Gdy gazy są używane w dużych ilościach, scentralizowany system dostarczania gazu jest praktyczną koniecznością. Dobrze przemyślany system dostaw zmniejszy koszty operacyjne, zwiększy wydajność i poprawi bezpieczeństwo. Scentralizowany system pozwoli na konsolidację wszystkich butli w jednym miejscu składowania. Dzięki temu, że wszystkie butle znajdują się w jednym miejscu, kontrola zapasów zostanie usprawniona, a obsługa butli uproszczona i ulepszona. Gazy mogą być rozdzielane według typów, co zwiększa bezpieczeństwo.

W scentralizowanym systemie zmniejsza się częstotliwość wymiany butli. Osiąga się to poprzez podłączenie wielu butli do rozdzielaczy w bankach w taki sposób, że jeden bank może być bezpiecznie odpowietrzany, uzupełniany i oczyszczany, podczas gdy drugi bank zapewnia ciągłą obsługę gazową. Tego typu system rozdzielaczy może dostarczać gaz do wielu zastosowań, a nawet do całych obiektów, eliminując potrzebę stosowania oddzielnych butli i reduktorów dla każdego punktu poboru.

Ponieważ przełączanie butli może być realizowane automatycznie przez rozdzielacz, butle w banku będą równomiernie opróżniane, co spowoduje lepsze wykorzystanie gazu i niższe koszty. Integralność systemu dostaw jest lepiej chroniona, ponieważ wymiana butli odbywa się w odizolowanym, kontrolowanym środowisku. Kolektory gazowe stosowane w tych systemach powinny być wyposażone w zawory zwrotne zapobiegające cofaniu się gazu oraz zespoły przedmuchujące, aby wyeliminować zanieczyszczenia przedostające się do systemu podczas wymiany butli. Ponadto większość systemów dostarczania gazu można skonfigurować z alarmami sygnalizującymi konieczność wymiany butli lub zestawu butli.

Czystość

Poziom czystości gazu wymagany w każdym punkcie użycia jest niezwykle ważny przy projektowaniu systemu dostarczania gazu. Utrzymanie czystości gazu jest łatwiejsze w przypadku systemu scentralizowanego, jak opisano powyżej. Wybór materiałów konstrukcyjnych powinien być spójny w całym systemie. Na przykład, jeśli stosowany jest gaz klasy badawczej, należy zastosować konstrukcję ze stali nierdzewnej i membranowe zawory odcinające, aby wyeliminować zanieczyszczenie strumienia gazu.

Ogólnie rzecz biorąc, trzy poziomy czystości są wystarczające do opisania prawie każdego zastosowania.

Pierwszy poziom, zwykle określany jako zastosowanie MULTI-PURPOSE, ma najmniej rygorystyczne wymagania dotyczące czystości. Typowe zastosowania mogą obejmować spawanie, cięcie, wspomaganie laserowe, absorpcję atomową lub spektrometrię masową ICP. Rozdzielacze do zastosowań wielozadaniowych są ekonomicznie zaprojektowane z myślą o bezpieczeństwie i wygodzie. Akceptowane materiały konstrukcyjne obejmują mosiądz, miedź, Teflon®, Tefzel® i Viton®. Do odcinania przepływu często stosowane są zawory z uszczelnieniem, takie jak zawory iglicowe i kulowe. Systemy dystrybucji gazów wyprodukowane do tego poziomu nie powinny być używane z gazami o wysokiej lub bardzo wysokiej czystości.

Drugi poziom, zwany zastosowaniem HIGH-PURITY,wymaga wyższego poziomu ochrony przed zanieczyszczeniami. Zastosowania obejmują gazy z rezonatorów laserowych lub chromatografię, gdzie używane są kolumny kapilarne i ważna jest integralność systemu. Materiały konstrukcyjne są podobne do rozdzielaczy uniwersalnych, z wyjątkiem zaworów odcinających przepływ bez membrany, aby zapobiec dyfuzji zanieczyszczeń do strumienia gazu.

Trzeci poziom określany jest mianem aplikacji ULTRA-HIGH PURITY. Ten poziom wymaga najwyższego poziomu czystości dla komponentów w systemie dostarczania gazu. Pomiary śladowe w chromatografii gazowej są przykładem zastosowania o ultra-wysokiej czystości. Materiały zwilżane dla rozdzielaczy na tym poziomie muszą być dobrane tak, aby zminimalizować adsorpcję składników śladowych. Materiały te obejmują stal nierdzewną 316, Teflon®, Tefzel® i Viton®. Wszystkie przewody rurowe powinny być wykonane z 316SS oczyszczonej i pasywowanej. Zawory odcinające przepływ muszą być pozbawione membrany.

