1. Dulkių dalelių pašalinimas švarioje patalpoje be dulkių
Pagrindinė švarios patalpos funkcija – kontroliuoti atmosferos, kurioje yra gaminami produktai (pvz., silicio lustai ir kt.), švarą, temperatūrą ir drėgmę, kad produktai būtų gaminami ir gaminami geroje aplinkos erdvėje. Šią erdvę vadiname švaria patalpa. Pagal tarptautinę praktiką, švaros lygį daugiausia lemia dalelių, kurių skersmuo didesnis nei klasifikavimo standartas, skaičius kubiniame metre oro. Kitaip tariant, vadinamasis be dulkių patalpa nėra 100 % be dulkių, bet kontroliuojamas labai mažame vienete. Žinoma, dalelės, kurios atitinka šio standarto dulkių standartą, jau yra labai mažos, palyginti su įprastomis dulkėmis, kurias matome, tačiau optinėms konstrukcijoms net ir nedidelis dulkių kiekis turės labai didelį neigiamą poveikį, todėl be dulkių yra neišvengiamas reikalavimas optinių konstrukcijų gaminių gamyboje.
Kontroliuojant dulkių dalelių, kurių dydis yra didesnis arba lygus 0,5 mikrono kubiniame metre, skaičių iki mažiau nei 3520/kubiniame metre, bus pasiekta A klasė pagal tarptautinį dulkių kontrolės standartą. Lustų gamybos ir apdorojimo srityje naudojamas dulkių kontrolės standartas kelia aukštesnius dulkių reikalavimus nei A klasė, ir toks aukštas standartas daugiausia naudojamas kai kurių aukštesnio lygio lustų gamyboje. Dulkių dalelių skaičius griežtai kontroliuojamas ties 35 200 kubiniame metre, kuris švarių patalpų pramonėje paprastai vadinamas B klase.
2. Trys švarios patalpos būsenos rūšys
Tuščia švari patalpa: pastatyta ir gali būti naudojama švari patalpa. Joje teikiamos visos reikalingos paslaugos ir funkcijos. Tačiau objekte nėra operatorių valdomos įrangos.
Statinė švari patalpa: švari patalpa su visomis funkcijomis, tinkamais nustatymais ir įrengimu, kuri gali būti naudojama pagal nustatymus arba yra naudojama, tačiau patalpoje nėra operatorių.
Dinaminė švari patalpa: įprastai naudojama švari patalpa su visomis aptarnavimo funkcijomis, įranga ir personalu; prireikus galima atlikti įprastą darbą.
3. Valdymo elementai
(1). Gali pašalinti ore sklandančias dulkių daleles.
(2). Gali užkirsti kelią dulkių dalelių susidarymui.
(3). Temperatūros ir drėgmės kontrolė.
(4). Slėgio reguliavimas.
(5). Kenksmingų dujų pašalinimas.
(6). Konstrukcijų ir patalpų sandarumas.
(7). Statinės elektros prevencija.
(8). Elektromagnetinių trukdžių prevencija.
(9). Saugos veiksnių įvertinimas.
(10). Energijos taupymo aspektų įvertinimas.
4. Klasifikacija
Turbulentinio srauto tipas
Oras į švarią patalpą patenka iš oro kondicionavimo dėžės per oro ortakį ir oro filtrą (HEPA) švarioje patalpoje ir grįžta pro pertvarų plokštes arba pakeltas grindis abiejose švarios patalpos pusėse. Oro srautas nejuda tiesiškai, o yra netolygios turbulentinės arba sūkurinės būsenos. Šis tipas tinka 1 000–100 000 klasės švarioms patalpoms.
Apibrėžimas: Švari patalpa, kurioje oro srautas teka netolygiu greičiu ir nėra lygiagretus, jį lydi atbulinis srautas arba sūkurinės srovės.
Principas: Turbulentinės švarios patalpos naudoja tiekiamo oro srautą, kuris nuolat praskiedžia patalpų orą ir palaipsniui praskiedžia užterštą orą, kad būtų pasiekta švara (turbulentinės švarios patalpos paprastai projektuojamos esant švaros lygiui nuo 1 000 iki 300 000).
