Faktoren, die bei der Auswahl von Vakuumpumpen zu berücksichtigen sind
Bei der Auswahl einer neuen Vakuumpumpe ist es wichtig, gut zu überlegen. Auf den ersten Blick scheint es eine einfache Aufgabe zu sein, aber es gibt mehrere Faktoren zu berücksichtigen.
Verschiedene Faktoren beeinflussen die Gesamteffizienz und die Fähigkeiten einer Vakuumpumpe. Jede Pumpe erfordert ihre eigenen Prozessbedingungen, hat ihren eigenen Betriebsbereich und bietet ihre eigenen Vorteile und Einschränkungen. Diese Eigenschaften hängen von vier Faktoren ab:
- Vakuumniveau
- Einfluss des Prozesses oder der Anwendung auf die Pumpe
- Einfluss der Pumpe auf den Prozess oder die Anwendung
- Kosten und Wartung
Vakuumniveau
Der Vakuumwert ist vielleicht der wichtigste Faktor. Er wirkt sich auf alle anderen Faktoren aus. Typische Vakuumkategorien und ihre Bereiche sind:
- Grobvakuum: von 10 3 mbar to 1 mbar
- Feinvakuum: von 1 mbar to 10 -3 mbar
- Hochvakuum: von 10 -3 mbar to 10 -7 mbar
- Ultrahochvakuum: von 10 -7 mbar to 10 -12 mbar
- Extremes Hochvakuum: weniger als 10 -12 mbar
Um unterschiedliche Vakuumdruckbereiche zu erreichen, sind unterschiedliche Pumpentechnologien erforderlich. Je nach angestrebter Vakuumstufe ist eventuell eine Kombination aus verschiedenen Vakuumpumpentechnologien erforderlich.
Vorvakuumpumpen, die im Grob- und Feinvakuumbereich arbeiten, entlüften in die Atmosphäre und können isoliert betrieben werden.
Hoch- und Ultrahochvakuumpumpen wie z. B. Turbopumpen und Diffusionspumpen müssen an eine Vorvakuumpumpe angeschlossen sein oder zusammen mit dieser betrieben werden.
Ionen-, NEG- (Non-Evaporable Getter) und Kryopumpen benötigen in bestimmten Phasen eine anfängliche Evakuierung sowie gelegentliche Unterstützung einer Vor- und Hochvakuumpumpe.
Verwandt: Informieren Sie sich über die besonderen Anforderungen bei der Arbeit im Hochvakuumbereich auf dieser Seite von Vacuum Science World, The Fundamentals of High, Ultra-High & Extreme High Vacuum. Oder schauen Sie sich diesen Leitfaden von Vacuum Science World an, um die verschiedenen Arten von Vakuumpumpen im Detail zu verstehen.
Prozess- oder Anwendungsauswirkungen auf die Pumpe
Die Art und Weise, wie sich Prozesse auf Pumpen auswirken können, spielt bei der Auswahl eine wichtige Rolle. Die Auswirkungen der Anwendung auf die ausgewählte Pumpentechnologie müssen sorgfältig bewertet werden, ebenso wie die potenziellen Auswirkungen von:
- Staub oder Schutt aus dem Prozess
- Ätzende Gase wie Chlor oder Säuregemische in Gegenwart von Wasserdampf
- Hohe Gasdurchsätze
- Häufige Entlüftungen
- Mechanische Bewegungen und Stöße
- Schwingungen
- Wärmestrahlung auf die Pumpe
- Partikel- oder Röntgenstrahlung
- Magnetische und elektrische Felder
Drehschieberpumpen eignen sich zum Beispiel für viele Anwendungen im Grob- und Feinvakuum, wie z. B.:
- Forschung und Entwicklung
- Analytische Instrumente
- Industrie- und Beschichtungsaktivitäten
- Gefriertrocknung
- Verfahrenstechnik
Scroll-Pumpen hingegen sorgen für ein kohlenwasserstofffreies Vakuum, indem sie Gase mit Hilfe von zwei an den Spitzen abgedichteten, exzentrisch gegeneinander rotierenden Spiralen verdichten. Dies führt zu niedrigen Betriebs- und Wartungskosten.
