Quando os gases são utilizados em volumes significativos, um sistema centralizado de fornecimento de gás é uma necessidade prática. Um sistema de entrega bem concebido reduzirá os custos operacionais, aumentará a produtividade e aumentará a segurança. Um sistema centralizado permitirá a consolidação de todos os cilindros em um único local de armazenamento. Com todos os cilindros em um único local, o controle de estoque será simplificado e o manuseio dos cilindros será simplificado e melhorado. Os gases podem ser separados por tipo para aumentar a segurança.

A freqüência de troca de cilindros é reduzida em um sistema centralizado. Isso é conseguido conectando vários cilindros a coletores em bancos, de forma que um banco possa ser ventilado, reabastecido e purgado com segurança, enquanto um segundo banco fornece serviço contínuo de gás. Este tipo de sistema de coletores pode fornecer gás para múltiplas aplicações e até mesmo instalações inteiras, eliminando a necessidade de cilindros e reguladores separados para cada ponto de uso.

Como a troca de cilindros pode ser realizada automaticamente pelo coletor, os cilindros de um banco serão exauridos uniformemente, resultando em melhor utilização do gás e custos mais baixos. A integridade do sistema de entrega será melhor protegida uma vez que a troca de cilindros será feita em um ambiente isolado e controlado. Os coletores de gás utilizados nestes sistemas devem ser equipados com válvulas de retenção para evitar o refluxo de gás e conjuntos de purga para eliminar os contaminantes que entram no sistema durante a troca de cilindros. Além disso, a maioria dos sistemas de fornecimento de gás pode ser configurada com alarmes para indicar quando um cilindro ou banco de cilindros precisa ser substituído.

Pureza

O nível de pureza do gás exigido em cada ponto de uso é extremamente importante no projeto de um sistema de fornecimento de gás. A manutenção da pureza do gás é simplificada com um sistema centralizado, conforme descrito acima. A seleção de materiais para a construção deve ser consistente em todo o processo. Por exemplo, se um gás de grau de pesquisa estiver sendo utilizado, toda a construção em aço inoxidável e válvulas de fechamento sem membrana deve ser usada para eliminar a contaminação do fluxo de gás.

Em geral, três níveis de pureza são suficientes para descrever praticamente qualquer aplicação.

O primeiro nível, geralmente descrito como uma aplicação MULTI-PURPOSE, tem a exigência de pureza menos rigorosa. As aplicações típicas podem incluir soldagem, corte, assistência a laser, absorção atômica ou espectrometria de massa ICP. Os coletores para aplicações multiuso são projetados economicamente para segurança e conveniência. Materiais aceitáveis para a construção incluem latão, cobre, Teflon®, Tefzel® e Viton®. Válvulas embaladas, tais como válvulas de agulha e válvulas de esfera, são freqüentemente usadas para fechamento de fluxo. Os sistemas de distribuição de gás fabricados até este nível não devem ser usados com gases de alta pureza ou ultra-alta pureza.

O segundo nível, denominado aplicação HIGH-PURITY, requer um nível mais alto de proteção contra contaminação. As aplicações incluem gases ressonadores a laser ou cromatografia onde colunas capilares são usadas e a integridade do sistema é importante. Os materiais de construção são similares aos coletores multiuso, exceto que as válvulas de bloqueio de fluxo são de diafragma sem pacote para evitar a difusão de contaminantes no fluxo de gás.

O terceiro nível é referido como aplicação ULTRA-ALTA PURIDADE. Este nível requer o mais alto nível de pureza para componentes em um sistema de fornecimento de gás. A medição de traços em cromatografia de gás é um exemplo de uma aplicação de pureza ultra-alta. Materiais molhados para coletores neste nível devem ser selecionados para minimizar a adsorção de traços de componentes. Estes materiais incluem o aço inoxidável 316, Teflon®, Tefzel® e Viton®. Todas as tubulações devem ser limpas e passivadas em 316SS. As válvulas de bloqueio de fluxo devem ser de diafragma sem pacote.

É particularmente importante reconhecer que componentes que são adequados para aplicações multiuso podem afetar negativamente os resultados em aplicações de alta ou ultra-alta pureza. Por exemplo, a saída de gás dos diafragmas de neoprene nos reguladores pode causar desvio excessivo da linha de base e picos não resolvidos.

Tipos de sistemas de fornecimento de gás

SISTEMAS DE ESTAÇÃO ÚNICA - Em algumas aplicações, um gás é usado apenas para calibrar a instrumentação. Por exemplo, um sistema de monitoramento contínuo de emissões (CEMS) pode exigir apenas alguns minutos de fluxo de gases de calibração a cada dia. Tal aplicação claramente não requer um coletor de troca automática em larga escala. Entretanto, o sistema de entrega deve ser projetado para proteger contra a contaminação do gás de calibração e para minimizar os custos associados à troca de cilindros.

Um único coletor de estação com suporte é a solução ideal para este tipo de aplicação. Ele fornece um meio seguro e econômico de conectar e trocar os cilindros, eliminando a necessidade de lutar com o regulador. Quando o gás inclui componentes corrosivos como HCl ou NO, um conjunto de purga deve ser incorporado ao manifold para permitir que o regulador seja purgado com um gás inerte (geralmente nitrogênio) para protegê-lo da corrosão. O coletor simples / estação também pode ser equipado com um segundo pigtail. Este arranjo permite que um cilindro adicional seja conectado e mantido em reserva. A comutação é feita manualmente usando as válvulas de fechamento do cilindro. Esta configuração é geralmente desejável com gases de calibração, já que a mistura precisa de componentes geralmente varia um pouco de cilindro para cilindro. Uma troca de cilindro pode exigir a reinicialização do instrumento.

SISTEMAS DE COMUTAÇÃO SEMI-AUTOMÁTICOS - Muitas aplicações requerem uso contínuo e/ou volumes maiores de gases além do que é prático para um único coletor de estação. Qualquer pausa no fornecimento de gás resulta em experimentos perdidos ou arruinados, perda de produtividade e até mesmo tempo de inatividade para uma instalação inteira. Os sistemas semi-automáticos de comutação fornecem a capacidade de comutar de um cilindro ou banco de reserva sem interromper o fornecimento de gás, minimizando assim o dispendioso tempo de inatividade. Uma vez esgotado o cilindro ou banco primário, o sistema muda automaticamente para o cilindro ou banco de reserva para um fluxo contínuo de gás. O usuário então troca os cilindros vazios por cilindros novos, enquanto o gás ainda está fluindo do lado de reserva. Uma válvula bidirecional é usada para indicar o lado primário ou de reserva durante a troca do cilindro.

SISTEMAS DE COMBUSTÍVEL AUTOMÁTICO PROGRAMÁVEL - Em alguns processos críticos de fabricação e laboratório, um fornecimento ininterrupto de gás é uma necessidade absoluta. A falha no fornecimento de gás nestas instalações pode resultar na perda de experimentos em processo de um laboratório inteiro ou até mesmo o desligamento de uma linha ou processo de produção de fabricação. O custo potencial de qualquer um desses eventos é tão alto que a instalação de um sistema de fornecimento de gás, projetado para fornecer um fornecimento ininterrupto de gás, é claramente justificado. Um sistema de comutação totalmente automático programável é geralmente selecionado para estas aplicações.

Os sistemas totalmente automáticos da Harris funcionam de forma semelhante aos sistemas semi-automáticos, mas com características adicionais. Estas características incluem uma pressão de comutação programável entre os bancos primário e de reserva, detecção automática de vazamento e contatos de saída para detecção remota e detecção de nível de gás.