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洁净层流罩应用的探讨

更新时间:2021-01-11      点击次数:4980

1一、 一、洁净层流罩的结构
洁净层流罩是垂直单向流的局部洁净送风装置,局部区域空气洁净度可以达到*以上。层流罩的内部结构形式多种多样,其区别在于风机所处的位置。还有无风机的层流罩,这实际上就是一个特殊的高效过滤器送风口,所谓特殊,就是应用场合特殊且送风量大、形体大。还有一种是带空气幕的层流罩,不管是何种层流罩,都是由外壳、风机、高效过滤器、均压箱、预过滤器、阻尼层等部件组合而成的,无隔板高效过滤器的应用,使得层流罩的外形尺寸大大缩小。
层流罩:

带空气幕的层流罩:

二、洁净层流罩的分类
洁净层流罩可分为有风机层流罩和无风机层流罩两类。有风机层流罩主要由预过滤器、风机、高效空气过滤器和箱体组成;无风机层流罩主要由高效空气过滤器和箱体组成。进风来自空调系统,其安装方式有悬挂式和立式;为了保证操作区的洁净度,设有种带气幕式层流罩,或在层流罩下方设置一定高度的垂帘,其材质用有机玻璃或塑料薄膜。
有风机层流罩示意图:

无风机层流罩示意图:

上图中,1为预过滤器;2为负压箱;3为风机;4为正压箱;5-7为高效空气过滤器;6为箱体
气幕式层流罩:

上图中,1为蜂窝型喷口;2为阻尼层;3为高效空气过滤器;4为静压箱;5为风机;6为预过滤器
三、洁净层流罩的应用
局部*的营造不仅是在工艺线的上方安装一排层流罩,而应该根据工艺具体情况、层流罩的安装高度、送风速度等条件进行分析,确定合理的局部*覆盖区域,达到工作面上要求的*洁净度。层流罩分带风机和不带风机两种,带风机的层流罩噪声较大,适用于改造工程及低层高建筑。
1、带风机的层流罩的应用
带风机的层流罩有顶面进风和侧面进风两种形式,前者适用于有吊顶夹层的洁净室,利用风管和夹道可使气流组织符合净化原理,如下图所示。采用回风夹道和风管组成的层流罩局部*净化系统,可引入经热湿处理后的空气来调控局部为*区的温湿度,新风的引入也很容易。后者多用于改造工程,层流罩的送风口与回风口都在洁净室内,形成自循环回路,也属上送上回的气流组织形式。工作面局部*也靠加设垂帘等措施来保证,室内温度的调控及新风的引入受限制。

下图为利用回风夹道和吊顶夹层空间组成的局部*系统。吊顶夹层内未设置风管,夹层空间的内表面需按洁净室的要求处理,夹层内呈负压,有利于洁净室内的污染控制。在吊顶夹层内可装设直接蒸发式空调机或风机盘管,通过其调节夹层内的空气温湿度进而调节洁净室内的温湿度(冷量损失较大),新风可方便引入。这种自带风机的层流罩缺点是噪声较大并且不好处理,当多台层流罩拼接安装覆盖于工艺线上方后,其附加噪声将会增大消声处理的难度。故这种层流罩适合于对噪声要求不高的洁净室。

2、不带风机的层流罩的应用
不带风机的层流罩噪声较低,但它需要外接风机。因此,所需的建筑层高较高,适于新建工程。不带风机的层流罩从功用上讲就是台大的高效过滤器送风口,与常规高效过滤器送风口不同之处是出风口处用阻尼孔板或格栅代替扩散孔板。常规高效过滤器送风口适用于非单向流洁净室,而层流罩是营造局部*的设备,送风气流应避扩散。在条件允许时,采用无风机的层流罩更好一些,因为带风机的层流罩所产生的噪声很难处理。
图a:

上图所示为在非单向流洁净室中营造局部*环境经常采用的方案。图中A为不带风机的层流罩,B为需*洁净度的生产工艺线,C为高效过滤器送风口,D为生产车间的宽度,H为回风口。这种净化车间经常被称为XX级别下的局部*。例如B级下的局部*,局部*由层流罩负责营造。背景洁净度B级由高效过速器送风口配合层流罩来营造,但当车间宽度D较小时,只要车间内回风口设置合理,经验算B处能达到*的洁净度,周边能达到B级的洁净度,高效过滤器送风口C就没必要设置。这种方案类似于I级洁净手术室主流区送风方案的情况。如下图所示。
图b:

当D较大,或者经验算后,局部百级周边区达不到10000级,虽然增加层流罩的覆盖宽度也可满足其周边10000级的洁净度要求,但经济上不合算,这时就需要在周边区增设高效过滤器送风口C,如下图所示。初涉洁净空调领域的技术人员认为只要增设高效过滤器送风口C就可保证工艺线B处的百级洁净度及周边区的10000级洁净度。但如果气流组织不合理,即回风口位置不当的话,虽然送风速度及送风量满足要求,但洁净度不可能同时都满足要求。
图c:

图d:

画一画洁净气流流线示意图就会发现,图d所示中,B处的百级洁净度不容易达到(除非层流罩的送风面距工作面B较近)。高效过滤器送风口C的气流有可能经过B处流入回风口H1(当回风口H1回风量大时),这样高效送风口C的气流就对B处产生干扰,层流罩送出的平行气流过早弯曲,致使B处的百级环境很难保证。图a所示的方案是工程中经常见到的设计方案,这种方案在大多数情况下B处达不到100级,只有层流罩的送风面距工作面B的距离较小时,B处才有可能达到100级。工作面达不到百级的原因,是其回风口设置在顶上,属上送上回的气流组织形式。层流罩的送风速度衰减很快,到达工作面B时,速度已经很小,且5μm的微粒跟随气流的能力很差,容易在工作面附近滞留,这两者的共同作用,使工作面B处达不到100级,这点很容易被设计人员忽视,等到经验缺乏的施工单位照图施工后检测时才会发现工作面B处达不到100级,这时只能采取补救措施进行改造。稍有经验的施工单位在图纸会审时就会发现这种设计方案的缺陷,在施工前及时纠错,事半功倍。
(1)对图a所示设计方案的补救措施:局部百级区的上送上回气流组织形式不符合净化原理,应想办法使其气流组织满足上送下回(或下侧回)的净化原理。如果工艺条件允许,简单的补救措施是在层流罩两侧加软质垂帘(如PVC材质的条形帘),如下图所示。垂帘底端尽量能低于工作面高度,这样就把上送上回的气流组织形式转化成上送下回,工作面B处很容易达到100级(大输液灌装线经常采用此方案)。

(2)对图d所示设计方案的修改:当层流罩距工作面的距离较大时,此方案很难满足要求。如果工艺允许,可用符合净化要求的透明材料把局部百级工艺线从净化车间中隔离出来,如下图所示,隔离材料可采用塑钢框架、5mm厚浮法玻璃结构,也可采用优质铝合金或不锈钢框架、5mm厚浮法玻璃结构,这样局部百级区的气流组织形式就转化为上送下侧回的形式(大输液灌装线也经常采用此方案)。是否设置回风口H2,可视具体情况而定。

在图d所示中,也可加大回风口H2的回风量,在层流罩与高效送风口之间悬吊软隔断,使局部百级区的静压大于其周边区的静压,阻止乱流气流对局部百级区的干扰,必要时在软隔断的右侧增设回风口H3,使回风口H1的回风量为层流罩送风量的一半,另一半风量压入软隔断右侧区域,即靠软隔断与动压共同控制周边区对百级区的污染,如下图所示。


 

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