Криогенный вакуумный насос (крионасос): центробежные, поршневые, для СПГ, принцип работы

Вакуумные насосы предназначены для разрежения воздуха в герметичной ограниченной полости. Они различаются по схеме строения и принципу действия, создавая разную степень разрежения – от низкого вакуума до абсолютной пустоты, сверхвысокого вакуума. Один из типов описанной техники – криогенный насос.

Криогенный насос

Насос вакуумный криогенный применяется в работе со следующими газами: азот, неон, метан, кислород, водород, аргон, рабочим газом в установке является гелий.

Содержание:

1. Криогенный насос: принцип работы
2. Криогенные насосы - поршневые, центробежные

Криогенный насос: принцип работы

Принцип работы криогенного аппарата основан на конденсирующих и удерживающих свойствах криопанелей. После приведения в действие пускового механизма насоса, начинается откачка газовых веществ, при этом криопанели начинают поглощать частицы паров. Гелий охлаждает ряды решеток (или пластин). Они расположены таким образом, что верхняя (внешняя) линия пластин удерживает воду, а внутренняя – все газы, находящиеся в резервуаре.

Криогенный насос

Некоторые газовые соединения имеют особенности, которые не позволяют криопанелям «уловить» и сжать их. Разработчики криогенных насосов на протяжении полувека пытались решить эту проблему, в частности, добиться разрежения неона, водорода и самого действующего гелия. Сначала решено было использовать холодильные агенты, но опыт показал, что это решение не экономит время и ресурсы. Тогда был проведен эксперимент с природным высокоуглеродистым пористым продуктом – древесным углем. Он оказался успешен, получил название «цикл охлаждения Джиффорда – Макмагона» и применяется в устройстве криогенных агрегатов до сих пор, пройдя некоторые усовершенствования. Кроме того, новый цикл охлаждения позволил расширить область применения криогенных вакуумных насосов – стало возможно работать с аппаратом в открытых, полевых условиях.

Вакуумные насосы криогенного типа сегодня активно используют в добыче полезных ископаемых, космическом приборостроении и военных разработках. Они являются важным элементом в работе сложных вакуумных испарителей, в изготовлении полупроводниковых товаров, оптических инструментов и в напылении тончайших покрытий.

Криогенные насосы - поршневые, центробежные

В зависимости от преследуемой цели, изготовители внедряют в производство различные вариации криогенных устройств. Существуют криогенные насосы погружного, поршневого и центробежного типа. Первая линейка вакуумных агрегатов подходит для сохранения герметичности и безопасного обслуживания резервуаров с охлаждаемой жидкостью, а также применяется при разгрузке и новой загрузке грузовых автомобилей, перевозящих массивную и сверхмассивную продукцию. Но большее распространение получили поршневые и центробежные агрегаты, а также криогенные насосы для СПГ сжиженного природного газа. Поршневой метод перекачки хорошо зарекомендовал себя в медицинской, фармацевтической отраслях и масштабном строительстве, позволил применять сжиженный природный газ в энергетике – в итоге, показывает наилучшую эффективность в тех сферах, где совершается регулярная работа с резервуарами большого объема.

Криогенные насосы - поршневые

Криогенный аппарат разрежения воздуха, действие которого основано на возвратном движении поршня, осуществляет перекачивание газовых смесей механическим способом. Когда поршневой элемент совершает первое движение, рабочая камера полностью заполняется веществом и давление внутри прибора падает. Возвращаясь, поршень нагнетает внутри камеры давление, которое быстро становится избыточным – под его натиском жидкости и газы вытесняются из резервуара. Поскольку поршневой насос способен выдержать самые суровые трудовые условия, его начали активно применять для внедрения углекислого газа в земельные пласты для увеличения добычи нефти в разных регионах России.

Вакуумные насосы с центробежной силой имеют простое строение и требуют минимального обслуживания. В центре прибора – ведущее колесо с наклоненными под углом лопастями. После приведения аппарата в рабочее состояние, лопасти воздействуют на газовые вещества и жидкости с такой силой, что происходит их нагнетание и дальнейшее вытеснение к выходному отверстию. Хотя центробежный вакуумный насос используют при работе с большими объемами природных газов (для их перемещения из одного сосуда в другой) и ценных жидкостей, он имеет небольшие размеры. Специальные слои уплотнения на корпусе позволяют насосу работать при низких температурах воздуха.

Компании сразу из нескольких стран сконцентрировали свою деятельность на производстве криогенного оборудования. Больше всего товаров поставляют Италия, США и Япония. Конкуренцию им составляет Китай – азиатские бренды быстро расширяют свой ассортимент и ориентируются на заказчиков с разными бюджетами.