Крионасосы делятся на два типа: жидкие гелиевые крионасосы инъекционного типа и крионасосы газового гелиевого холодильника замкнутого контура.
Инъекционный жидкий гелий крионасос
Он в основном состоит из контейнера с жидким гелием, корпуса насоса и полости жидкого азота, соединенной с перегородкой. Чтобы уменьшить потребление жидкого гелия, внешняя стенка контейнера с жидким гелием принимает двухслойную теплоизоляционную стенку и эвакуируется между ними.
Когда насос предварительно перекачивается до давления Па, впрыскивается жидкий азот и жидкий гелий, и газ конденсируется на рабочей холодной пластине 4,2K. После предварительной перекачки парциальное давление гелия и водорода находится в порядке Па, поэтому насос может получить конечное давление ниже Па.
Если контейнер с жидким гелием эвакуировать и декомпрессировать до 6650 Па, температура жидкого гелия может быть снижена до 2,3 К, и может быть получено нижнее предельное давление.
Криопух для газового гелия с замкнутым циклом
Это новый тип крионасоса, который появился в 1970-х годах. Этот насос не потребляет гелий, прост в эксплуатации, прост в обслуживании и все чаще используется.
Холодильной средой холодильника является газовый гелий, температура холодной пластины первой ступени составляет 50-100К, а типичное применение - 65К, которое используется для конденсации водяного пара и предварительного охлаждения других газов; температура холодной пластины второй ступени составляет 10-20К, которая используется для конденсации азота, газов, таких как кислород и аргон.
Внутренняя поверхность вторичной холодной пластины покрыта активированным углем. Активированный уголь обладает сильной адсорбционной способностью для гелия, неона и водорода при низкой температуре. Холодная пластина изготовлена из бескислородной меди, а поверхность отполирована до зеркального уровня для снижения излучательной способности.
Конечное давление насоса составляет Па, диапазон рабочих давлений - Па, а давление предварительной перекачки должно составлять 1 Па. Скорость перекачки готового продукта достигла 60 000 литров в секунду. Кроме того, согласно характеристикам процесса, в перекачиваемом контейнере может быть расположена вытяжная холодная пластина, а скорость вытяжки воздуха может достигать более 106 литров в секунду.
Конструктивные особенности
Вертикальная структура: подходит для закапывания в землю, на нее не будет влиять горячий воздух двигателя, температура воздуха и солнечный свет и т. Д., И его легко держать холодным; он может уменьшить высоту всасывания насоса, увеличить напор заполнения и улучшить эффективность NPSH; Вертикальная конструкция также выгодна для откачки воздуха, так что подвесной вал имеет достаточную высоту для облегчения расположения уплотнительного устройства вала, поэтому насос еще называют вертикальным бочковым насосом.
Симметричная структура: общая структура насоса стремится быть симметрично расположенной так, чтобы он мог равномерно деформироваться в холодном состоянии. Холодная головка обычно принимает двухступенчатый механизм, первая ступень достигает 80K, а вторая ступень достигает температуры 10K.
Двухслойная оболочка: чтобы сохранить холод и облегчить транспортировку опасных сред, ее обычно делают двухслойной оболочкой. Внутренняя оболочка подвергается давлению насоса, а давление всасывания находится между внутренней оболочкой и внешней оболочкой, что может соответствующим образом снизить требования к прочности внутренней оболочки. Внешняя оболочка должна быть выполнена в вакуумный межслойный слой, для чего достигается эффект теплоизоляции.