
中国低温泵市场产品细分明确,各品类头部企业众多且实力强劲,未来,随着市场需求的持续增长和技术水平的不断提升,中国低温泵行业将迎来更加广阔的发展前景。
低温泵按工作原理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,离心泵是叶片式中最常用的一种,离心式又有单级和多级之分,柱塞式泵是往复式中最常用的一种,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。
一、叶片式低温泵
1、工作原理与结构特点
叶片式低温泵主要依靠叶轮的高速旋转,使泵内液体在离心力的作用下获得速度,进而转化为压力能,实现低温液体的输送。其结构通常包括叶轮、泵体、轴、密封装置等关键部件。叶轮一般设计为多片叶片结构,可分为开式、闭式和半开式,不同形式适应不同的工况需求。泵体多采用铸造工艺制成,具备良好的密封性与耐低温性能,以确保低温介质在泵内稳定流动。轴作为动力传递部件,连接电机与叶轮,需具备高强度与低温韧性。密封装置则是保障泵安全运行的关键,防止低温液体泄漏,多采用机械密封与迷宫密封相结合的方式。
2、应用领域
LNG 接收站与加气站:在 LNG 产业链的终端环节,叶片式低温泵用于将储罐中的 LNG 输送至加气枪或运输槽车,凭借其较高的流量和相对稳定的压力输出,能够满足大规模、高效率的加气需求。例如,在城市大型 LNG 加气站,叶片式低温泵可快速为公交车、出租车等加注燃料,保障城市清洁能源交通的顺畅运行。
工业气体输送:对于氧、氮、氩等工业气体的低温液态输送,叶片式低温泵也是常用设备。在钢铁、化工等行业,需要大量的低温液态气体用于生产工艺,叶片式低温泵能够精准控制气体流量,确保生产过程的稳定性与连续性。如在炼钢过程中的氧气吹炼环节,稳定供应低温液态氧至关重要,叶片式低温泵可担此重任。
3、优势与局限性
优势:具有流量较大、运行平稳、效率较高等显著优点。在大流量工况下,相较于其他类型低温泵,能更快速地完成液体输送任务,降低运行成本。而且其结构相对紧凑,占地面积小,便于在空间有限的场所安装与维护。
局限性:对输送介质的清洁度要求较高,若液体中含有杂质颗粒,容易造成叶轮磨损,影响泵的性能与寿命。同时,在高压力差、小流量的工况下,其效率会明显下降,适用性受限。
4、头部企业
ACD 公司:在叶片式低温泵领域拥有深厚的技术积累,其产品涵盖多种规格与型号,广泛应用于全球各地的 LNG 项目及工业气体领域。通过持续的研发投入,不断优化叶轮设计与制造工艺,提高泵的性能与可靠性,在国际市场上享有较高声誉。
上海阿波罗机械:专注于低温泵研发与制造,尤其在 LNG 相关的叶片式低温泵方面成绩斐然。为国内多艘 LNG 运输船及加气站配套核心泵设备,打破国外技术垄断,其产品在国内市场占据重要地位,具备自主知识产权的先进密封技术与叶轮优化技术。
二、往复式低温泵
1、工作原理与结构特点
往复式低温泵通过活塞的往复运动,将泵腔容积周期性变化,实现低温液体的吸入与排出。主要由泵体、活塞、活塞杆、进出口阀门、密封组件等构成。泵体通常为双层结构,中间设有隔热层,以减少低温液体与外界环境的热交换。活塞与活塞杆采用特殊的低温材料制造,具备良好的耐磨性与低温韧性,确保在低温、高压环境下稳定运行。进出口阀门多为单向阀,精准控制液体流向,密封组件则采用耐低温橡胶与金属密封相结合的方式,防止泄漏。
2、应用领域
航天领域:作为航天推进剂输送的关键设备,往复式低温泵用于将液氧、液氢等低温推进剂精确输送至火箭发动机。在航天发射任务中,对推进剂的流量、压力控制要求极高,往复式低温泵凭借其高精度的流量调节能力与可靠的压力输出,保障火箭发射的顺利进行。例如,我国长征系列火箭的发射就离不开高性能的往复式低温泵。
半导体制造:在半导体工艺中的刻蚀、镀膜等环节,需要精确控制高纯度低温气体的输送量,往复式低温泵能够满足这一苛刻要求。通过精细调节活塞行程与频率,实现微小流量的精准供应,为半导体芯片制造提供稳定的工艺环境,助力提升芯片质量与良品率。
3、优势与局限性
优势:具有极高的压力输出能力,可适应高压力工况,如航天推进系统中的高压需求。流量调节范围广,能够根据不同工艺需求精准控制流量,在小流量、高精度要求的场合表现出色。而且对输送介质的适应性强,可处理含有一定杂质的液体。
局限性:由于活塞的往复运动,导致泵的运行平稳性相对较差,振动与噪音较大,需要配备专门的减震降噪措施。同时,其机械结构复杂,零部件较多,维护成本高,故障率相对较高。
4、头部企业
德国莱宝:作为全球知名的真空与低温技术企业,其往复式低温泵技术处于领先地位,尤其在半导体与航天高端应用领域,产品以高精度、高可靠性著称。凭借先进的制造工艺与精密的控制技术,为全球顶尖半导体厂商与航天机构提供核心设备,品牌影响力深远。
四川空分:在国内航天及工业气体领域的往复式低温泵研发与制造方面具有显著优势。依托强大的科研团队,为我国航天工程配套高性能往复式低温泵,积累了丰富的工程经验。在工业气体输送领域,也不断优化产品性能,满足国内企业日益增长的需求,产品性价比高,售后服务体系完善。
图:产品分类及头部企业
类型 |
简介 |
主要生产商 |
叶片式 |
叶片式低温泵是靠叶轮叶片对流体的作用而产生离心力,从而将液体从叶轮中心推向其周边并排出的泵。低温泵分为单级一个叶轮和多级多个叶轮,但工作原理相同。 叶片式低温泵多用于大量液化工业气体(液氧、液氩、液氮)的输送。 |
CRYOMEC NIKKISO ACD CRYOMACH EDWARDS CTI 住友重机械低温集团 SEFCO UlVAC 等 |
往复式 |
往复式低温泵由泵体和原动机两大部分组成,其中泵体又可以分成两大部分;液力端和传动端。液力端(又可称泵头)的作用就是在泵体内压缩低温液体,使机械能转化为液体的压力能,使排出的液体的压力升高。传动端的作用,就是将原动机的动力通过减速机构输入,并通过连杆机构将旋转运动转换为往复运动。低温柱塞泵可分为单低温段型和多低温段型。低温活塞泵用于缓冲储罐灌装、低温气瓶灌装以及工业和医疗瓶气态产品灌装。 |
CRYOMEC NIKKISO ACD SEFCO 等 |