1. Putekļu daļiņu noņemšana tīrā telpā bez putekļiem
Tīrās telpas galvenā funkcija ir kontrolēt atmosfēras tīrību, temperatūru un mitrumu, kam tiek pakļauti produkti (piemēram, silīcija mikroshēmas utt.), lai produktus varētu ražot un izgatavot labā vides telpā. Mēs šo telpu saucam par tīro telpu. Saskaņā ar starptautisko praksi tīrības līmeni galvenokārt nosaka daļiņu skaits uz kubikmetru gaisa, kuru diametrs ir lielāks par klasifikācijas standartu. Citiem vārdiem sakot, tā sauktā bezputekļu telpa nav 100% bezputekļu telpa, bet gan kontrolēta ļoti mazā vienībā. Protams, daļiņas, kas atbilst šī standarta putekļu standartam, jau ir ļoti mazas, salīdzinot ar parastajiem putekļiem, ko mēs redzam, bet optiskām konstrukcijām pat neliels putekļu daudzums radīs ļoti lielu negatīvu ietekmi, tāpēc bezputekļu telpa ir neizbēgama prasība optisko konstrukciju izstrādājumu ražošanā.
Kontrolējot putekļu daļiņu skaitu, kuru daļiņu izmērs ir lielāks vai vienāds ar 0,5 mikroniem kubikmetrā, līdz mazākam par 3520/kubikmetrā, tiks sasniegta starptautiskā bezputekļu standarta A klase. Mikroshēmu ražošanas un apstrādes procesā izmantotajam bezputekļu standartam ir augstākas putekļu prasības nekā A klasei, un šāds augsts standarts galvenokārt tiek izmantots dažu augstāka līmeņa mikroshēmu ražošanā. Putekļu daļiņu skaits tiek stingri kontrolēts līdz 35 200 uz kubikmetru, kas tīrtelpu nozarē parasti tiek dēvēts par B klasi.
2. Trīs veidu tīrās telpas stāvokļi
Tukša tīrtelpa: tīrtelpa, kas ir uzbūvēta un ko var nodot ekspluatācijā. Tai ir visi attiecīgie pakalpojumi un funkcijas. Tomēr objektā nav operatoru vadīta aprīkojuma.
Statiska tīrtelpa: tīrtelpa ar pilnām funkcijām, atbilstošiem iestatījumiem un uzstādīšanu, ko var izmantot atbilstoši iestatījumiem vai kas tiek lietota, bet objektā nav operatoru.
Dinamiska tīrtelpa: tīrtelpa normālā lietošanā ar pilnām apkalpošanas funkcijām, aprīkojumu un personālu; ja nepieciešams, var veikt normālu darbu.
3. Vadības vienības
(1). Var noņemt gaisā esošās putekļu daļiņas.
(2). Var novērst putekļu daļiņu veidošanos.
(3). Temperatūras un mitruma kontrole.
(4). Spiediena regulēšana.
(5). Kaitīgo gāzu izvadīšana.
(6). Konstrukciju un nodalījumu hermētiskums.
(7). Statiskās elektrības novēršana.
(8). Elektromagnētisko traucējumu novēršana.
(9). Drošības faktoru ņemšana vērā.
(10). Enerģijas taupīšanas apsvēršana.
4. Klasifikācija
Turbulentas plūsmas tips
Gaiss ieplūst tīrtelpā no gaisa kondicionēšanas kastes caur gaisa vadu un gaisa filtru (HEPA) tīrtelpā un tiek atgriezts no starpsienu paneļiem vai paaugstinātām grīdām abās tīrtelpas pusēs. Gaisa plūsma nepārvietojas lineāri, bet gan rada neregulāru turbulentu vai virpuļveida stāvokli. Šis tips ir piemērots 1000–100 000 klases tīrtelpām.
Definīcija: Tīra telpa, kurā gaisa plūsma plūst nevienmērīgā ātrumā un nav paralēla, ko pavada pretplūsma vai virpuļstrāva.
Princips: Turbulentās tīrtelpas paļaujas uz gaisa padeves gaisa plūsmu, lai nepārtraukti atšķaidītu iekštelpu gaisu un pakāpeniski atšķaidītu piesārņoto gaisu, lai panāktu tīrību (turbulentās tīrtelpas parasti ir projektētas tīrības līmenim virs 1000 līdz 300 000).
