索富微型磁力齿轮泵助力国家重大科学项目——中国锦屏地下实验室PandaX

2025-05-13 15:44:20 来源：

近日，国际制冷行业的权威期刊《International Journal of Refrigeration》（中文名：《国际制冷学报》）刊登了一篇名为《Thermal management design and key technology validation for PandaX underground experiment》（中文：《熊猫计划地下实验热管理设计及关键技术验证》）的文章。

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文章中用大幅篇幅阐述了微型齿轮泵在实验装置的冷却系统中起到的关键性作用，并感谢了齿轮泵供应商提供的技术支持，这家供应商正是中国知名微型磁力齿轮泵生产商——上海索富实业有限公司。

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在探索宇宙奥秘的征程中，中国锦屏地下实验室PandaX（熊猫计划）作为国家级重大科学项目，致力于暗物质探测和中微子研究，代表了我国在基础物理领域的顶尖水平。索富实业凭借其核心产品——NP系列微型磁力齿轮泵的卓越性能，成功参与该项目，为实验装置的冷却系统提供了关键技术支持，助力科学前沿突破！

国家级科学项目：PandaX（熊猫计划）的使命与意义

PandaX实验是中国主导的极深地下暗物质探测项目，位于世界最深的锦屏地下实验室（CJPL），旨在通过高灵敏度液氙探测器捕捉暗物质粒子信号。该项目由清华大学、上海交通大学等顶尖机构联合攻关，被列入国家重大科技基础设施，其研究成果对粒子物理学和宇宙学具有里程碑意义。

- 国际级实验标准：实验要求探测器在178±0.1 K的超低温环境下稳定运行，冷却系统的可靠性与精度直接关系到探测数据的准确性。

- 技术挑战：液氙纯化、低温恒温控制等环节需克服极低温、高洁净度、无泄漏等严苛条件。

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索富技术：助力PandaX实验进展

在PandaX实验的冷却系统中，索富NP系列微型磁力齿轮泵被选为冷却液循环驱动核心设备，其技术特性完美匹配国家级项目的高标准需求：

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图1 齿轮泵位置图

1. 无泄漏设计，保障实验安全

采用磁力联轴器和全焊接泵体，彻底杜绝冷却剂（如乙醇）泄漏风险，满足地下实验室对设备安全性的极致要求。

避免传统机械密封泵的磨损问题，确保长期免维护运行，减少实验中断风险。

2. 超低温耐受，保证实验稳定进行

-120℃~150℃的广温域工作能力（定制型号索富微型磁力齿轮泵NP1700,NP900），稳定应对液氙纯化环节的极低温环境（-120℃）。

3. 高精度流量控制，满足实验严苛要求
微通道换热器需3-6 bar压力，NP系列齿轮泵在此压力下仍保持流量稳定。索富齿轮泵流量控制精度达0.1%，配合伺服电机调速，精准匹配冷却系统对流量波动的严苛要求。转速不变，压力波动0.5bar的情况下，离心泵流量波动在40%左右；而索富微型齿轮泵在压力波动4bar的情况下，流量波动只有5%。

4.高压力输出下提高设备冷却效率

乙醇冷却剂在高度湍流状态下，因管壁不均匀及截面变化，热交换效率显著提升，同时高速湍流可抑制固体微晶沉积。但此设计会增大流动阻力，需依赖高压循环泵。索富齿轮泵提供2 MPa（20Kg）输出压力和0.09 MPa吸入压力，在低温下仍能稳定运行。通过将泵置于蒸发器前端，既降低流动阻力对系统的影响，又减少泵体发热对冷却液的干扰，确保ACR在极低温环境下的高效制冷输出。

5.精确控制，保障系统精确温度控制

当PandaX探测器和蒸馏塔处于178K稳态运行时，冷却功率需求不大。然而，温度稳定性要求严格，允许误差±0.1K甚至±0.01K。下图（图2）中的“热负荷A”可以直接连接到集中冷却系统。基于ACR的精密温度控制冷头的设计，其中低温冷却液是主要的冷却源。而齿轮泵由于特殊的泵体结构，能够精确的控制流量精度，保障了系统的精确温度控制。

图2 集中冷却系统热负荷接入设计图

6. 定制化服务，满足复杂需求

根据PandaX实验的布局，索富提供了伺服和直流无刷电机驱动方案，适配狭小空间与特殊供电环境。

索富实业：以尖端技术服务国家战略

索富NP系列微型磁力齿轮泵已广泛应用于航天、半导体、医疗、农业、制冷等领域，此次参与PandaX项目，再次验证了其技术领先性。

“我们深知，国家重大科学工程对零部件的可靠性要求近乎苛刻，索富以工匠精神打磨每一处细节，助力中国基础科研走向世界前沿。”

——索富实业总经理林强兴

从实验室到浩瀚宇宙，索富实业以创新技术为国家科学探索保驾护航。未来，我们将持续深耕微型泵领域，为更多高端科研与工业场景提供中国智造解决方案！

（注：文中技术参数均源自公开论文《熊猫计划地下实验热管理设计及关键技术验证》及索富产品实测数据。）

上海索富实业有限公司

索富公司在上海市拥有研发和销售中心（上海索富），在福建省三明市拥有生产基地（三明索富）。自有研发团队及独立生产工厂，企业总占地面积2000㎡，生产车间面积1600㎡，仓库面积200㎡。生产基地三明索富泵业有限公司是国家高新技术企业和专精特新企业，公司位于福建中关村科技园，公司先后获得福建省创新创业大赛二等奖并进入全国总决赛。公司拥有29项专利，参与25项国家省级研发项目。

索富产品优势

特殊的齿轮型线设计

自主知识产权的特种齿轮型线设计提供了齿轮出色的耐磨性，几乎纯滚动的齿轮啮。

特殊的腔体型线设计

可以适应出口压力大范围变动的工况，无论是低压，高压或短时间反转都能很好适应。

无脉动的出口压力

高精度的零件加工和结构设计保证液体的平稳输送。

一次注塑成型的齿轮

齿轮的工作齿面采用高精度一次注塑成型工艺，不经过机械加工。保证了齿轮工作面。

高精度的陶瓷轴

高精度的陶瓷轴具有超强的耐磨性和刚性，在磨损性液体和高压工况下保证泵工作的。

可长时间干运转自吸

在需要利用泵的入口真空度将介质吸入泵内的应用中，NP 系列产品可以提供放心的。

多种电机可供选择

交流防爆，交流变频，单相 / 三相交流，直流有刷，直流无刷，内置驱动的直流无刷，内置驱动的屏蔽式直流无刷电机可供您选择。

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