Kryopumpen sind eine wichtige Komponente vieler Ingenieurbauten, deshalb spielt die Wahl der Kryopumpe eine entscheidende Rolle dabei, sie zu optimieren und ihre Effizienz zu gewährleisten.
Was ist eine Kryopumpe und welche Arten von Systemen haben die Lieferanten von Kryopumpen im Angebot? In diesem kurzen Leitfaden über Kryopumpen erfahren Sie die Antworten.
Anwendungsbereiche von Kryopumpen
Eine Kryopumpe bzw. kryogene Pumpe ist ein kryotechnisches Gerät für die Übertragung und Druckbeaufschlagung von Flüssiggasen.
Die Leistung einer Kryopumpe hängt von den Gefrier- und Siedepunkten der jeweiligen Gase ab. Generell werden Kryopumpen für die Arbeit mit kryogenen Flüssigkeiten wie zum Beispiel LNG (Flüssigerdgas), Methan, Ethan, Propan oder Butan verwendet.
Kryopumpen spielen für viele Prozesse mit reinen industriellen und technischen Gasen und Gasgemischen eine wichtige Rolle.
Zu den wichtigsten Anwendungsbereichen für Kryopumpen zählen:
Luftzerlegungsanlagen
- Prozess- und Übertragungsanwendungen bei Tiefsttemperaturen
- Entladevorgänge von Tankern
- Luftzerlegungsanlagen
- Bunkerung
- Gastransportvorgänge
Es ist allerdings zwischen Kryopumpen und kryogenen Vakuumpumpen zu unterscheiden. Bei letzteren handelt es sich um Pumpen, deren Funktionsweise darin besteht, Gase einzufangen und zu sammeln und diese auf einer kalten (kryogenen) Oberfläche zu kondensieren.
Diese Oberfläche ist Teil der Pumpe und sie erzeugt Hochvakuums- und Ultrahochvakuumsbedingungen, die dabei helfen, die Gasmoleküle zu speichern.
Diese Art von Pumpe kann höhere Pumpgeschwindigkeiten erreichen als andere Pumpen, außerdem wird ein sauberes Vakuumumfeld erzeugt, sodass ein Eindringen von Öl vermieden wird.
Da die kryogene Vakuumpumpe auf einem Akkumulationssystem basiert, muss sie regelmäßig Gas ablassen und neu generieren. Um in einem solchen Ultrahochvakuumsumfeld eine effiziente Entleerung zu gewährleisten, lässt diese Art von Pumpe die Gase mit Gleichgewichtsdruck ab, sodass weniger als 10-8 Pa absorbiert werden.
Zu den weiteren typischen Eigenschaften dieser Art von System zählen:
- Sie werden mit komprimiertem Helium, Flüssigstickstoff, Trockeneis und anderen Stoffen gekühlt.
- Leitbleche werden ggf. eingesetzt, um die kryogene Kondensationsoberfläche zu vergrößern.
- Zweistufige Kaltkopfzylinder mit zusätzlichen Verdränger-Antriebseinheiten werden genutzt, um geschlossene Kühlzyklen zu ermöglichen.
In welchen Branchen werden Kryopumpen eingesetzt?
Schiffsindustrie
In der Schiffsindustrie werden Kryopumpen vor allem für Bunkeranwendungen im Zusammenhang mit der Bereitstellung von Flüssigerdgas eingesetzt.
Die Nachfrage nach dieser Art von Systemen steigt, da die Bedeutung von (LNG) als umweltfreundlichere Alternative für die Schiffsindustrie wächst, da man hier vor der Herausforderung steht, den CO₂-Ausstoß zu verringern und nachhaltigere Energiequellen zu nutzen.
Automobilindustrie
Die Automobilindustrie macht Fortschritte bei der Suche nach nachhaltigeren Treibstoffalternativen. Dadurch sind zuverlässige Lieferanten von Kryopumpen in dieser Branche zunehmend gefragt. Kryopumpen werden in Betankungseinrichtungen für LNG und komprimiertes Erdgas verbaut.
Industrie und Fertigung
Kryopumpen sind ein wichtiges Werkzeug für viele Industrieanwendungen, für die reine technische Gase bei Tiefsttemperaturen gespeichert werden müssen. Zwei Beispiele für diese Art von Anwendungen sind die Stahlproduktion und die Herstellung von Elektronikprodukten.
Sonstige Branchen
Weitere Branchen, in denen Kryopumpen benötigt werden, sind zum Beispiel die Medizinbranche, Ölfelder, Raumfahrtanwendungen und Weltraumprogramme sowie Prozesse in der Materialforschung.
Erfahren Sie mehr: Tipps und Tricks für die Wartung von Kryopumpen
Arten von Kryopumpen und ihre Unterschiede
1. Zentrifugal-Kryopumpe
Die Zentrifugal-Kryopumpe (auch Empfänger oder Generator genannt) wandelt die mechanische Energie eines Antriebsrads bzw. Laufrads in kinetische oder Druckenergie um. Mit Hilfe von Zentrifugalkraft befördert die Pumpe kryogene Flüssigkeiten nach außen.
