Arten von industriellen Vakuumpumpen

Seit fast zwei Jahrzehnten können wir aus erster Hand erleben, dass das Herzstück vieler industrieller und wissenschaftlicher Prozesse ein zuverlässiges Vakuum ist. Bei der Auswahl der richtigen Vakuumpumpentechnologie geht es nicht nur um die Prüfung der Spezifikationen; Es handelt sich um eine wichtige Entscheidung, die sich auf Ihre Prozesseffizienz, Produktqualität und Gesamtbetriebskosten auswirkt.

Dieser Leitfaden entschlüsselt die wichtigsten Vakuumpumpentypen und hilft Ihnen, ihre Funktionsprinzipien, Stärken und idealen Anwendungen zu verstehen.

Das Vakuumspektrum verstehen: Grob bis hoch/ultrahoch

Bevor wir uns mit den Pumpentypen befassen, ist es wichtig, die Vakuumniveaus zu verstehen, die wir erreichen wollen. Das Spektrum ist im Allgemeinen unterteilt in:

• Grobes/niedriges Vakuum: (Atmosphäre bis 1x10⁻⊃3; mbar) Häufig beim Verpacken, Heben und Entgasen.

• Fein-/Mittelvakuum: (1x10⁻⊃3; mbar bis 1x10⁻⁷ mbar) Unverzichtbar für Filtration, Trocknung und Laboranwendungen.

• Hoch-/Ultrahochvakuum (UHV): (1x10⁻⁷ mbar und darunter) Entscheidend für die Halbleiterfertigung, Weltraumsimulation und fortgeschrittene physikalische Forschung.

Verschiedene Pumpen sind darauf ausgelegt, in bestimmten Teilen dieses Spektrums effizient zu arbeiten.

Ein tiefer Einblick in die wichtigsten Vakuumpumpentechnologien

1. Ölgedichtete Drehschieber-Vakuumpumpen

• Wie sie funktionieren: Ein rotierender Rotor mit verschiebbaren Flügeln ist exzentrisch in einem Stator montiert. Durch die Zentrifugalkraft werden die Flügel gegen die Statorwand gedrückt, wodurch sich ausdehnende und zusammenziehende Kammern entstehen, die Gas ansaugen, isolieren und ausstoßen. Das Öl sorgt für Schmierung, Kühlung und eine wichtige Dichtungsschicht.

• Vorteile: Bewährte Technologie, kostengünstig für Grob-/Niedrigvakuum, relativ leise.

• Nachteile: Risiko einer Ölverunreinigung im Prozess, erfordert regelmäßige Ölwechsel und -entsorgung, kann empfindlich gegenüber Partikeln und kondensierbaren Dämpfen sein.

• Geeignet für: Allgemeine Laborarbeiten, kleine Industrieöfen, als Vorvakuumpumpe für Systeme mit höherem Vakuum.

  
  

2. Flüssigkeitsringpumpen

• Wie sie funktionieren: Ein mehrflügeliges Laufrad dreht sich exzentrisch in einem Gehäuse, das mit einer Sperrflüssigkeit (häufig Wasser) gefüllt ist. Die Flüssigkeit bildet einen beweglichen Ring, der Kompressionskammern erzeugt und das Gas isotherm komprimiert.

• Vorteile: Extrem robust, kommt hervorragend mit nassen und kondensierbaren Dämpfen zurecht, isotherme Kompression ist ideal für wärmeempfindliche Gase.

• Nachteile: Geringeres Endvakuum und geringere Effizienz im Vergleich zu anderen Typen, erfordert eine kontinuierliche Versorgung mit Dichtungsflüssigkeit und die Behandlung von verunreinigtem Wasser.

• Geeignet für: Chemische Verarbeitung, pharmazeutische Destillation, Papierentwässerung und Aufrauhungsanwendungen mit hohem Feuchtigkeitsgehalt.

  
  

3. Roots-Vakuumpumpen (Gebläse)

• Wie sie funktionieren: Zwei Rotoren in Form einer Acht drehen sich gegenläufig, ohne einander oder das Gehäuse zu berühren, und fangen Gas ein und verdrängen es mechanisch vom Einlass zum Auslass.

• Wichtiger Hinweis: Wälzkolbenpumpen können nicht allein gegen Atmosphärendruck betrieben werden; Sie müssen von einer Primärpumpe (z. B. einer Drehschieber- oder Trockenschneckenpumpe) Dabei handelt es sich um Druckerhöhungspumpen, die die Sauggeschwindigkeit drastisch erhöhen und es der Vorvakuumpumpe ermöglichen, in ihrem bevorzugten Druckbereich effizienter zu arbeiten. unterstützt werden.

• Vorteile: Sehr hohes Saugvermögen im mittleren Vakuumbereich, keine innere Kompression, ölfrei.

• Nachteile: Keine eigenständige Pumpe, erfordert eine Vorvakuumpumpe.

• Ideal für: Steigerung des Durchsatzes und der Effizienz von Vakuumsystemen in der Metallurgie, großen Gefriertrocknern und Verdampfungssystemen.

  
  

4. Trockenvakuumpumpen: Die modernen Arbeitstiere

Die Nachfrage nach ölfreien, sauberen und wartungsarmen Lösungen hat Trockenpumpen zum Industriestandard für viele anspruchsvolle Anwendungen gemacht. Hier sind die häufigsten Typen:

a) Klauenvakuumpumpen

• Prinzip: Zwei Klauen rotieren ohne Kontakt, fangen Gas ein und verdichten es im Inneren, bevor sie es zum Auslass ausstoßen. Für höhere Komprimierungsraten wird es häufig in mehreren Modulen bereitgestellt.