Īpašības: Turbulentās tīrtelpas tīrības un tīrības līmeņa sasniegšanai nepieciešamas vairākas ventilācijas reizes. Ventilācijas izmaiņu skaits definīcijā nosaka attīrīšanas līmeni (jo vairāk ventilācijas izmaiņu, jo augstāks tīrības līmenis).
(1) Pašattīrīšanās laiks: attiecas uz laiku, kad tīrtelpa sāk piegādāt gaisu atbilstoši projektētajam ventilācijas skaitlim un putekļu koncentrācija telpā sasniedz projektēto tīrības līmeni; 1000. klasei paredzēts ne vairāk kā 20 minūtes (aprēķinam var izmantot 15 minūtes); 10 000. klasei paredzēts ne vairāk kā 30 minūtes (aprēķinam var izmantot 25 minūtes); 100 000. klasei paredzēts ne vairāk kā 40 minūtes (aprēķinam var izmantot 30 minūtes).
(2) Ventilācijas biežums (projektēts saskaņā ar iepriekšminētajām pašattīrīšanās laika prasībām) 1000. klase: 43,5–55,3 reizes stundā (standarts: 50 reizes stundā) 10 000. klase: 23,8–28,6 reizes stundā (standarts: 25 reizes stundā) 100 000. klase: 14,4–19,2 reizes stundā (standarts: 15 reizes stundā)
Priekšrocības: vienkārša konstrukcija, zemas sistēmas būvniecības izmaksas, viegli paplašināma tīrtelpa, dažās īpaši paredzētās vietās tīrtelpas kvalitātes uzlabošanai var izmantot tīrtelpas bezputekļu tīrtelpu.
Trūkumi: turbulences radītās putekļu daļiņas lidinās iekštelpās un ir grūti izvadāmas, kas var viegli piesārņot procesa produktus. Turklāt, ja sistēma tiek apturēta un pēc tam aktivizēta, nepieciešamās tīrības sasniegšanai bieži vien ir nepieciešams ilgs laiks.
Laminārā plūsma
Laminārās plūsmas gaiss pārvietojas vienmērīgā taisnā līnijā. Gaiss ieplūst telpā caur filtru ar 100% pārklājuma pakāpi un tiek atgriezts caur paaugstinātu grīdu vai starpsienām abās pusēs. Šis tips ir piemērots lietošanai tīrtelpu vidē ar augstāku tīrtelpu klasi, parasti 1.–100. klasi. Ir divi veidi:
(1) Horizontāla lamināra plūsma: horizontāls gaiss tiek izpūsts no filtra vienā virzienā un atgriezts atpakaļ pa atgaitas gaisa sistēmu pretējā sienā. Putekļi tiek izvadīti ārā ar gaisa virzienu. Parasti piesārņojums ir nopietnāks lejpus plūsmas.
Priekšrocības: Vienkārša struktūra, var kļūt stabila īsā laikā pēc ekspluatācijas.
Trūkumi: Būvniecības izmaksas ir augstākas nekā turbulentā plūsma, un iekštelpu telpu nav viegli paplašināt.
(2) Vertikāla lamināra plūsma: Telpas griesti ir pilnībā pārklāti ar ULPA filtriem, un gaiss tiek pūsts no augšas uz leju, tādējādi panākot augstāku tīrības pakāpi. Procesa laikā vai personāla radītos putekļus var ātri izvadīt ārā, neietekmējot citas darba zonas.
Priekšrocības: Viegli pārvaldāms, stabilu stāvokli var sasniegt īsā laikā pēc darbības uzsākšanas, un to nevar viegli ietekmēt darbības stāvoklis vai operatori.
Trūkumi: augstas būvniecības izmaksas, grūti elastīgi izmantot telpu, griestu pakaramie aizņem daudz vietas un apgrūtinoši remontēt un nomainīt filtrus.
Kompozītmateriāla tips
Saliktais tips ir apvienot vai izmantot turbulentās plūsmas tipu un laminārās plūsmas tipu kopā, kas var nodrošināt lokālu īpaši tīru gaisu.
