低溫液體泵

低溫液體泵（簡稱低溫泵）是在石油、空分和化工裝置中用來輸送低溫液體（如液氧、液氮、液氬、液態(tài)烴和液化天然氣等）的特殊泵。在空分中它主要用于輸送液態(tài)產(chǎn)品，如液氧泵、液氮泵及液氬泵等產(chǎn)品泵。在空分工藝流程中也設(shè)置工藝泵，例如：在主冷防爆系統(tǒng)中的液氧循環(huán)泵；上、下塔分開時，將上塔底部的液氧送入下塔頂?shù)闹骼淠舭l(fā)器；粗氬塔分成粗氬塔I和粗氬塔Ⅱ，兩塔之間設(shè)置的液氬泵等。 按照工作原理的不同，低溫泵主要分為往復(fù)式和離心式兩類。

用途

它的用途是將低溫液體從壓力低的場所輸送到壓力高的場所。隨著空分技術(shù)的發(fā)展，低溫液體得到了廣泛的應(yīng)用及發(fā)展。其在空分設(shè)備中的只要作用為：用于液體循環(huán)；或是從貯槽抽取液體并將其壓入汽化器，汽化后送給用戶。

工作原理

離心式低溫液體泵的工作原理與離心水泵相同。離心泵是依靠旋轉(zhuǎn)葉輪對液體作功，將原動機(jī)的機(jī)械能傳遞給液體。當(dāng)泵內(nèi)充滿液體工作時，由于葉輪高速旋轉(zhuǎn)，液體在葉輪作用下產(chǎn)生離心力，驅(qū)使液體在從葉輪進(jìn)口向出口流動的過程中，壓力能和速度能均增加，繼而在擴(kuò)壓室內(nèi)又將速度能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成壓力能后輸出。簡單概括：離心泵的工作原理是：離心泵工作時，依靠泵內(nèi)、泵外的壓差，將液體不斷吸入泵內(nèi)，靠葉輪的高速旋轉(zhuǎn)使液體獲得動能；靠擴(kuò)壓管或?qū)~將液體的動能轉(zhuǎn)換成壓力能。

往復(fù)式低溫泵與往復(fù)式壓縮機(jī)的工作原理相類似，是一種容積式的壓縮機(jī)械。它由活塞(柱塞)在液缸工作腔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動，使工作腔容積產(chǎn)生周期性變化，來實(shí)現(xiàn)吸液-壓縮-排液全過程。

當(dāng)活塞(柱塞)向右移動時，泵缸容積增大，壓力隨之降低，當(dāng)進(jìn)口管中的液體壓力大于泵缸內(nèi)壓力時，吸入閥開啟，液體流入泵缸。當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)過180°以后，活塞(柱塞)向左移動時，泵缸的容積減小，因液體是不可壓縮流體，因此壓力將迅速升高，當(dāng)其壓力升至可以打開排出液時高壓液體經(jīng)排出閥排出，這就是往復(fù)式液體泵的一個工作周期。

由此可見，往復(fù)式泵的流量是脈動的、不連續(xù)的。脈動的次數(shù)由轉(zhuǎn)速決定。往復(fù)式泵的排壓是由管路特性所決定的，這是因?yàn)橹挥斜酶變?nèi)液體的壓力高于排出管的壓力時，排出閥才能打開。正因如此，只要電機(jī)功率充足泵密封性良好，往復(fù)式泵的排液壓力，可以滿足低、中、高壓的各種管網(wǎng)的壓力需求。

特點(diǎn)

低溫泵與一般通用泵不同，它要在液體輸送過程中保持低溫，盡量減少冷損，否則低溫泵會由于液體的汽化而不能工作。因在低溫條件下工作，其泵的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、運(yùn)行，安裝等方面都與通用泵有所不同。

分類

低溫液體泵是用來輸送低溫液體，并提高其壓力的機(jī)械。根據(jù)作用原理，低溫泵可分為葉片式和往復(fù)式兩大類。葉片式有離心式、混流武和軸流式。往復(fù)式有柱塞式和活塞式。

離心泵是葉片式中常用的一種。離心式又有單級和多級之分。柱塞式泵是往復(fù)式中常用的一種，有單列和多列之分。

離心式低溫泵多用于低、中壓輸送。柱式低溫泵用于壓力高、流量小的系統(tǒng)。

設(shè)計注意事項(xiàng)

低溫液體泵在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)注意以下問題：

(1)為保證零件在低溫下冷收縮均勻，其結(jié)構(gòu)應(yīng)對稱；

(2)泵的進(jìn)、出口管路必須設(shè)有冷收縮的補(bǔ)償，如金屬波紋管補(bǔ)償?shù)龋?/span>

(3)常溫區(qū)與低溫區(qū)之間的連接零件應(yīng)選用熱導(dǎo)率低的材料制造，以減少導(dǎo)熱損失；

(4)盡可能地減少低溫區(qū)工作的零部件的熱容量，以減少液體的汽化損失，縮短起動時間；

(5)在低溫區(qū)工作且有相對運(yùn)動的零件，也盡可能地選擇線膨脹系數(shù)相接近的材料來制作；包絡(luò)零件的線膨脹系數(shù)須小于或等于被包絡(luò)零件的線膨脹系數(shù)，以防止冷收縮時產(chǎn)生卡死現(xiàn)象；

(6)對在低溫下工作的重要零件，特別是對那些耦合要求很嚴(yán)高的運(yùn)動零件(如軸封的動環(huán)和靜環(huán)，柱塞泵的柱塞和缸套等)在進(jìn)行后一道精加工之前，必須作冷處理。冷處理溫度一般應(yīng)低于或等于工作溫度，處理時間為1～4小時；

(7)為防止低溫液體的汽化，特別要注意泵體及進(jìn)口管道的絕熱，一般用珠光砂或發(fā)泡材料，對溫度很低的液氫泵和液氦泵則常采用真空絕熱；

(8)密封是低溫泵設(shè)計中的關(guān)鍵問題之一，泵的密封采用封閉式或軸封式。軸封式有三種類型：機(jī)械密封(有干式和濕式兩種)，迷宮密封和填料函密封。對于溫度較低的泵，常采用機(jī)械密封