Lewa泵助力歐洲核子研究中心（CERN）  新一代二氧化碳冷卻系統(tǒng)

近日，Lewa隔膜計(jì)量泵將在歐洲核子研究中心（CERN）位于瑞士的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）第二階段重大升級(jí)項(xiàng)目中發(fā)揮關(guān)鍵作用，為一套創(chuàng)新型二氧化碳（CO?）冷卻系統(tǒng)提供核心支持。該系統(tǒng)旨在保護(hù)新一代粒子探測(cè)器，使其能在低至–55°C的極端低溫環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。

隨著CERN計(jì)劃將LHC的亮度（luminosity）提升十倍，其兩大核心探測(cè)器——ATLAS與CMS——亟需更高效的熱管理方案，以保護(hù)新安裝的硅傳感器。這些傳感器必須維持在極低溫狀態(tài)，方能在高能質(zhì)子對(duì)撞過(guò)程中抵御強(qiáng)輻射并確保測(cè)量精度。

據(jù)CERN冷卻工程師兼CMS冷卻協(xié)調(diào)員Jér?me Daguin介紹：“ATLAS和CMS將為其所有硅軌跡探測(cè)器及端蓋量熱計(jì)采用兩相二氧化碳冷卻系統(tǒng)。相比其他可行的冷卻介質(zhì)，這是一種更加環(huán)保的選擇。該系統(tǒng)具備低黏度、高傳熱效率的特點(diǎn)，且工作溫度范圍高度契合探測(cè)器運(yùn)行需求?！?/span>

為滿足CERN嚴(yán)苛的技術(shù)規(guī)范，Lewa瑞士公司在原型開(kāi)發(fā)階段實(shí)施了一系列定制化設(shè)計(jì)改進(jìn)，其區(qū)域銷售經(jīng)理Wieland Wolff表示：“客戶提出的要求極具挑戰(zhàn)性，我們必須在原型階段進(jìn)行多項(xiàng)特殊調(diào)整?！?/span>

關(guān)鍵改進(jìn)包括：

●采用遠(yuǎn)程泵頭設(shè)計(jì)，將驅(qū)動(dòng)單元與超低溫二氧化碳完全隔離；

●使用專用硅油及高性能密封件；

●增大隔膜頭尺寸以降低機(jī)械應(yīng)力；

●在關(guān)鍵接觸面涂覆聚四氟乙烯（PTFE）涂層，杜絕二氧化碳的微量泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

最終，共有18臺(tái)Lewa ecoflow LDG型泵將部署于ATLAS與CMS冷卻系統(tǒng)中。這些泵安裝在無(wú)輻射的服務(wù)洞穴內(nèi)，通過(guò)電動(dòng)沖程調(diào)節(jié)與變頻器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，無(wú)需人工現(xiàn)場(chǎng)干預(yù)。

到2028年，該泵組網(wǎng)絡(luò)將通過(guò)精密的傳輸管線與微通道冷卻回路，為探測(cè)器中的電子元件及硅傳感器提供持續(xù)、穩(wěn)定的低溫保障。正如Jér?me Daguin所言：“這些泵是CERN ATLAS與CMS實(shí)驗(yàn)第二階段升級(jí)中硅探測(cè)器冷卻系統(tǒng)的核心組成部分?！?/span>

Wieland Wolff補(bǔ)充道，雙方的合作仍在深化，目前正共同推進(jìn)隔膜疲勞循環(huán)測(cè)試等專項(xiàng)研究，以進(jìn)一步優(yōu)化泵組在長(zhǎng)期運(yùn)行中的可靠性與性能表現(xiàn)。