Savybės: Turbulencinėse švariose patalpose švarai ir švaros lygiui pasiekti reikalinga daugkartinė ventiliacija. Ventiliacijos pakeitimų skaičius apibrėžia grynumo lygį (kuo daugiau ventiliacijos pakeitimų, tuo aukštesnis švaros lygis).
(1) Savaiminio apsivalymo laikas: tai laikas, kai švari patalpa pradeda tiekti orą į švarią patalpą pagal suprojektuotą vėdinimo skaičių ir dulkių koncentracija patalpoje pasiekia suprojektuotą švaros lygį; 1000 klasė – ne daugiau kaip 20 minučių (skaičiavimui galima naudoti 15 minučių); 10 000 klasė – ne daugiau kaip 30 minučių (skaičiavimui galima naudoti 25 minutes); 100 000 klasė – ne daugiau kaip 40 minučių (skaičiavimui galima naudoti 30 minučių).
(2) Vėdinimo dažnis (suprojektuotas pagal aukščiau nurodytus savaiminio išsivalymo laiko reikalavimus) 1 000 klasė: 43,5–55,3 karto/val. (standartinis: 50 kartų/val.) 10 000 klasė: 23,8–28,6 karto/val. (standartinis: 25 kartus/val.) 100 000 klasė: 14,4–19,2 karto/val. (standartinis: 15 kartų/val.)
Privalumai: paprasta konstrukcija, maža sistemos konstrukcijos kaina, lengva išplėsti švarią patalpą, kai kuriose specialios paskirties vietose dulkių nesiurbiantis švarus stalas gali būti naudojamas švarios patalpos kokybei pagerinti.
Trūkumai: dėl turbulencijos susidariusios dulkių dalelės sklando patalpų viduje ir yra sunkiai pašalinamos, todėl gali lengvai užteršti proceso produktus. Be to, jei sistema sustabdoma ir vėl įjungiama, dažnai užtrunka ilgai, kol pasiekiamas reikiamas švarumas.
Laminarinis srautas
Laminarinio srauto oras juda tolygia tiesia linija. Oras patenka į patalpą per filtrą, kurio padengimo rodiklis yra 100 %, ir grąžinamas per pakelta grindis arba pertvaras iš abiejų pusių. Šis tipas tinka naudoti švariose patalpose, kurių švaros klasė yra aukštesnė, paprastai 1–100. Yra du tipai:
(1) Horizontalus laminarinis srautas: horizontalus oras pučiamas iš filtro viena kryptimi ir grąžinamas per grįžtamojo oro sistemą priešingoje sienoje. Dulkės išleidžiamos į lauką oro kryptimi. Paprastai tarša yra rimtesnė pasroviui einant.
Privalumai: paprasta konstrukcija, gali greitai tapti stabili po naudojimo.
Trūkumai: statybos kaina yra didesnė nei turbulentinio srauto, o patalpų erdvę nėra lengva išplėsti.
(2) Vertikalus laminarinis srautas: patalpos lubos yra visiškai padengtos ULPA filtrais, o oras pučiamas iš viršaus į apačią, taip pasiekiamas didesnis švarumas. Proceso metu arba darbuotojų susidariusios dulkės gali būti greitai pašalinamos į lauką, nepaveikiant kitų darbo zonų.
Privalumai: Lengva valdyti, stabili būsena pasiekiama per trumpą laiką nuo veikimo pradžios, jos lengvai nepaveikia nei veikimo būsena, nei operatoriai.
Trūkumai: didelė statybos kaina, sunku lanksčiai panaudoti erdvę, lubų pakabos užima daug vietos, o filtrų remontas ir keitimas yra sudėtingas.
Sudėtinis tipas
Sudėtinis tipas yra turbulentinio ir laminarinio srauto tipų derinys arba naudojimas, kuris gali užtikrinti itin švarų orą.
