Einsatzbereiche
Fördern, abfüllen und zirkulieren von kryogen verflüssigten Gasen wie LIN, LOX, LHe, LH2, LNG, LAr für verschiedenartige Anwendungen
Zielstellung
Der Linearantrieb wird dank seiner Konstruktion und Materialkombinationen bei tiefkalten Temperaturen betrieben. Er ist zwischen den Zylindern der Pumpe angeordnet und wird in das Kryogen ein- und untergetaucht. Durch die Vermeidung rotierender Komponenten kann auf die Schmierung mit Fett und Öl verzichtet werden, dies ermöglicht einen nahezu wartungsfreien Betrieb.
Beschreibung
Das ILK hat eine modular aufgebaute Pumpe zum Fördern von tiefkalt verflüssigten Gasen wie LN2, LO2, LHe, LNG und LAr entwickelt. Dank des Baukasten-Prinzips können maßgeschneiderte Lösungen durch die Kombination von Antrieben unterschiedlichster Leistungsklassen mit geometrisch optimierten Pumpköpfen angeboten werden, um den individuellen Anforderungen an Volumenstrom, Druckerhöhung, Medium gerecht zu werden.
Als Kolbenpumpen ausgeführt zeichnen sie sich durch vergleichsweise langsame Hubbewegungen aus. Die geringen Geschwindigkeiten eliminieren bzw. reduzieren die Kavitationsneigung, da Strömungswiderstände und Beschleunigungskräfte im Medium auf ein Minimum reduziert werden.
Die Pumpzylinder sind beidseitig des Linearantriebs angeordnet. Die Ventile sind in die Zylinderköpfe integriert. Sie werden jeweils für den benötigten Volumenstrom und die physikalsichen Eigenschaften des zu fördernden Mediums (Dichte, Viskosität, Kavitationsneigung) optimiert ausgeführt.
Aufgrund der Konzeption als doppeltwirkende Kolbenpumpe ist eine äußerst hohe Dynamik des Förderstroms möglich. Die (konstante) Geschwindigkeit des Linearantriebs kann in einem weiten Bereich zur Erzeugung eines gleichmäßigen Volumenstroms variiert werden. Durch einen intermittierenden Betrieb wird eine hohe Effizienz, selbst im Teillastbereich nahe Null, erreicht. Nachteilige Effekte wie Wärmeeintrag oder eine begrenzte Anzahl an Start-Stopp-Zyklen treten nicht auf.
Durch die Möglichkeit des Ein- und Untertauchens in die zu fördernde Flüssigkeit eignen sich die Kryoflüssigkeitspumpen hervorragend für die Zirkulation von kryogenen Kühlmedien entlang eines Supraleiters in einem abgeschlossenen Rohrsystem. Andere Anwendungen sind beispielsweise beim Abfüllen von kryogenen Flüssigkeiten zu finden, ein künstliches Verdampfen des Mediums zum Zweck des Druckaufbaus im Dewar wird komplett überflüssig.
