Raffreddamento CO2 con pompe LEWA

La principale struttura di ricerca del CERN gestisce il più grande collisore diadroni (LHC) del mondo. Per ottenere misurazioni accurate, i rilevatori di silicio sono montati vicino al punto di interazione in tutti gli esperimenti. I sistemi di raffreddamento ad anidride carbonica raffreddano gli strati più interni dei rivelatori a temperature di -40 ° C. Dal 2007 sono state utilizzate pompe a membrana LEWA che garantiscono un flusso regolare e garantiscono un funzionamento senza problemi. Per l'aggiornamento del rivelatore di pixel CMS, è stato realizzato un nuovo sistema di raffreddamento di CO2 con una pompa dosatrice remota LEWA. A differenza delle pompe standard, elaborano la CO2 altamente compressa senza apporto di calore.

Soluzione

Il CERN si affida alle pompe a membrana LEWA perché il circuito di raffreddamento del rivelatore non deve essere contaminato con olio. L'olio si indurisce sotto l'influenza delle radiazioni e quindi congela le linee di raffreddamento. Almeno per la CO2 non è possibile un ciclo di compressione perché non è disponibile sul mercato un compressore oil-free per CO2.

Le pompe LEWA forniscono un flusso assolutamente uniforme, necessario per un raffreddamento continuo e costante a due fasi. La transizione della CO2 dal liquido allo stato gassoso viene utilizzata per dissipare il calore. Un vantaggio importante del raffreddamento della CO2: a causa della compressione, il volume della CO2 vaporizzata è molto basso e possono essere utilizzati tubi con un diametro molto piccolo di soli due millimetri.

Another CO2 cooling system has a total power of 15 kW. For this plant, LEWA diaphragm metering pumps in remote head design with a cooling jacket are in use. The transmission of the displacement motion is performed by the liquid column contained in the connecting line. Thus, the remote head design keeps critical conditions away from the displacement system. In addition, heating of the CO2 or cooling of the oil is prevented, which would lead to the formation of gas bubbles. If the requirements change, the flow rate can be adjusted via the remote stroke adjustment.

CO2 cooling with LEWA pumps

Background

LEWA remote head metering pump for CO2-cooling in large hadron collider

The European Organization for Nuclear Research, or CERN, founded in 1954, is dedicated to fundamental physical research. With approximately 2,500 employees from 22 member states, CERN is the world's largest particle physics research center. Currently more than 12,000 guest researchers from more than 100 countries conduct experiments in this large research center located in the Swiss canton of Geneva and in the French département of Ain.

Over the years, CERN has built several particle accelerators that accelerate various particles almost to the speed of light and make them collide. The organization commissioned its first particle accelerator, the Synchrocyclotron (SC), in 1957.

The Large Hadron Collider came into operation in 2008 and is currently the most important accelerator at CERN. By examining the trajectory of the particles, the results of decay, and the interactions between the particles, researchers can draw conclusions about the nature of matter and the origins of the universe. Due to the enormous technical effort required to create and operate the systems, CERN is operated and financed internationally.

Photos © CERN (2)

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