an toàn xả áp được trang bị đồng hồ đo áp suất để kiểm tra áp suất hệ thống đường ống bất cứ lúc nào.

Nhóm van an toàn giảm áp được trang bị một van xả. Van này có thể được sử dụng để xả không khí trong đường ống khi súc rửa, và có thể xả nitơ khi hệ thống nitơ lỏng đang hoạt động.

Thiết bị đông lạnh HL

Công ty HL Cryogenic Equipment, được thành lập năm 1992, là một thương hiệu trực thuộc Công ty TNHH Thiết bị Cryogenic Chengdu Holy tại Trung Quốc. HL Cryogenic Equipment chuyên thiết kế và sản xuất hệ thống đường ống cryogenic cách nhiệt chân không cao và các thiết bị hỗ trợ liên quan.

Trong thế giới thay đổi nhanh chóng ngày nay, việc cung cấp công nghệ tiên tiến đồng thời tối đa hóa tiết kiệm chi phí cho khách hàng là một nhiệm vụ đầy thách thức. Trong suốt 30 năm, Công ty Thiết bị Cryogenic HL đã có sự am hiểu sâu sắc về ứng dụng trong hầu hết các thiết bị và ngành công nghiệp cryogenic, tích lũy được kinh nghiệm phong phú và đáng tin cậy, không ngừng tìm tòi và nỗ lực bắt kịp những phát triển mới nhất trong mọi lĩnh vực, cung cấp cho khách hàng những giải pháp mới, thiết thực và hiệu quả, giúp khách hàng cạnh tranh hơn trên thị trường.

For more information, please visit the official website www.hlcryo.com, or email to info@cdholy.com .