(1) Tīrais tunelis: izmantojiet HEPA vai ULPA filtrus, lai nosegtu 100% procesa zonas vai darba zonas, lai paaugstinātu tīrības līmeni līdz virs 10. klases, kas var ietaupīt uzstādīšanas un ekspluatācijas izmaksas.
Šim tipam ir nepieciešams, lai operatora darba zona būtu izolēta no produkta un mašīnas apkopes, lai neietekmētu darbu un kvalitāti mašīnas apkopes laikā.
Tīriem tuneļiem ir vēl divas priekšrocības: A. Viegli elastīgi paplašināt; B. Iekārtu apkopi var viegli veikt apkopes zonā.
(2) Tīra caurule: Aptver un attīra automātisko ražošanas līniju, caur kuru plūst produktu plūsma, un paaugstina tīrības līmeni virs 100. Tā kā produkts, operators un putekļus radošā vide ir izolēti viens no otra, neliels gaisa padeves daudzums var panākt labu tīrību, kas var ietaupīt enerģiju un ir vispiemērotākais automatizētām ražošanas līnijām, kurām nav nepieciešams roku darbs. Tas ir piemērojams farmācijas, pārtikas un pusvadītāju rūpniecībā.
(3) Tīrā vieta: Ražošanas vajadzībām turbulentās tīrās telpas produkta apstrādes zonas tīrības līmenis ar tīrās telpas līmeni 10 000–100 000 tiek palielināts līdz 10–1000 vai augstāks; šajā kategorijā ietilpst tīri darbagaldi, tīras nojumes, saliekamās tīrās telpas un tīras skapji.
Tīrs darbagalds: 1.–100. klase.
Tīrkabīne: neliela telpa, ko ieskauj antistatisks caurspīdīgs plastmasas audums turbulentā tīrtelpas telpā, kurā tiek izmantotas neatkarīgas HEPA vai ULPA un gaisa kondicionēšanas iekārtas, lai izveidotu augstāka līmeņa tīrtelpu ar līmeni 10–1000, augstumu aptuveni 2,5 metrus un pārklājuma laukumu aptuveni 10 m2 vai mazāk. Tai ir četri balsti un tā ir aprīkota ar pārvietojamiem riteņiem elastīgai lietošanai.
5. Gaisa plūsma
Gaisa plūsmas nozīme
Tīrtelpas tīrību bieži ietekmē gaisa plūsma. Citiem vārdiem sakot, cilvēku, mašīnu nodalījumu, ēku konstrukciju u. c. radīto putekļu kustību un izplatīšanos kontrolē gaisa plūsma.
Tīrtelpā gaisa filtrēšanai tiek izmantots HEPA un ULPA filtrs, un putekļu savākšanas līmenis sasniedz pat 99,97–99,99995 %, tāpēc ar šo filtru filtrēto gaisu var uzskatīt par ļoti tīru. Tomēr tīrtelpā papildus cilvēkiem ir arī putekļu avoti, piemēram, ierīces. Kad šie radītie putekļi ir izplatījušies, telpu vairs nav iespējams uzturēt tīru, tāpēc jāizmanto gaisa plūsma, lai ātri izvadītu radītos putekļus ārā.
Ietekmējošie faktori
Tīrās telpas gaisa plūsmu ietekmē daudzi faktori, piemēram, procesa iekārtas, personāls, tīrās telpas montāžas materiāli, apgaismes ķermeņi utt. Vienlaikus jāņem vērā arī gaisa plūsmas novirzes punkts virs ražošanas iekārtām.
Gaisa plūsmas novirzes punktam uz vispārējā operāciju galda vai ražošanas iekārtas virsmas jābūt 2/3 no attāluma starp tīrās telpas telpu un starpsienu. Tādā veidā, operatora darba laikā, gaisa plūsma var plūst no procesa zonas iekšpuses uz darbības zonu un aizvadīt putekļus; ja novirzes punkts ir konfigurēts procesa zonas priekšā, tas kļūs par nepareizu gaisa plūsmas novirzi. Šajā laikā lielākā daļa gaisa plūsmas plūdīs uz procesa zonas aizmuguri, un operatora darbības radītie putekļi tiks novadīti uz iekārtas aizmuguri, un darbagalds tiks piesārņots, un raža neizbēgami samazināsies.
