Как спроектировать ультратонкий ULPA, когда пространство ограничено?

В проектах, связанных с оборудованием, место, оставшееся для фильтров, часто определяется на этапе механического проектирования. Иногда чуть больше 100 мм, иногда даже не 100 мм. Чтобы разместить ULPA в таком пространстве и обеспечить объем воздуха, эффективность и герметичность, не так просто, как «выбрать фильтрующий элемент потоньше».

Основное противоречие ультратонкой конструкции заключается в том, что толщина, площадь фильтра и сопротивление взаимно ограничивают друг друга. Если его сделать тоньше, площадь фильтрации уменьшится, а скорость ветра увеличится и сопротивление увеличится. Для поддержания объема воздуха может потребоваться большая площадь, но пространство этого не позволяет. Точку баланса посередине необходимо определить на этапе планирования, а не корректировать после установки прототипа. Особенности конструкции можно узнать из соответствующей инструкции для конструкции без перегородок.

Сначала подтвердите, сколько свободного места

Во многих проектах говорится, что «недостаточно места», но не удается количественно оценить ограничения. Прежде чем разрабатывать ультратонкое решение, убедитесь, что вам понятны некоторые вещи.

Общий предел высоты. Какую максимальную высоту оборудование позволяет занимать фильтрующий элемент? Это значение соответствует высоте корпуса фильтрующего элемента или включает в себя зазор для установки и пространство для обслуживания? Их следует рассматривать отдельно.

Глубина и ширина установки. Помимо высоты, необходимо также подтвердить ограничения по длине и ширине. Несмотря на то, что некоторое оборудование имеет высокую герметичность, в направлении длины имеется запас. Вы можете рассмотреть возможность увеличения длины и ширины и уменьшения толщины, чтобы компенсировать площадь.

Расположение и направление воздухозаборника. То, откуда поступает входящий воздух и куда уходит выходящий воздух, влияет на конструкцию пути воздушного потока внутри фильтрующего элемента. Когда пространство ограничено, путь воздушного потока может быть непрямым, что требует участия направляющей конструкции.

Путь разборки и сборки. После установки фильтрующего элемента можно ли его вынуть? Есть ли внутри оборудования какие-либо роботизированные руки, кабели или конструктивные детали, которые блокируют доступ для замены? Некоторые решения можно установить, но нельзя удалить. Эта проблема не является редкостью в проектах на стороне устройства.

Герметичное конструктивное пространство. Прокладка или резервуар для жидкости требуют определенного пространства для сжатия. Если толщина рассчитана очень точно, в уплотнительной конструкции может не хватить места, что приведет к недостаточному сжатию. Информацию о конкретных методах герметизации см. в соответствующих инструкциях по герметизации бака для жидкости.

Сопоставьте эти измерения и составьте список пространственных ограничений. Этот список является основой для последующего проектирования.

Как изменяются площадь и сопротивление после сжатия по толщине?

Самым прямым следствием уменьшения толщины является уменьшение площади фильтра.

При тех же внешних размерах уменьшение толщины означает уменьшение высоты складок или количества складок. Если складки сильно сжаты, длина отдельной складки в развернутом виде становится короче; если количество складок уменьшается, общая развернутая площадь уменьшается. Оба изменения уменьшат эффективную площадь фильтра.

По мере уменьшения площади скорость попутного ветра увеличивается. При одинаковом объеме воздуха, чем меньше площадь, тем больший поток воздуха проходит через фильтрующий материал на единицу площади и тем выше скорость попутного ветра. Это приведет к двум результатам: увеличится сопротивление и может ускориться накопление пыли.

Возрастающее сопротивление повлияет на рабочую точку вентилятора. Если оригинальный вентилятор подобран по фильтрующему элементу обычной толщины, то после замены его на ультратонкий фильтрующий элемент может увеличиться сопротивление системы и уменьшиться объем воздуха. Поддержка Блок вентиляторного фильтра FFU или Для системы вентиляторного фильтра на стороне оборудования EFU необходимо перепроверить рабочую точку вентилятора.

Таким образом, ультратонкий дизайн — это не просто «уменьшение толщины», а поиск приемлемого сочетания толщины, площади и сопротивления. Некоторые решения пытаются сохранить эффективную площадь в пределах ограниченной толщины путем перехода на фильтрующие материалы с низким сопротивлением или корректировки складчатой ​​структуры; некоторые решения допускают более высокое сопротивление и для компенсации используют вентиляторы с более высоким статическим давлением. Для получения информации о конкретных методах выбора обратитесь к инструкциям, связанным с кривой сопротивления.

Как подобрать фильтрующий материал и структуру

Когда толщина ограничена, выбор фильтрующих материалов и конструкций также сужается.

Выбор фильтрующего носителя. Стекловолокно и ПТФЭ имеют разные характеристики сопротивления при одинаковой толщине. Некоторые фильтрующие материалы с низким сопротивлением могут поддерживать относительно разумные каналы воздушного потока с более тонкими структурами. Однако при выборе материала следует учитывать не только стойкость, но и его пригодность для условий работы. Для конкретного сравнения обратитесь к соответствующим инструкциям по выбору стекловолокна и ПТФЭ.

Плиссированный дизайн. При уменьшении толщины расстояние и рисунок складок необходимо изменить. Слишком плотные складки легко проваливаются под тонкую структуру, а слишком редкие складки будут иметь недостаточную площадь. Параметры складок следует определять вместе с характеристиками фильтрующего материала и условиями воздушного потока.

