تنقسم المضخات المبردة إلى نوعين: مضخات التبريد الهيليوم السائل من نوع الحقن ومضخات التبريد الهيليوم الغازية ذات الدائرة المغلقة.
مضخة تبريد الهيليوم السائل بالحقن
وهي تتكون أساسا من حاوية هيليوم سائلة ، وجسم مضخة وتجويف نيتروجين سائل متصل بحيرة. من أجل تقليل استهلاك الهيليوم السائل ، يعتمد الجدار الخارجي لحاوية الهيليوم السائل على جدار عزل حراري مزدوج الطبقة ويتم إخلاؤه بينهما.
عندما يتم ضخ المضخة مسبقا إلى ضغط Pa ، يتم حقن النيتروجين السائل والهيليوم السائل ، ويتكثف الغاز على الصفيحة الباردة العاملة من 4.2K. بعد الضخ المسبق ، يكون الضغط الجزئي للهيليوم والهيدروجين في ترتيب Pa ، لذلك يمكن للمضخة الحصول على الضغط النهائي أقل من Pa.
إذا تم إخلاء حاوية الهيليوم السائل وفك ضغطها إلى 6650 باسكال ، يمكن تقليل درجة حرارة الهيليوم السائل إلى 2.3K ، ويمكن الحصول على ضغط حد أدنى.
دورة مغلقة غاز الهيليوم ثلاجة المضخة المبردة
وهو نوع جديد من المضخات المبردة التي ظهرت في 1970s. هذه المضخة لا تستهلك الهيليوم، وسهلة التشغيل، وسهلة الصيانة، وتستخدم بشكل متزايد.
وسط التبريد في الثلاجة هو غاز الهيليوم ، ودرجة حرارة لوحة التبريد في المرحلة الأولى هي 50-100K ، والتطبيق النموذجي هو 65K ، والذي يستخدم لتكثيف بخار الماء وتبريد الغازات الأخرى مسبقا ؛ درجة حرارة اللوحة الباردة في المرحلة الثانية هي 10-20K ، والتي تستخدم لتكثيف النيتروجين والغازات مثل الأكسجين والأرجون.
السطح الداخلي للصفيحة الباردة الثانوية مغطى بالكربون المنشط. الكربون المنشط لديه قدرة امتزاز قوية للهيليوم والنيون والهيدروجين في درجة حرارة منخفضة. اللوحة الباردة مصنوعة من النحاس الخالي من الأكسجين ، ويتم تلميع السطح إلى مستوى المرآة لتقليل الانبعاثية.
الضغط النهائي للمضخة هو Pa ، ونطاق ضغط العمل هو Pa ، وضغط ما قبل الضخ مطلوب ليكون 1 Pa. وصل معدل ضخ المنتج النهائي إلى 60000 لتر / ثانية. بالإضافة إلى ذلك ، وفقا لخصائص العملية ، يمكن ترتيب اللوحة الباردة لاستخراج الهواء في الحاوية التي يتم ضخها ، ويمكن أن يصل معدل استخراج الهواء إلى أكثر من 106 لترات / ثانية.
الميزات الهيكلية
الهيكل الرأسي: مناسب للدفن في الأرض ، ولن يتأثر بالهواء الساخن للمحرك ودرجة حرارة الهواء وأشعة الشمس ، وما إلى ذلك ، ومن السهل الحفاظ على البرودة ؛ يمكن أن يقلل من ارتفاع شفط المضخة ، وزيادة رأس التعبئة ، وتحسين NPSH الفعال ؛ الهيكل الرأسي أيضا من المفيد أن يستنفد الهواء ، بحيث يكون لعمود التعليق ارتفاع كاف لتسهيل ترتيب جهاز ختم العمود ، لذلك تسمى المضخة أيضا مضخة برميل عمودية.
الهيكل المتماثل: يسعى الهيكل العام للمضخة إلى ترتيبه بشكل متماثل بحيث يمكن أن يتشوه بشكل موحد في الحالة الباردة. يعتمد الرأس البارد عموما آلية من مرحلتين ، المرحلة الأولى تصل إلى 80K ، والمرحلة الثانية تصل إلى درجة حرارة 10K.
قذيفة مزدوجة الطبقة: من أجل الحفاظ على البرد وتسهيل نقل الوسائط الخطرة ، عادة ما يتم تصنيعها في قشرة مزدوجة الطبقة. تتعرض القشرة الداخلية لضغط المضخة ، ويكون ضغط الشفط بين الغلاف الداخلي والغلاف الخارجي ، مما قد يقلل بشكل مناسب من متطلبات القوة للغلاف الداخلي. يجب تحويل الغلاف الخارجي إلى طبقة بينية فراغية ، والتي حققت تأثير العزل الحراري.