Криокулер – это специальное криогенное оборудование, необходимое для направленного вынужденного охлаждения теплообменного газа. Эти агрегаты используются в машиностроении, электронике, в космической промышленности. Охладительные конструкции необходимы для эксплуатации криогенных установок, чтобы сверхчувствительные датчики или сверхпроводники не перегревались. Криокулеры состоят из двух ступеней, на каждом уровне имеется теплообменник, который и охлаждает нужный газ. Для циркуляции хладоносителя используются криогенные насосы.
Криогенные вакуумные насосы
Характеристики криогенных вакуумных насосов, по которым выбирается данное оборудование.
1. Производительность
Главным параметром для сравнения показателей криогенных агрегатов является скорость откачивания по воздуху. Показатели откачки зависят и изменяются от состава газа. Соответственно, скорость откачивания зависит от самого газа.
Пары в откачиваемом газе – это главная нагрузка процесса, поэтому скорость при откачивании этих паров – ключевой фактор при оценивании необходимого времени для очищения объема.
2. Чистота откачки
Криогенные вакуумные насосы – это самые “чистые” вакуумные насосы. В этих агрегатах нет подвижных частей, рабочих масел или других элементов, которые загрязняют рабочий объем. Это условие исключает загрязнение пространства, в котором образуется вакуум.
Криогенное оборудование может препятствовать обратному направлению рабочей жидкости из вакуумного насоса, поэтому оно способно запускать и производить откачивание с давления запуска. А сам этот ток и есть главная причина загрязнения рабочего объема. Кроме того, криогенные аппараты предусматривают очистку рабочего пространства от паров масел, которые попадают в момент предварительной откачки.
3. Экономичность
Вакуумные насосы криогенного типа отличаются низкой ценой технического обслуживания агрегатов во время их использования, поэтому это вакуумное оборудование считается наиболее экономичным. Оно используется на протяжении долгого времени. Крионасосы – идеальный вариант из-за высокой работоспособности и сохранения чистоты откачиваемого объёма без больших затрат.
Механизм работы криогенного вакуумного насоса
В крионасосах не меняется способ создания вакуума. Он образуется за счет откачки газа по частям из рабочего пространства. Обычные методы подразумевают откачивание молекул за счет продавливания их через сам агрегат. А криогенные вакуумные насосы преобразуют газ до его твердого агрегатного состояния, это снижает уровень давления паров до создания высокого вакуума. В таких вакуумных насосах есть схема цикличного охлаждения с помощью гелия. Молекулы газа в беспорядке двигаются, затем происходит контакт с криогенными панелями, и затем молекулы гелия оседают на этих панелях.
Когда вакуумный агрегат работает при нормальной температуре и повышенном давлении, гелий нагнетается специальным элементом в сам насос на головку поршня, которая охлаждена. Эта головка также связана с несколькими конденсационными решётками. Дальше газ, который оказался на поршне расширяется, тем самым охлаждая решётки. Наружные решётки нужны для облегчения главной газовой нагрузки, то есть оседания паров. Решётки, находящиеся глубже, охлаждаются до меньшей температуры и нужны для охлаждения остальных газов.
В этой статье мы рассказали об особенностях криогенного насоса и механизме его работы. Надеемся, что наша информация помогла познакомиться подробнее с таким видом вакуумного оборудования, как криокулер.