(1) Švarus tunelis: naudokite HEPA arba ULPA filtrus, kad padengtumėte 100 % proceso zonos arba darbo zonos, taip padidindami švaros lygį iki aukštesnio nei 10 klasės, o tai gali sumažinti įrengimo ir eksploatavimo išlaidas.
Šis tipas reikalauja, kad operatoriaus darbo zona būtų izoliuota nuo gaminio ir mašinos priežiūros, kad būtų išvengta poveikio darbui ir kokybei mašinos priežiūros metu.
Švarūs tuneliai turi dar du privalumus: A. Juos lengva lanksčiai plėsti; B. Įrangos techninę priežiūrą galima lengvai atlikti techninės priežiūros zonoje.
(2) Švarus vamzdis: apgaubkite ir išvalykite automatinę gamybos liniją, per kurią teka produktų srautas, ir padidinkite švaros lygį iki aukštesnio nei 100 klasės. Kadangi produktas, operatorius ir dulkes generuojanti aplinka yra izoliuoti vienas nuo kito, nedidelis oro tiekimo kiekis gali užtikrinti gerą švarą, o tai gali taupyti energiją ir labiausiai tinka automatizuotoms gamybos linijoms, kurioms nereikia rankinio darbo. Tai taikoma farmacijos, maisto ir puslaidininkių pramonei.
(3) Švari vieta: gamybos proceso zonos švaros lygis turbulencinėje švarioje patalpoje, kurios švarios patalpos lygis yra 10 000–100 000, gamybos tikslais padidinamas iki 10–1000 ar daugiau; šiai kategorijai priklauso švarūs darbo stalai, švarios pašiūrės, surenkamos švarios patalpos ir švarios spintos.
Švarus stalas: 1–100 klasė.
Švari kabina: maža erdvė, apsupta antistatiniu permatomu plastikiniu audiniu turbulentinėje švarioje patalpoje, naudojant nepriklausomus HEPA arba ULPA ir oro kondicionavimo įrenginius, kad būtų sukurta aukštesnio lygio švari erdvė, kurios lygis yra 10–1000, aukštis – apie 2,5 metro, o aprėpties plotas – apie 10 m2 ar mažesnis. Ji turi keturis stulpus ir judančius ratukus, kad būtų galima lanksčiai naudoti.
5. Oro srautas
Oro srauto svarba
Švarios patalpos švarai dažnai įtakos turi oro srautas. Kitaip tariant, žmonių, mašinų skyrių, pastato konstrukcijų ir kt. keliamų dulkių judėjimą ir sklaidą kontroliuoja oro srautas.
Švarioje patalpoje orui filtruoti naudojami HEPA ir ULPA filtrai, o dulkių surinkimo rodiklis siekia net 99,97–99,99995 %, todėl šiuo filtru išfiltruotą orą galima laikyti labai švariu. Tačiau be žmonių, švarioje patalpoje yra ir dulkių šaltinių, tokių kaip mašinos. Šioms susidariusioms dulkėms pasklidus, nebeįmanoma palaikyti švarios erdvės, todėl reikia naudoti oro srautą, kad susidariusios dulkės būtų greitai pašalintos į lauką.
Įtakos veiksniai
Švarios patalpos oro srautui įtakos turi daug veiksnių, tokių kaip technologinė įranga, personalas, švarios patalpos surinkimo medžiagos, šviestuvai ir kt. Tuo pačiu metu reikėtų atsižvelgti ir į oro srauto nukreipimo tašką virš gamybos įrangos.
Oro srauto nukreipimo taškas ant bendrojo operacinio stalo arba gamybos įrangos paviršiaus turėtų būti nustatytas 2/3 atstumo tarp švarios patalpos erdvės ir pertvaros plokštės. Tokiu būdu, operatoriui dirbant, oro srautas gali tekėti iš proceso zonos vidaus į darbo zoną ir pašalinti dulkes; jei nukreipimo taškas yra sukonfigūruotas priešais proceso zoną, tai taps netinkamu oro srauto nukreipimu. Šiuo metu didžioji oro srauto dalis tekės į proceso zonos galą, o operatoriaus darbo metu susidariusios dulkės bus nuneštos į įrangos galą, darbastalis bus užterštas, o našumas neišvengiamai sumažės.
