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、液態烴和液化天然氣等）的特殊泵。在空分中它主要用於輸送液態產品，如液氧泵、液氮泵及液氬泵等產品泵。在空分工藝流程中也設定工藝泵，例如：在主冷防爆系統中的液氧循環泵；上、下塔分開時，將上塔底部的液氧送入下塔頂的主冷凝蒸發器；粗氬塔分成粗氬塔I和粗氬塔Ⅱ，兩塔之間設定的液氬泵等。按照工作原理的不同，低溫泵主要分為往復式和離心式兩類。
基本介紹
- 中文名：低溫液體泵
- 外文名：Cryogenic liquid pump
- 簡稱：低溫泵
- 套用領域：石油、空分和化工行業
功能,工作原理,特點,分類,設計注意事項,
功能
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。隨著空分技術的發展，低溫液體得到了廣泛的套用及發展。其在空分設備中的只要作用為：用於液體循環；或是從貯槽抽取液體並將其壓入汽化器，汽化後送給用戶。
工作原理
離心式低溫液體泵的工作原理與離心水泵相同。離心泵是依靠旋轉葉輪對液體作功，將原動機的機械能傳遞給液體。當泵內充滿液體工作時，由於葉輪高速旋轉，液體在葉輪作用下產生離心力，驅使液體在從葉輪進口向出口流動的過程中，壓力能和速度能均增加，繼而在擴壓室內又將速度能進一步轉化成壓力能後輸出。簡單概括：離心泵的工作原理是：離心泵工作時，依靠泵內、泵外的壓差，將液體不斷吸入泵內，靠葉輪的高速旋轉使液體獲得動能；靠擴壓管或導葉將液體的動能轉換成壓力能。
往復式低溫泵與往復式壓縮機的工作原理相類似，是一種容積式的壓縮機械。它由活塞(柱塞)在液缸工作腔內往復運動，使工作腔容積產生周期性變化，來實現吸液-壓縮-排液全過程。
當活塞(柱塞)向右移動時，泵缸容積增大，壓力隨之降低，當進口管中的液體壓力大於泵缸內壓力時，吸入閥開啟，液體流入泵缸。當曲柄轉過180°以後，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，當其壓力升至可以打開排出液時高壓液體經排出閥排出，這就是往復式液體泵的一個工作周期。
由此可見，往復式泵的流量是脈動的、不連續的。脈動的次數由轉速決定。往復式泵的排壓是由管路特性所決定的，這是因為只有泵缸內液體的壓力高於排出管的壓力時，排出閥才能打開。正因如此，只要電機功率充足泵密封性良好，往復式泵的排液壓力，可以滿足低、中、高壓的各種管網的壓力需求。
特點
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，儘量減少冷損，否則低溫泵會由於液體的汽化而不能工作。因在低溫條件下工作，其泵的材質、結構、運行，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，並提高其壓力的機械。根據作用原理，低溫泵可分為葉片式和往復式兩大類。葉片式有離心式、混流武和軸流式。往復式有柱塞式和活塞式。
離心泵是葉片式中最常用的一種。離心式又有單級和多級之分。柱塞式泵是往復式中最常用的一種，有單列和多列之分。
離心式低溫泵多用於低、中壓輸送。柱式低溫泵用於壓力高、流量小的系統。
設計注意事項
低溫液體泵在結構設計時應注意以下問題：
(1)為保證零件在低溫下冷收縮均勻，其結構應對稱；
(2)泵的進、出口管路必須設有冷收縮的補償，如金屬波紋管補償等；
(3)常溫區與低溫區之間的連線零件應選用熱導率低的材料製造，以減少導熱損失；
(4)儘可能地減少低溫區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)在低溫區工作且有相對運動的零件，也儘可能地選擇線膨脹係數相接近的材料來製作；包絡零件的線膨脹係數須小於或等於被包絡零件的線膨脹係數，以防止冷收縮時產生卡死現象；
(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高的運動零件(如軸封的動環和靜環，柱塞泵的柱塞和缸套等)在進行最後一道精加工之前，必須作冷處理。冷處理溫度一般應低於或等於工作溫度，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口管道的絕熱，一般用珠光砂或發泡材料，對溫度很低的液氫泵和液氦泵則常採用真空絕熱；
(8)密封是低溫泵設計中的關鍵問題之一，泵的密封採用封閉式或軸封式。軸封式有三種類型：機械密封(有乾式和濕式兩種)，迷宮密封和填料函密封。對於溫度較低的泵，常採用機械密封。
