专用压缩机在氦回收中的重要作用
氦是一种珍贵的惰性气体,在泄漏检测以及冷却医疗设备中的磁铁方面具有非常重要的价值。这就是为什么这一重要工业资源的消费正在增加,其价格正在迅速上涨。为了应对日益稀缺的氦气资源的日益短缺,新的氦气回收方法变得比以往任何时候都更为重要——用于相同目的的专用压缩机也是如此。
一种高贵而多功能的气体
由于其特性,氦被广泛用于各种工业应用。它是所有气体中沸点最低的,用于低温研究,例如,作为计算机断层扫描中发现的磁铁的冷却剂。
因为它的原子直径很小,所以即使是最小的开口也能渗透。这使气体成为泄漏测试的理想选择。事实上,它是惰性的,几乎没有反应性,这使得它非常通用。
氦也被用于金属加工的淬火,是油的最佳替代品。惰性气体防止氧化变色。此外,它消除了随后清洗工件的需要,从而提高效率和改善周期时间。
探索新的恢复和重用方法
氦主要来源于天然气,其中含有低浓度的氦。在过去几年中,不断上涨的天然气价格导致氦变得越来越贵。由于天然气越来越稀缺,而且没有可行的氦生产替代品,预计这一趋势将持续下去。
这需要一种新的方法。在很长一段时间里,氦,例如用作示踪气体时,在达到其目的后被简单地排放到大气中。今天,整个行业都在寻找回收和再利用宝贵资源的方法。
经过专门设计的回收系统在氦用于泄漏测试后将其储存在大气球中。压缩机虹吸氦气并将其压缩至2900 psi。在这种状态下,它可以很容易地装瓶和储存,以备日后使用。
呼吸空气压缩机不符合任务要求
许多制造商出售用于压缩氦的潜水设备中的呼吸空气压缩机。然而,这些压缩机的气密性不足以防止昂贵的氦泄漏。另外,可呼吸空压机的平均使用寿命为200-1000小时,不作长期使用。实际的氦压缩机设计为每年运行7000小时。
氦气压缩机需要精确的测试。照片由Sauer压缩机提供。
特别措施有助于防止代价高昂的泄漏
氦独特的特性使其成为技术应用的理想选择,同样的特性也使其压缩变得复杂。考虑到气体的低原子尺寸和粘度,在氦压缩机中需要特殊的阀门和垫圈。胶粘剂的使用进一步有助于防止昂贵的泄漏。
特别是油润滑的压缩机往往会安装轴密封圈,以防止油气泄漏。然而,这些密封件只能提供单向的密封性。使用标准空气压缩机时,外部污染的风险仍然很高。为了解决这个问题,用于氦气的压缩机是双重密封的。两个对置的轴唇密封防止石油和天然气泄漏,并防止污染物进入。氦压缩机在每级压缩机上都装有封闭式安全阀。当它们关闭时,多余的气体不会被排出到周围的空气中,而是被重新定向到与安全阀相连的压缩机起动室。
标准空气压缩机中的冷凝分离器在压缩氦气时证明了另一个困难,因为它不仅排出冷凝物,而且还排出需要回收的气体。由于这个原因,氦压缩机有冷凝液排水,使气体能够再循环。
氦压缩机需要精确的测试
为了使氦压缩机满足要求气体的要求,需要进行彻底的测试。许多制造商仅通过使压缩机在静止期间处于超压状态来测量静态泄漏率。然而,这还不足以获得可靠的测试结果,并确保足够的气密性。
位于德国基尔的Sauer压缩机公司为其氦气压缩机设计了一套广泛的16小时测试程序,这在业内是前所未有的。目标:最大的密封性,尽可能减少氦的损失,达到最高的气体纯度。
Sauer的专用氦气压缩机不用空气进行测试,而是用气体本身进行全面测试。首先,进行气泡测试,以确保没有气体离开压缩机。为此,压缩机承受超压并完全浸入水中。如果存在泄漏,可通过冒出的气泡发现。
然后对压缩机进行真空升压试验,以确保免受外部污染物的影响。最后,Sauer在密封氦循环中进行了压力衰减试验。例如,这测量了在最终压力为3335 psi的操作过程中可能出现的氦损失。该广泛测试的结果是氦气压缩机的最大泄漏率仅为0.1 mbar x l/s。
特别设计的压缩机仍然是无价之宝
除了氦,其他具有类似特性的稀有气体,如氩和氖,在未来几年将变得越来越重要。为了确保这些资源的经济使用,特别设计的压缩机将仍然是无价的长期。
关于Sauer压缩机
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关于作者
Stelios Flessas是J.P. Sauer & Sohn Maschinenbau GmbH的业务发展经理。欲了解更多信息,请访问www.sauerusa.com,www.sauercompressors.com,www.iter.org,www.airliquide.com.
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