低温液体泵

低温液体泵（简称低温泵）是在石油、空分和化工装置中用来输送低温液体（如液氧、液氮、液氩、液态烃和液化天然气等）的特殊泵。在空分中它主要用于输送液态产品，如液氧泵、液氮泵及液氩泵等产品泵。在空分工艺流程中也设置工艺泵，例如：在主冷防爆系统中的液氧循环泵；上、下塔分开时，将上塔底部的液氧送入下塔顶的主冷凝蒸发器；粗氩塔分成粗氩塔I和粗氩塔Ⅱ，两塔之间设置的液氩泵等。 按照工作原理的不同，低温泵主要分为往复式和离心式两类。

用途

它的用途是将低温液体从压力低的场所输送到压力高的场所。随着空分技术的发展，低温液体得到了广泛的应用及发展。其在空分设备中的只要作用为：用于液体循环；或是从贮槽抽取液体并将其压入汽化器，汽化后送给用户。

工作原理

离心式低温液体泵的工作原理与离心水泵相同。离心泵是依靠旋转叶轮对液体作功，将原动机的机械能传递给液体。当泵内充满液体工作时，由于叶轮高速旋转，液体在叶轮作用下产生离心力，驱使液体在从叶轮进口向出口流动的过程中，压力能和速度能均增加，继而在扩压室内又将速度能进一步转化成压力能后输出。简单概括：离心泵的工作原理是：离心泵工作时，依靠泵内、泵外的压差，将液体不断吸入泵内，靠叶轮的高速旋转使液体获得动能；靠扩压管或导叶将液体的动能转换成压力能。

往复式低温泵与往复式压缩机的工作原理相类似，是一种容积式的压缩机械。它由活塞(柱塞)在液缸工作腔内往复运动，使工作腔容积产生周期性变化，来实现吸液-压缩-排液全过程。

当活塞(柱塞)向右移动时，泵缸容积增大，压力随之降低，当进口管中的液体压力大于泵缸内压力时，吸入阀开启，液体流入泵缸。当曲柄转过180°以后，活塞(柱塞)向左移动时，泵缸的容积减小，因液体是不可压缩流体，因此压力将迅速升高，当其压力升至可以打开排出液时高压液体经排出阀排出，这就是往复式液体泵的一个工作周期。

由此可见，往复式泵的流量是脉动的、不连续的。脉动的次数由转速决定。往复式泵的排压是由管路特性所决定的，这是因为只有泵缸内液体的压力高于排出管的压力时，排出阀才能打开。正因如此，只要电机功率充足泵密封性良好，往复式泵的排液压力，可以满足低、中、高压的各种管网的压力需求。

特点

低温泵与一般通用泵不同，它要在液体输送过程中保持低温，尽量减少冷损，否则低温泵会由于液体的汽化而不能工作。因在低温条件下工作，其泵的材质、结构、运行，安装等方面都与通用泵有所不同。

分类

低温液体泵是用来输送低温液体，并提高其压力的机械。根据作用原理，低温泵可分为叶片式和往复式两大类。叶片式有离心式、混流武和轴流式。往复式有柱塞式和活塞式。

离心泵是叶片式中常用的一种。离心式又有单级和多级之分。柱塞式泵是往复式中常用的一种，有单列和多列之分。

离心式低温泵多用于低、中压输送。柱式低温泵用于压力高、流量小的系统。

设计注意事项

低温液体泵在结构设计时应注意以下问题：

(1)为保证零件在低温下冷收缩均匀，其结构应对称；

(2)泵的进、出口管路必须设有冷收缩的补偿，如金属波纹管补偿等；

(3)常温区与低温区之间的连接零件应选用热导率低的材料制造，以减少导热损失；

(4)尽可能地减少低温区工作的零部件的热容量，以减少液体的汽化损失，缩短起动时间；

(5)在低温区工作且有相对运动的零件，也尽可能地选择线膨胀系数相接近的材料来制作；包络零件的线膨胀系数须小于或等于被包络零件的线膨胀系数，以防止冷收缩时产生卡死现象；

(6)对在低温下工作的重要零件，特别是对那些耦合要求很严高的运动零件(如轴封的动环和静环，柱塞泵的柱塞和缸套等)在进行后一道精加工之前，必须作冷处理。冷处理温度一般应低于或等于工作温度，处理时间为1～4小时；

(7)为防止低温液体的汽化，特别要注意泵体及进口管道的绝热，一般用珠光砂或发泡材料，对温度很低的液氢泵和液氦泵则常采用真空绝热；

(8)密封是低温泵设计中的关键问题之一，泵的密封采用封闭式或轴封式。轴封式有三种类型：机械密封(有干式和湿式两种)，迷宫密封和填料函密封。对于温度较低的泵，常采用机械密封