Схема расположения клеевых линий. Клей для герметизации кромок занимает место, а в ультратонких конструкциях эта часть места занимает большую часть. Если линия клея слишком широкая или неравномерно распределена, это может еще больше сжать эффективный канал. Для выбора конкретного коллоида обратитесь к соответствующим инструкциям по выбору герметиков в соответствии с условиями работы.

Жесткость рамы. Ультратонкая рама может быть менее жесткой, чем у обычных продуктов. Необходимо оценить, не будет ли деформироваться внешний каркас при установке и сжатии. Если деформация внешней рамы влияет на уплотнительную поверхность, даже если толщина установлена, уплотнение может быть не на должном уровне. Для выбора конкретного материала рамы обратитесь к соответствующим инструкциям по сравнению алюминиевого сплава и нержавеющей стали.

Диверсионная структура. Пространства для входа и выхода воздуха ультратонкого фильтрующего элемента очень компактны. Если воздухозаборник расположен слишком близко к фильтрующему элементу, распределение воздушного потока может быть неравномерным; если сторона выхода воздуха заблокирована, скорость местного ветра может быть высокой. При необходимости его необходимо согласовать с дефлектором или конструкцией разделения потока.

Проверку и техническое обслуживание нельзя пропустить

Из-за нехватки места в ультратонких решениях верификация и обслуживание, скорее всего, будут игнорироваться.

Проверка работоспособности фильтра. Измерьте сопротивление и эффективность при заданном объеме воздуха и убедитесь, что они находятся в пределах допустимого диапазона. Если объем воздуха на объекте и условия испытаний соответствуют друг другу, показания должны находиться в пределах диапазона, соответствующего кривой.

Установите детектор утечек. Уплотняющая поверхность ультратонких фильтрующих элементов может быть уже, а требования к установке и сжатию выше. После установки выполните обнаружение утечек на месте в соответствии с планом проекта, чтобы подтвердить эффективность уплотнения. Доступность пути сканирования должна быть подтверждена на этапе планирования.

Поддерживать проверку канала. После установки фильтрующего элемента убедитесь, что операция разборки и сборки осуществима. Если внутреннее пространство оборудования ограничено, перед заменой фильтрующего элемента может возникнуть необходимость разобрать другие детали. Эти рабочие этапы должны быть подтверждены и записаны заранее. Для получения информации о конкретной последовательности приемки обратитесь к соответствующим инструкциям о том, следует ли сначала отрегулировать объем воздуха или сначала проверить наличие утечек.

Запустите трассировку данных. Сопротивление ультратонкого фильтрующего элемента может быть выше, чем у обычных изделий, а также скорость накопления пыли может быть разной. Во время работы постоянно регистрируются разница давления и объем воздуха для определения фактического цикла замены.

Пример оценки проекта

Определенное полупроводниковое оборудование требует установки внутри ULPA-фильтра, а зарезервированное пространство в верхней части оборудования составляет всего 85 мм. Толщина обычного ULPA составляет около 100 мм и более, и его нельзя установить напрямую.

В предварительном плане используется ультратонкий ULPA, толщиной около 70 мм, а оставшееся пространство используется для герметизации конструкции и монтажных допусков. Однако испытание показало, что сопротивление фильтрующего элемента при целевом объеме воздуха было примерно на 40% выше первоначального плана, а рабочая точка вентилятора была близка к верхнему пределу.

После дальнейших расчетов план был скорректирован: перейти на сверхтонкую конструкцию с большей полезной площадью, а толщину увеличить до 75 мм. Однако за счет оптимизации конструкции складок эффективная площадь увеличилась примерно на 15% по сравнению с исходной ультратонкой планкой. После регулировки сопротивление снижается до допустимого диапазона, а рабочая точка вентилятора возвращается в нормальный диапазон. Внутренняя структура устройства была немного скорректирована с учетом увеличившейся на 5 мм толщины.

Ключевым моментом в этом случае является то, что ультратонкий дизайн — это не просто выбор самой тонкой модели, а поиск баланса между толщиной, площадью, сопротивлением и возможностями системы. с участием Фильтр сверхвысокой эффективности ULPA или Выбор высокоэффективного HEPA-фильтра имеет ту же логику.

Контрольный список выбора и приемки

О пакете ультратонких решений Aili Industrial

Сложность проектирования ультратонких ULPA заключается во взаимных ограничениях пространства, площади и сопротивления. Если ограничения можно определить количественно на этапе планирования, а затем объединить их с фильтрующими материалами и вариантами конструкции для проверки их один за другим, вероятность найти осуществимую комбинацию будет намного выше.

Aili Industry имеет независимые производственные мощности по производству фильтров, вентиляторов, систем управления и обработки листового металла и может предоставить ULPA фильтр сверхвысокой эффективности、Высокоэффективный фильтр HEPA и вспомогательное оборудование для подачи воздуха. Для проектов с ограниченным пространством внутреннюю структуру оборудования, доступную высоту, целевой объем воздуха и путь установки можно объединить, чтобы облегчить проверку толщины фильтрующего элемента, конструкции складок и схемы уплотнения. Когда фильтр сочетается с таким оборудованием, как FFU и EFU, сопротивление ультратонкого фильтрующего элемента и рабочая точка вентилятора могут быть рассчитаны вместе на этапе планирования, чтобы уменьшить недостаточный объем воздуха после установки.

При запросе предоставьте схему внутренней структуры оборудования, размеры доступного пространства, целевой объем воздуха и требования к техническому обслуживанию, чтобы подтвердить подходящее ультратонкое решение. Конкретная конструкция определяется технической документацией, подтвержденной проектом, и результатами выборочных испытаний.