• Eigenschaften: Gute Staubverträglichkeit, ölfrei, zuverlässig.

b) Schraubenvakuumpumpen

• Prinzip: Zwei ineinandergreifende Schraubenrotoren bewegen Gas in axialer Richtung vom Einlass zum Auslass. Die Abstände zwischen den Schrauben sorgen für eine interne Kompression.

• Eigenschaften: Hervorragende Allround-Trockenpumpentechnologie. Bewältigt ein breites Spektrum an Gasen, bietet eine hohe Energieeffizienz (insbesondere bei VFDs) und ist sehr zuverlässig. Ideal für Halbleiter-, Chemie- und Pharmaanwendungen.

c) Scroll-Vakuumpumpen

• Prinzip: Eine umlaufende Spirale bewegt sich innerhalb einer festen Spirale und erzeugt bewegliche Gastaschen, die zum zentralen Auslass hin komprimiert werden.

• Eigenschaften: Sehr leise, kompakt und vibrationsfrei. Perfekt für saubere Umgebungen wie Analyselabore und Forschung und Entwicklung. Begrenzte Kapazität für partikelbeladene oder korrosive Prozesse.

d) Trockene Drehschieber-Vakuumpumpen

• Prinzip: Ähnlich wie ihre ölgedichteten Gegenstücke verwenden diese Pumpen Flügel, die aus einem Rotor in einem Stator herausgleiten, um Kompressionskammern zu erzeugen. Sie arbeiten jedoch ohne Arbeitsflüssigkeit in der Pumpkammer . Der Schlüssel zu ihrem Betrieb ist die Verwendung spezieller, selbstschmierender Materialien für die Flügel und die Kammerauskleidung, die der Reibung und Hitze widerstehen, die beim Trockenbetrieb entstehen.

• Eigenschaften: Sie bieten ein kompaktes und ölfreies Design, das eine Ölverschmutzung vermeidet und den Wartungsbedarf im Vergleich zu ölgedichteten Versionen reduziert . Moderne Designs konzentrieren sich auf effiziente Kühlsysteme, um die Wärme aus der Trockenkompression zu verwalten, was für die Aufrechterhaltung der Leistung und Langlebigkeit von entscheidender Bedeutung ist. Sie sind für ihren geringen Geräusch- und Vibrationspegel bekannt.

• Geeignet für: Anwendungen, die eine saubere, ölfreie Umgebung im rauen bis mittleren Vakuumbereich erfordern. Dadurch eignen sie sich für metallurgische Prozesse wie Vakuumschmelzen und -entgasen sowie für Verpackungs-, Hebe- und andere Industrieaufgaben, bei denen eine Ölkontamination ein Problem darstellt.

  
  

5. Turbomolekularpumpen

• Wie sie funktionieren: Eine Reihe von Rotorblättern dreht sich mit extrem hohen Geschwindigkeiten (typischerweise 30.000 – 90.000 U/min). Gasmoleküle, die mit diesen Schaufeln kollidieren, werden statistisch gesehen mit größerer Wahrscheinlichkeit in Richtung des Abgases geleitet, wodurch ein „Widerstandseffekt“ entsteht. Sie müssen durch eine Vorvakuumpumpe unterstützt werden.

• Vorteile: Erzielt sauberes, ölfreies Hoch- und Ultrahochvakuum. Keine Kohlenwasserstoffe in der Kammer.

• Nachteile: Hohe Anschaffungskosten, empfindlich gegenüber Stößen und dem Eindringen großer Partikel, erfordert eine Vorvakuumpumpe.

• Geeignet für: UHV-Anwendungen wie Halbleiter-Dünnschichtabscheidung (PVD, CVD), Teilchenbeschleuniger und Oberflächenwissenschaften.

  
  

Vergleich auf einen Blick

So wählen Sie: Auf Ihre Bewerbung kommt es an

Die „beste“ Pumpe ist diejenige, die Ihr spezifisches Problem am effektivsten und wirtschaftlichsten löst. Hier sind die wichtigsten Fragen, die Sie stellen sollten:

1. Welches Vakuumniveau ist erforderlich? Dies ist Ihr Ausgangspunkt.

2. Was ist der Prozess? Ist es sauber oder schmutzig? Pumpen Sie kondensierbare Dämpfe, abrasiven Staub oder korrosive Gase?

3. Ist Ölverschmutzung ein Problem? Bei sensiblen Anwendungen in der Lebensmittel-, Pharma- oder Analytikbranche lautet die Antwort immer „Ja“, weshalb Trockenpumpen die erste Wahl sind.

4. Wie hoch sind die Gesamtkosten? Schauen Sie über den Kaufpreis hinaus. Berücksichtigen Sie den Energieverbrauch, Wartungsausfallzeiten und Verbrauchsmaterialkosten (Öl, Filter).

Klicken Sie hier, um mehr darüber zu erfahren, wie Sie eine Vakuumpumpe für Ihre Produktion auswählen.

Abschluss

Der Weg vom Grobvakuum mit robusten Roots-Pumpen zum makellosen Ultrahochvakuum von Turbomolekularpumpen zeigt eine bemerkenswerte Entwicklung in der Technik. Heutzutage geht der Trend unverkennbar zu trockenen, sauberen und intelligenten Pumpenlösungen, die höchste Zuverlässigkeit und geringere Gesamtkosten bieten. Unter diesen stellen trockene Drehschieberpumpen eine robuste, ölfreie Option für eine Vielzahl industrieller Anwendungen dar, bei denen Verunreinigungen vermieden werden müssen und Wert auf kompakte Bauweise gelegt wird.

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