Криогенный насос: характеристики и преимущества оборудования. Применение крионасосов в промышленности

Агрегат предназначен для создания и поддержания безмасляной вакуумной среды. Криогенный насос может быть основой для конструирования мощных холодильных установок. Также его используют в создании высокого уровня вакуума с целью проведения определенных климатических испытаний продукции или материалов.

Навигация:

  1. Принцип работы крионасоса
  2. Применение крионасосов

криогенный насос

Криогенные вакуумные насосы имеют определенную классификацию. Они бывают такими:

  • поршневыми;
  • центробежными;
  • погружными.

Их принцип работы отличается, как и оснащение агрегата.

Насос криогенный с вакуумной изоляцией состоит из таких элементов:

  • корпуса;
  • рефрижератора;
  • высокотемпературной ступени для создания водяного пара;
  • устройств для управления процессами регенерации;
  • термопарного датчика;
  • датчиков для контроля и измерения температурного режима;
  • микропроцессорного блока.

В состав устройств для управления процессами регенерации входят продувочный канал для вывода скопившихся отработанных газовых смесей из насосной установки; форвакуумный клапан; предохранительный клапан, который защищает рабочее пространство от проникновения в него молекул газа.

Примечание. Количество температурных датчиков в конструкции оборудования зависит от типа выполняемого технологического процесса.

Датчик РТ100 для криогенных насосов устанавливают на корпусе, всасывающем и нагнетательном клапанах. С помощью микропроцессорного блока осуществляется подключение агрегата к электрической сети, а также обеспечивается соединение элементов системы.

криогенный насос

Работа с любыми криогенными веществами требует наличия определенных характеристик от элементов оборудования. Уплотнения для криогенных насосов бывают нескольких видов: сильфонными, торцевыми, бесконтактным. Выбор такого устройства зависит от типа установка, а также от поставленных перед нею задач.

Криогенный насос для СПГ можно условно разделить на несколько рабочих частей:

  • компрессор;
  • блок управления насоса вакуумного криогенного (цена низкая у производителя);
  • блок криоотачки, соединенный с компрессором специальными гибкими проводами.

По области использования криогенные насосы делят на две группы: большие и малые. Первый вид оборудования используют в оснащении крупных установок. С их помощью моделируют условия космического пространства, или получают сверхвысокий вакуум. Малые криогенные насосные установки нашли применение в небольших системах, которые работают с чистыми смесями.

В оснащении больших крионасосов используют криопанели. Они в процессе работы охлаждаются гелием. По этой причине оборудование называется гелиевый криогенный вакуумный насос.

Примечание. Скорость откачки рабочего вещества, а также мощность агрегата определяется размером криогенной поверхности (панели).

Преимущества в работе криогенных насосных установок:

  • отсутствие загрязнений рабочего вещества;
  • в процессе функционирования создается вакуумная среда, которая полностью очищена от воздушных масс;
  • надежная защита от перепадов электрической энергии, что положительно сказывается на длительности эксплуатации оборудования;
  • автоматизированная защита от поломок насосной установки.

Центробежный криогенный насос предназначен для перекачивания криогенных жидкостей. Например, азота, кислорода, аргона, метана. Также его применяют в откачивании углекислоты из стационарных и мобильных резервуаров.

криогенный насос

Криогенные центробежные насосы (Китай цена самая низкая на оборудование такого типа) имеют периодический принцип действия. Составные части агрегата:

  • центробежная насосная установка;
  • трубопроводы;
  • металлические рукава;
  • ручные клапаны в виде арматуры;
  • предохранительный клапан;
  • манометры;
  • датчики температурного режима и давления.

Также оборудование оснащают электрошкафом с преобразователем частоты. С его помощью изменяют напор насосной установки в широком диапазоне действия.

Насос криогенный поршневой предназначен для аналогичной области применения, что и предыдущий агрегат. В его конструкцию ходят такие же элементы. Основное отличие – большая производительность. С его помощью создают сверхвысокий вакуум.

криогенный насос

Насосные установки такого типа нашли широкое применение в оснащении систем газификации. Они предназначены для наполнения баллонов сжатыми газовыми смесями. Также оборудование используют в системах пожаротушения, в которых в качестве огнетушителя выступает азот. В нефтяной промышленности агрегаты применяют в восстановлении нефтяных скважин.

Примечание. Во всех криогенных установках используется теплоизоляция. Благодаря этому увеличивается срок их эксплуатации, а также снижается уровень шума при работе оборудования.

Криогенные погружные насосы представляют собой бессальниковые агрегаты с погружным двигателем. Основные преимущества оборудования:

  • практичность – установка проста в эксплуатации;
  • долговечность – срок использования оборудования достигает более 10 лет;
  • безопасность – агрегат защищен от перегрева и пыли;
  • надежность – корпус выполняют из высокопрочных и устойчивых к коррозии материалов.

криогенный насос

Оборудование работает практически бесшумно. Мощность двигателей достигает 1,1 МВт. Техническое обслуживание часто проводить не требуется. Конструкция оборудования – герметичная. Агрегаты могут работать длительное время без остановки.

Особой популярностью пользуются криогенные насосы Vanzetti. Их собирают согласно установленным нормативным документам. Насосные установки этой фирмы бывают центробежными, поршневыми и криогенными.

Принцип работы крионасоса

Оборудование нашло широкое применение в различных отраслях промышленности. Принцип работы криогенного насоса заключается в конденсации газовых молекул на охлаждаемой поверхности материала.

принцип работы крионасоса

Оборудование состоит из трех ступеней. Первая – входная. В ней конденсируются молекулы водяного пара, а также углероды. Рабочий температурный режим на этой стадии составляет 60-100 К.

Вторая ступень – конденсирующая. В ней происходит «захват» рабочего вещества (азота, аргона и прочего). Температуры колеблется между 10-20 К. Газовые смеси, которые не переходят в третью стадию, абсорбируются на активированном угле.

Третья ступень – откачивание. На этой стадии процесса образуются гранулы углерода, которые располагаются с внутренней стороны второй ступени.

Создание вакуумной среды в оборудовании осуществляется за счет удаления газовых смесей из герметичного рабочего объема камеры. Стандартные насосные установки откачивают молекулы газа посредством работы установки. Криогенные насосы замораживают молекулы рабочего вещества. При этом уменьшается давление паров. Этот процесс выполняется до того, пока не создастся высокий вакуум.

Применение крионасосов

Современные криогенные насосные установки изготавливают на основе специфики технологических процессов. Оборудование бывает с вертикальной и горизонтальной ориентацией. Первый вид агрегатов характеризуются минимальными размерами. Второй – более габаритные устройства.

применение крионасосов

Крионасосные установки применяют для заправки холодильных установок жидкими хладагентами. Также их используют для перекачивания низкотемпературных рабочих веществ из цистерн, автомобильных контейнеров, вагонов, криогенных хранилищ.

С их помощью заправляют кондиционеры в транспортных средствах, производят очистку жидкой двуокиси углерода. Обширный спектр применения агрегатов:

  • горнодобывающая промышленность;
  • водоснабжение;
  • восстановление скважин по добыче нефтепродуктов;
  • откачивание жидкости с трубопроводов и прочие технологические процессы.

Выбор оборудования необходимо основывать на выполняемом технологическом процессе.

Примечание. Крионасосы пришли на смену диффузионным насосам.

В агрегатах отсутствует обратный поток масляного пара. Минимальное давление ниже 10-7 Торр. Такие показатели делают агрегаты востребованными в металлургической и стекольной промышленностях. С их помощью наносят тонкие пленочные покрытия и выполняют напыление.