Bekeken: 0 Auteur: Suofu Publicatietijd: 01-04-2026 Herkomst: Locatie
Onlangs publiceerde het gezaghebbende internationale koeltijdschrift International Journal of Refrigeration een artikel met de titel 'Thermisch beheerontwerp en sleuteltechnologievalidatie voor het ondergrondse PandaX-experiment'. Het artikel besteedt veel aandacht aan de cruciale rol die microtandwielpompen spelen in het koelsysteem van de experimentele opstelling en erkent de technische ondersteuning die door de pompleverancier wordt geboden.
In de sectie Dankbetuigingen drukken de auteurs specifiek hun dank uit voor de technische ondersteuning van Qiangxing Lin van Shanghai Super Fluid Industrial Co., Ltd.
In de reis om de mysteries van het universum te onderzoeken, vormt het China Jinping Underground Laboratory PandaX (PandaX-project) een groot nationaal wetenschappelijk project dat zich toelegt op de detectie van donkere materie en neutrino-onderzoek, en vertegenwoordigt het het hoogtepunt van China's inspanningen op het gebied van de fundamentele natuurkunde. Steunend op de uitzonderlijke prestaties van zijn kernproduct – de micromagnetische tandwielpompen uit de NP-serie – heeft Suofu met succes deelgenomen aan dit project, waarbij belangrijke technische ondersteuning werd geboden voor het koelsysteem van het experimentele apparaat, waardoor doorbraken op wetenschappelijk gebied werden bevorderd.
Het PandaX-experiment is een toonaangevend Chinees diep-ondergronds detectieproject voor donkere materie, gelegen in het diepste Jinping Underground Laboratory (CJPL) ter wereld. Het doel is om signalen van donkere materiedeeltjes op te vangen met behulp van zeer gevoelige vloeibare xenondetectoren. Dit project, een samenwerking tussen topinstellingen als Tsinghua University en Shanghai Jiao Tong University, staat vermeld als een nationale grote wetenschaps- en technologie-infrastructuur. De onderzoeksresultaten zijn van cruciaal belang voor de deeltjesfysica en kosmologie.
Internationaal standaardexperiment: Het experiment vereist dat de detector stabiel werkt in een omgeving met ultralage temperaturen van 178 ± 0,1 K. De betrouwbaarheid en precisie van het koelsysteem houden rechtstreeks verband met de nauwkeurigheid van de detectiegegevens.
Technische uitdagingen: Processen zoals vloeibare xenonzuivering en cryogene temperatuurcontrole moeten strenge omstandigheden overwinnen, waaronder extreem lage temperaturen, hoge eisen aan de zuiverheid en een lekvrije werking.
Binnen het koelsysteem van het PandaX-experiment werden Suofu's micromagnetische tandwielpompen uit de NP-serie geselecteerd als de kernuitrusting voor de aandrijving van de koelvloeistofcirculatie . Hun technische kenmerken passen perfect bij de hoge eisen van een project op nationaal niveau:
Figuur 1: Locatiediagram tandwielpomp
Lekvrij ontwerp, dat experimentele veiligheid garandeert
Door gebruik te maken van een magnetische koppeling en een volledig gelast pomplichaam elimineert het volledig het risico op lekkage van koelvloeistof (bijvoorbeeld ethanol), waardoor wordt voldaan aan de extreme veiligheidseisen voor apparatuur in een ondergronds laboratorium. Het vermijdt de slijtageproblemen die gepaard gaan met traditionele pompen met mechanische afdichting, waardoor een onderhoudsvrije werking op de lange termijn wordt gegarandeerd en het risico op experimentele onderbrekingen wordt verminderd.
Tolerantie bij ultra-lage temperaturen, waardoor een stabiele voortgang van het experiment wordt gegarandeerd
Hij kan werken over een breed temperatuurbereik van -120°C tot 150°C (op maat gemaakte modellen Suofu micromagnetische tandwielpompen NP1700, NP900 ) en kan stabiel omgaan met de extreem lage temperatuuromgeving ( -120°C ) die betrokken is bij het zuiveringsproces van vloeibare xenon.