Szczególnie ważne jest, aby zdawać sobie sprawę, że składniki, które są odpowiednie do zastosowań wielozadaniowych, mogą negatywnie wpływać na wyniki w zastosowaniach o wysokiej lub bardzo wysokiej czystości. Na przykład, odgazowanie z membran neoprenowych w regulatorach może powodować nadmierny dryf linii podstawowej i nierozwiązane piki.

Rodzaje systemów dostarczania gazu

SYSTEMY JEDNOSTANOWISKOWE – W niektórych zastosowaniach gaz jest używany tylko do kalibracji oprzyrządowania. Na przykład, system ciągłego monitorowania emisji (CEMS) może wymagać przepływu gazów kalibracyjnych tylko przez kilka minut każdego dnia. Takie zastosowanie z pewnością nie wymaga dużego kolektora do automatycznej wymiany gazów. Jednakże, system dostarczania powinien być zaprojektowany tak, aby zabezpieczyć przed zanieczyszczeniem gazu kalibracyjnego i zminimalizować koszty związane z wymianą butli.

Rozdzielacz jednostanowiskowy z uchwytem jest idealnym rozwiązaniem dla tego typu aplikacji. Zapewnia on bezpieczny i ekonomiczny sposób podłączania i wymiany butli, eliminując konieczność zmagania się z regulatorem. Jeśli gaz zawiera składniki korozyjne, takie jak HCl lub NO, w rozdzielaczu powinien być zamontowany zespół oczyszczający, który umożliwia przedmuchanie regulatora gazem obojętnym (zwykle azotem) w celu ochrony przed korozją. Rozdzielacz pojedynczy/stanowiskowy może być również wyposażony w drugi pigtail. Umożliwia to podłączenie dodatkowej butli i utrzymanie jej w rezerwie. Przełączanie odbywa się ręcznie za pomocą zaworów odcinających butli. Taka konfiguracja jest zwykle pożądana w przypadku gazów kalibracyjnych, ponieważ dokładna mieszanka składników zwykle różni się nieco w zależności od butli. Zmiana butli może wymagać zresetowania urządzenia.

PÓŁAUTOMATYCZNE SYSTEMY PRZEŁĄCZANIA – Wiele zastosowań wymaga ciągłego użycia i/lub większych objętości gazów, niż jest to możliwe w przypadku pojedynczej stacji rozgałęźnej. Każda przerwa w dostawie gazu skutkuje utratą lub zniszczeniem eksperymentów, spadkiem wydajności, a nawet przestojem całego obiektu. Półautomatyczne systemy przełączania zapewniają możliwość przełączania z butli głównej na rezerwową lub bank bez przerywania dostaw gazu, minimalizując w ten sposób kosztowne przestoje. Po wyczerpaniu głównej butli lub banku, system automatycznie przełącza się na butlę lub bank rezerwowy, zapewniając ciągły przepływ gazu. Użytkownik wymienia wtedy puste butle na nowe, podczas gdy gaz nadal płynie ze strony rezerwowej. Zawór dwukierunkowy służy do wskazywania strony pierwotnej lub rezerwowej podczas wymiany butli.

W PEŁNI AUTOMATYCZNE, PROGRAMOWALNE SYSTEMY PRZEŁĄCZANIA – W niektórych krytycznych procesach produkcyjnych i laboratoryjnych nieprzerwane zasilanie gazem jest absolutną koniecznością. Awaria zasilania gazem w tych obiektach może spowodować utratę możliwości przeprowadzania eksperymentów w całym laboratorium lub nawet zatrzymanie linii produkcyjnej lub procesu. Potencjalne koszty każdego z tych zdarzeń są tak wysokie, że instalacja systemu dostarczania gazu, zaprojektowanego w celu zapewnienia nieprzerwanych dostaw gazu, jest w pełni uzasadniona. W takich zastosowaniach zazwyczaj wybierany jest w pełni automatyczny, programowalny system przełączania.

W pełni automatyczne systemy firmy Harris działają w podobny sposób jak systemy półautomatyczne, ale z dodatkowymi funkcjami. Funkcje te obejmują programowalne ciśnienie przełączania między bankiem podstawowym a rezerwowym, automatyczne wykrywanie nieszczelności oraz styki wyjściowe do zdalnego wykrywania i wykrywania poziomu gazu.