Die Zentrifugal-Kryopumpe eignet sich für die Arbeit mit LNG, Stickstoff, Sauerstoff, Ethylen, Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid sowie mit weiteren kryogenen Gasen.
Kryopumpen aus dieser Kategorie haben die folgenden Eigenschaften:
- Sie können mit Zahnrädern und einem Motor mit konstanter Drehzahl betrieben oder mit Motoren mit variabler Drehzahl kombiniert werden.
- Sie können sowohl mit elektrischen Motoren mit direkter Übertragung als auch mit Wasserkraft angetrieben werden.
- Höhere Kapazitäten und Drücke können durch Integration einer Getriebebox zwischen dem Motor und der Pumpe erreicht werden.
- Diese Cold Box muss über eine Gasdichtung verfügen.
Diese Kategorie kann mehrere funktionale Systeme umfassen, von ein- und zweistufigen Pumpen bis hin zu stationären Pumpen, Pumpen auf Tankern und herausnehmbaren Pumpen.
Außerdem können wir von Cryospain auch betriebsfertige, maßgeschneiderte Pumpenlösungen anbieten, einschließlich auf Fahrgestellen montierten, stationären Zentrifugalpumpen mit allen erforderlichen Geräten. Um die Nutzungsdauer unserer Zentrifugal-Kryopumpen zu verlängern, verwenden wir für die mechanischen Dichtungen Verbundstoffe anstelle der konventionellen Graphitdichtungen.
Zentrifugal-Kryopumpen kommen für viele Anwendungen zum Einsatz, zum Beispiel Bunkerung in der Schiffsindustrie, Unterwasser-Schifftskraftstoff-Systeme und Übertragung im Bereich Flüssigkeitslagerung.
2. Kolben- oder Hubkolben-Kryopumpen
Als Lieferant für Kryopumpen bieten wir auch Kolben- bzw. Hubkolben-Kryopumpen von MRP-Pumpen (für die Abfüllung von Luftgasen unter Hochdruck) bis hin zu Spezialpumpen für den Einsatz mit LNG, Wasserstoff und anderen Flüssiggasen an.
Hubkolben-Kryopumpen komprimieren Flüssigkeiten mit Hilfe von Kolbenbewegungen unter hohem Druck. Dadurch wird das Flüssigkeitsvolumen entsprechend des während der Bewegung belegten Volumens verdrängt.
Hubkolben-Kryopumpen kommen für viele Anwendungen zum Einsatz, zum Beispiel bei Hochdruck-Anwendungen mit LNG und Luftgasen. Es gibt Systeme mit einfachem und doppeltem Elektromotor sowie Varianten für ein- und mehrstufige Prozesse.
Diese Art von Kryopumpe ist für viele Anwendungen geeignet, zum Beispiel für Hochdruck-Pumpprozesse und das Befüllen von Speichersystemen für kryogene Stoffe wie LNG, LN2, LH2 usw.
3. Tauchpumpen
Tauch-Kryopumpen werden verwendet, wenn für den Transport von Flüssigkeiten niedrige Temperaturen erforderlich sind. Deshalb werden sie oft bei der Produktion und beim Transport von Flüssigstickstoff, Flüssigerdgas (LNG), flüssigem Helium und flüssigem Sauerstoff sowie bei Bunkerprozessen von Schiff zu Schiff eingesetzt.
Bei Cryospain entwickeln wir maßgeschneiderte kryotechnische Geräte als Teil unserer umfassenden und innovativen Engineering-Projekte. So beliefern wir die bekanntesten Unternehmen der Branche mit kryotechnischer Ausrüstung, Komponenten und Geräten einschließlich Kryopumpen.
Dank unserer hervorragenden Ingenieure, Designer und Experten sind wir dazu in der Lage, effiziente und optimierte kryotechnische Geräte herzustellen und diese an die individuellen Bedürfnisse unserer Kunden anzupassen.
Wenn Kryopumpen nicht korrekt gewartet werden, kann dies zu einer schwachen Motorleistung oder schlechter Isolierung führen, wodurch immer wieder Teile ausgetauscht werden müssen und die Nutzungsdauer sinkt. Deshalb stellen auch Wartungs- und After-Sales-Leistungen einen Teil unserer Mission, Systeme in Höchstqualität zu erstellen, dar. So können wir sicherstellen, dass die Investitionen unserer Kunden kosteneffizient bleiben und unsere Ausrüstung stets sicher und optimal funktioniert.
Kontaktieren Sie unser Team von Experten und erfahren Sie mehr darüber, wie wir Ihnen dabei helfen können, Ihre kryotechnische Ausstattung bestmöglich auszuwählen.