Švariuose kambariuose esančių kliūčių, tokių kaip darbo stalai, sandūroje susidarys sūkurinės srovės, todėl švara šalia jų bus gana prasta. Darbo stale išgręžus grįžtamojo oro angą, sūkurinių srovių reiškinys sumažės; svarbūs veiksniai, lemiantys, ar oro srautas taps sūkurinių srovių reiškiniu, taip pat yra tai, ar tinkamos surinkimo medžiagos parinktos, ar įrangos išdėstymas yra tobulas.
6. Švarios patalpos sudėtis
Švarios patalpos sudėtį sudaro šios sistemos (nė viena iš jų nėra būtina sistemos molekulėse), kitaip nebus įmanoma suformuoti pilnos ir aukštos kokybės švarios patalpos:
(1) Lubų sistema: įskaitant lubų strypą, I arba U formos siją, lubų groteles arba lubų rėmą.
(2) Oro kondicionavimo sistema: įskaitant oro kabiną, filtrų sistemą, vėjo malūną ir kt.
(3) Pertvara: įskaitant langus ir duris.
(4) Grindys: įskaitant pakeltas grindis arba antistatines grindis.
(5) Šviestuvai: LED valymo plokščia lempa.
Švarios patalpos pagrindinė konstrukcija paprastai pagaminta iš plieninių strypų arba kaulinio cemento, tačiau, kad ir kokia ji būtų, ji turi atitikti šias sąlygas:
A. Dėl temperatūros pokyčių ir vibracijos neatsiras įtrūkimų;
B. Dulkių dalelių susidaryti nėra lengva, o joms sunku prisitvirtinti;
C. Mažas higroskopiškumas;
D. Norint palaikyti drėgmės sąlygas švarioje patalpoje, šilumos izoliacija turi būti aukšta;
7. Klasifikavimas pagal naudojimą
Pramoninis švarus kambarys
Objektas skirtas negyvų dalelių kontrolei. Jis daugiausia kontroliuoja oro dulkių dalelių taršą darbiniame objekte, o viduje paprastai palaikoma teigiama slėgio būsena. Jis tinka tiksliųjų mašinų pramonei, elektronikos pramonei (puslaidininkiams, integriniams grandynams ir kt.), aviacijos ir kosmoso pramonei, didelio grynumo chemijos pramonei, atominės energetikos pramonei, optinių ir magnetinių gaminių pramonei (CD, plėvelių, juostų gamyba), LCD (skystųjų kristalų stiklo), kompiuterių standžiųjų diskų, kompiuterių galvučių gamybai ir kitoms pramonės šakoms.
Biologiškai švari patalpa
Daugiausia kontroliuoja darbinio objekto užterštumą gyvomis dalelėmis (bakterijomis) ir negyvomis dalelėmis (dulkėmis). Jį galima suskirstyti į:
A. Bendroji biologiškai švari patalpa: daugiausia kontroliuojama mikrobinių (bakterijų) objektų tarša. Tuo pačiu metu jos vidinės medžiagos turi būti atsparios įvairių sterilizavimo medžiagų erozijai, o vidus paprastai garantuoja teigiamą slėgį. Iš esmės, vidinės medžiagos turi būti atsparios įvairiems pramoninių švarių patalpų sterilizavimo procesams. Pavyzdžiai: farmacijos pramonė, ligoninės (operacinės, sterilios palatos), maisto, kosmetikos, gėrimų gamyba, gyvūnų laboratorijos, fizikinių ir cheminių tyrimų laboratorijos, kraujo stotys ir kt.
B. Biologinės saugos švari patalpa: daugiausia kontroliuoja darbo objekto gyvųjų dalelių taršą išoriniam pasauliui ir žmonėms. Vidinis slėgis turi būti palaikomas neigiamas atmosferos slėgiui. Pavyzdžiai: bakteriologija, biologija, švarios laboratorijos, fizikinė inžinerija (rekombinantiniai genai, vakcinų ruošimas).
Įrašo laikas: 2025 m. vasario 7 d.