Črpalke za kriogene tekočine (imenovane tudi kriogene črpalke) so posebne črpalke, ki se uporabljajo za transport kriogenih tekočin (kot so tekoči kisik, tekoči dušik, tekoči argon, tekoči ogljikovodiki in utekočinjeni zemeljski plin) v obratih za nafto, ločevanje zraka in kemičnih obratih. Pri ločevanju zraka se uporablja predvsem za transport tekočih izdelkov, kot so črpalka za tekoči kisik, črpalka za tekoči dušik in črpalka za tekoči argon ter druge črpalke za izdelke.
V procesu ločevanja zraka so vgrajene tudi procesne črpalke, npr.: obtočna črpalka tekočega kisika v glavnem hladilnem protieksplozijskem sistemu; ko sta zgornji in spodnji stolp ločena, se tekoči kisik na dnu zgornjega stolpa pošlje v glavni kondenzacijski uparjalnik na vrhu spodnjega stolpa; Kolona surovega argona je razdeljena na kolono surovega argona I in kolono surovega argona II, med obema kolonama pa je nameščena črpalka za tekoči argon.
Glede na različne principe delovanja kriočrpalke delimo predvsem na dve vrsti: batne in centrifugalne.
Značilnosti kriogene črpalke za tekočino
Njegov namen je transport kriogenih tekočin z lokacij z nizkim tlakom na lokacije z visokim tlakom. Z razvojem tehnologije ločevanja zraka so se kriogene tekočine široko uporabljale in razvijale. Njegova edina funkcija v napravi za ločevanje zraka je: za kroženje tekočine; ali za črpanje tekočine iz rezervoarja za shranjevanje in jo stisnite v uparjalnik ter jo nato po uparjenju pošljete uporabniku.
Kako delujejo črpalke za kriogeno tekočino
Načelo delovanja centrifugalne kriogene tekoče črpalke je enako kot pri centrifugalni vodni črpalki. Centrifugalne črpalke se zanašajo na rotirajoče rotorje, ki opravlja delo s tekočino in prenaša mehansko energijo glavnega motorja na tekočino. Ko je črpalka napolnjena s tekočino, zaradi visoke hitrosti vrtenja rotorja tekočina ustvari centrifugalno silo pod delovanjem rotorja, ki poganja tekočino, da poveča energijo tlaka in energijo hitrosti v procesu pretakanja iz vstop rotorja do izhoda, nato pa se poveča hitrost v komori difuzorja. Nadalje se lahko pretvori v tlačno energijo in nato oddaja.
Kratek povzetek: Načelo delovanja centrifugalne črpalke je: ko centrifugalna črpalka deluje, se tekočina nenehno sesa v črpalko zaradi razlike v tlaku znotraj in zunaj črpalke, tekočina pa pridobi kinetično energijo z visoko hitrostjo vrtenja rotor; Kinetična energija tekočine se pretvori v tlačno energijo.
Načelo delovanja batne kriočrpalke je podobno kot pri batnem kompresorju in je kompresor s prostornino. Uporablja bat (bat) za povratno gibanje v delovni komori cilindra s tekočino, tako da se prostornina delovne komore občasno spreminja, da se izvede celoten proces sesanja-stiskanja-praznjenja.
Ko se bat (bat) premakne v desno, se prostornina cilindra črpalke poveča in tlak ustrezno zmanjša. Ko je tlak tekočine v dovodni cevi večji od tlaka v cilindru črpalke, se odpre sesalni ventil in tekočina steče v valj črpalke. Ko se gonilka zavrti za 180 stopinj, ko se bat (bat) premakne v levo, se prostornina cilindra črpalke zmanjša. Ker je tekočina nestisljiva tekočina, bo tlak hitro naraščal. Ko tlak naraste, da se odpre izpustna tekočina, se visokotlačna tekočina izprazni skozi izpustni ventil, kar je delovni cikel batne črpalke za tekočino.
Vidimo lahko, da je pretok batne črpalke pulziran in nekontinuiran. Število utripov je določeno s hitrostjo vrtenja. Tlak izpusta batne črpalke je določen z značilnostmi cevovoda, ker se izpustni ventil lahko odpre le, ko je tlak tekočine v cilindru črpalke višji od tlaka izpustne cevi. Zaradi tega, dokler je moč motorja zadostna in ima črpalka dobro tesnjenje, lahko izpustni tlak batne črpalke izpolnjuje zahteve glede tlaka različnih cevovodnih omrežij nizkega, srednjega in visokega tlaka.
Značilnosti kriogene črpalke za tekočino
Za razliko od črpalk za splošne namene morajo kriočrpalke ohranjati nizko temperaturo med dovajanjem tekočine, da zmanjšajo izgubo hladu, sicer kriočrpalke ne bodo delovale zaradi izhlapevanja tekočine. Zaradi dela pri nizkih temperaturah se material, struktura, delovanje in namestitev črpalke razlikujejo od običajnih črpalk.
Razvrstitev črpalk za kriogeno tekočino
Črpalke za kriogene tekočine so stroji, ki se uporabljajo za transport kriogenih tekočin in povečanje njihovega tlaka. Glede na načelo delovanja lahko kriočrpalke razdelimo v dve kategoriji: lopatico in batno črpalko. Vrsta lopatic vključuje centrifugalni, mešani tok in aksialni tok. Batni tip ima tip bata in tip bata.
Centrifugalne črpalke so najpogosteje uporabljena vrsta lopatic. Centrifugalni ima enostopenjske in večstopenjske točke. Batna črpalka je najpogosteje uporabljena v izmeničnem tipu in jo delimo na enovrstno in večvrstno.
Centrifugalne kriočrpalke se večinoma uporabljajo za nizkotlačni in srednjetlačni transport. Kolonske kriočrpalke se uporabljajo v sistemih z visokim pritiskom in nizkim pretokom.