Tīrtelpās esošiem šķēršļiem, piemēram, darba galdiem, savienojuma vietā veidosies virpuļstrāvas, un tīrība to tuvumā būs relatīvi slikta. Atgriešanās gaisa atveres izurbšana darba galdā samazinās virpuļstrāvas parādību; svarīgi faktori, lai gaisa plūsma kļūtu par virpuļstrāvas parādību, ir arī tas, vai ir izvēlēti atbilstoši montāžas materiāli un vai iekārtu izkārtojums ir perfekts.
6. Tīrās telpas sastāvs
Tīrtelpas sastāvs sastāv no šādām sistēmām (neviena no tām nav neaizstājama sistēmas molekulās), pretējā gadījumā nebūs iespējams izveidot pilnīgu un augstas kvalitātes tīrtelpu:
(1) Griestu sistēma: ieskaitot griestu stieņus, I-veida vai U-veida sijas, griestu režģus vai griestu rāmi.
(2) Gaisa kondicionēšanas sistēma: ieskaitot gaisa kabīni, filtru sistēmu, vējdzirnavas utt.
(3) Starpsiena: ieskaitot logus un durvis.
(4) Grīda: ieskaitot paaugstinātu grīdu vai antistatisku grīdu.
(5) Apgaismes ķermeņi: LED attīrīšanas plakanā lampa.
Tīrās telpas galvenā konstrukcija parasti ir izgatavota no tērauda stieņiem vai kaulu cementa, taču neatkarīgi no konstrukcijas veida tai jāatbilst šādiem nosacījumiem:
A. Temperatūras izmaiņu un vibrāciju dēļ neradīsies plaisas;
B. Nav viegli radīt putekļu daļiņas, un daļiņām ir grūti piestiprināties;
C. Zema higroskopiskums;
D. Lai uzturētu mitruma apstākļus tīrā telpā, siltumizolācijai jābūt augstai;
7. Klasifikācija pēc lietošanas
Rūpnieciskā tīrā telpa
Objekts kontrolē nedzīvu daļiņu piesārņojumu. Tas galvenokārt kontrolē gaisa putekļu daļiņu piesārņojumu darba objektā, un iekšpusē parasti tiek uzturēts pozitīvs spiediena stāvoklis. Tas ir piemērots precīzijas mašīnu rūpniecībai, elektronikas rūpniecībai (pusvadītāji, integrētās shēmas utt.), kosmosa rūpniecībai, augstas tīrības pakāpes ķīmiskajai rūpniecībai, atomenerģijas rūpniecībai, optisko un magnētisko izstrādājumu rūpniecībai (CD, filmu, lentu ražošana), LCD (šķidro kristālu stikla), datoru cieto disku, datoru galviņu ražošanai un citām nozarēm.
Bioloģiski tīra telpa
Galvenokārt kontrolē darba objekta piesārņojumu ar dzīvām daļiņām (baktērijām) un nedzīvām daļiņām (putekļiem). To var iedalīt šādi:
A. Vispārēja bioloģiskā tīrtelpa: galvenokārt kontrolē mikrobiālo (baktēriju) priekšmetu piesārņojumu. Tajā pašā laikā tās iekšējiem materiāliem jāspēj izturēt dažādu sterilizācijas līdzekļu eroziju, un iekšpusei parasti jāgarantē pozitīvs spiediens. Būtībā iekšējiem materiāliem jāspēj izturēt dažādas rūpniecisko tīrtelpu sterilizācijas procedūras. Piemēri: farmācijas rūpniecība, slimnīcas (operāciju zāles, sterilās palātas), pārtikas, kosmētikas, dzērienu ražošana, dzīvnieku laboratorijas, fizikālo un ķīmisko testēšanas laboratorijas, asins analīžu stacijas utt.
B. Bioloģiskās drošības tīrtelpa: galvenokārt kontrolē darba objekta dzīvo daļiņu piesārņojumu ārpasaulei un cilvēkiem. Iekšējam spiedienam jābūt negatīvam pret atmosfēras spiedienu. Piemēri: bakterioloģija, bioloģija, tīrās laboratorijas, fizikālā inženierija (rekombinanti gēni, vakcīnu sagatavošana).
Publicēšanas laiks: 2025. gada 7. februāris