Uiterst nauwkeurige stroomregeling, die voldoet aan strenge experimentele eisen
Microkanaalwarmtewisselaars vereisen een druk van 3-6 bar. De tandwielpompen uit de NP-serie zorgen zelfs onder deze druk voor een stabiel debiet . De nauwkeurigheid van de debietregeling van Suofu-tandwielpompen bereikt 0,1%. Gecombineerd met de servomotortoerentalregeling voldoet het precies aan de strenge eisen van het koelsysteem op het gebied van debietschommelingen. (Ter vergelijking: bij een constant toerental en een drukfluctuatie van 0,5 bar bedraagt de stroomfluctuatie van een centrifugaalpomp ongeveer 40%; terwijl bij een Suofu-microtandwielpomp bij een drukfluctuatie van 4 bar de stroomfluctuatie slechts 5% bedraagt.)
Hogedrukuitvoer verbetert de koelefficiëntie van apparatuur
Het ethanolkoelmiddel ondervindt in een zeer turbulente toestand een aanzienlijk verbeterde warmte-uitwisselingsefficiëntie als gevolg van ongelijkmatige pijpwanden en veranderingen in de dwarsdoorsnede. Tegelijkertijd kan turbulentie op hoge snelheid de afzetting van vaste microkristallen belemmeren. Dit ontwerp verhoogt echter de stromingsweerstand, waardoor een beroep moet worden gedaan op een hogedrukcirculatiepomp. Suofu-tandwielpompen bieden een uitgangsdruk van 2 MPa ( 20 kg ) en een zuigdruk van 0,09 MPa en werken stabiel, zelfs bij lage temperaturen. Door de pomp stroomopwaarts van de verdamper te plaatsen, wordt de impact van stromingsweerstand op het systeem verminderd en wordt de warmteontwikkeling door het pomplichaam die de koelvloeistof verstoort geminimaliseerd, waardoor een efficiënte koelopbrengst van de ACR wordt gegarandeerd in omgevingen met extreem lage temperaturen.
Nauwkeurige controle, zorgen voor nauwkeurige systeemtemperatuurregeling
Wanneer de PandaX-detector en destillatiekolom stabiel op 178 K werken, is de vraag naar koelvermogen niet hoog. De vereisten voor temperatuurstabiliteit zijn echter streng, met toegestane fouten van ±0,1K of zelfs ±0,01K. De 'Warmtebelasting A' in onderstaande figuur ( Figuur 2 ) kan rechtstreeks op het centrale koelsysteem worden aangesloten . Het ontwerp is gebaseerd op een nauwkeurig temperatuurgecontroleerde koudekop met behulp van de ACR, waarbij het lagetemperatuurkoelmiddel als primaire koelbron dient. Dankzij de speciale structuur van het pomplichaam maakt de tandwielpomp een nauwkeurige regeling van de stroomnauwkeurigheid mogelijk , waardoor een nauwkeurige temperatuurregeling van het systeem wordt gegarandeerd.
Figuur 2: Aansluiting warmtebelasting centraal koelsysteem
Service op maat, die voldoet aan complexe vereisten
Volgens de lay-out van het PandaX-experiment leverde Suofu zowel servo- als borstelloze DC-motoraandrijfoplossingen, die zich aanpasten aan kleine ruimtes en speciale stroomvoorzieningsomgevingen.
De micromagnetische tandwielpompen uit de NP-serie van Suofu worden al veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, halfgeleiders, de medische sector, de landbouw, de koeling en andere gebieden. Hun deelname aan het PandaX-project bevestigt opnieuw hun technologisch leiderschap.
'We zijn ons er terdege van bewust dat de betrouwbaarheidseisen voor componenten in grote nationale wetenschappelijke projecten streng zijn. Suofu polijst elk detail met de geest van een vakman, waardoor China's fundamenteel wetenschappelijk onderzoek de grens van de wereld bereikt.'
— Lin Qiangxing, algemeen directeur van Suofu
Van het laboratorium tot de uitgestrekte kosmos, Suofu waarborgt nationale wetenschappelijke verkenning met innovatieve technologie. In de toekomst zullen we dieper ingaan op het gebied van micropompen en 'Intelligently Made in China'-oplossingen bieden voor meer hoogwaardig wetenschappelijk onderzoek en industriële scenario's!
(Opmerking: de technische parameters in dit artikel zijn afkomstig uit het openbaar beschikbare artikel 'Thermal management design and key technology validation for PandaX underground experiment' en Suofu's producttestgegevens.)