Im Vergleich zu RV-Pumpen sind Scroll-Pumpen hauptsächlich für Prozesse ohne Staub oder Schmutz geeignet, die die Spitzendichtungen beschädigen könnten.
Verwandt: Erfahren Sie mehr über die Entwicklung der Gefriertrocknung in der Lebensmittelindustrie auf unserer Informationsseite Vakuumpumpen und Gefriertrocknungstechnologie. Klicken Sie auf die Schaltfläche unten und tauchen Sie ein!
Auswirkungen der Pumpe auf Prozesse oder Anwendungen
Genauso wichtig ist es, die Auswirkungen der Vakuumpumpe auf die Anwendung oder den Prozess zu bewerten. Mehrere Variablen können die Wahl der Vakuumpumpe beeinflussen, einschließlich - aber nicht beschränkt auf:
- Öl- oder Kohlenwasserstoffemissionen oder Rückströmungen
- Von der Pumpe erzeugte/induzierte Vibrationen
- Lärm
- Von der Pumpe erzeugte magnetische Felder (selten)
- Wärmeabgabe
- Verbrauch von Energie
Drehschieberpumpen sind im Nachteil, da sie aufgrund der Öldampfemission kein kohlenwasserstofffreies Vakuum erzeugen können.
Andererseits ist die Scroll-Technologie zwar in der Lage, ein kohlenwasserstofffreies Vakuum zu erzeugen, birgt aber das Risiko einer Partikelemission aufgrund des Verschleißes der Spitzendichtung.
Verwandte Themen: Lesen Sie diesen Blog-Beitrag mit 5 kurzen Fakten über Lärmbelästigung in Ihrem Labor, die Ihnen und Ihrem Team Sicherheit geben können.
Kosten und Wartung
Neben den anfänglichen Kapitalkosten fallen auch Kosten für Betrieb und Wartung (Service) an.
Der Betrieb einer Diffusionspumpe ist im Vergleich zu einer Turbomolekularpumpe wahrscheinlich viel teurer. In den Betriebskosten über fünf Jahre sind auch Faktoren wie höhere Energie- und Wartungskosten enthalten.
Diffusionspumpen eignen sich für schmutzigere industrielle Prozesse, während Turbopumpen hauptsächlich in sauberen Prozessen eingesetzt werden.
Verwandt: Berechnen und vergleichen Sie die Gesamtbetriebskosten zwischen Nass- und Trockensaugtechnik mit unserem kostenlosen Online-Rechner. Klicken Sie auf die Schaltfläche unten und sehen Sie, wie viel Sie bei der Verwendung der Trockensaugtechnik sparen können.
Optionen für Vakuumpumpen
Es gibt zwei übergreifende Kategorien von Vakuumpumpen: Vorvakuumpumpen und Hochvakuumpumpen.
Vorvakuumpumpen
Vorvakuumpumpen entlüften direkt zum Atmosphärendruck. Sie umfassen:
- Drehschieberpumpen
- Scroll-Pumpen
- Diaphragma-Pumpen
- Schraubenpumpen
Verwandt: In diesem Blogbeitrag finden Sie 5 Tipps für eine längere Lebensdauer Ihrer Drehschieberpumpen.
Sekundärpumpen
Sekundärpumpen sind auf Primärpumpen angewiesen, um ihren Betrieb kontinuierlich zu unterstützen, da sie keine Atmosphäre absaugen können und einen niedrigen Druck an ihrem Auslass benötigen, der als "Vorvakuum" bezeichnet wird.
Zu den kontinuierlich unterstützten (unterstützten) Hochvakuumpumpen gehören Turbomolekular- und Diffusionspumpen.
Zu den Ultrahochvakuumpumpen gehören Ionengetter-, Titansublimations-, nicht verdampfbare Getter- und Kryopumpen.
Wälzkolbengebläsepumpen werden oft mit Vorvakuumpumpen kombiniert, um als Pumpenpaar zu fungieren, sie werden jedoch streng als Sekundärpumpen eingestuft, da sie nicht für den Einsatz ohne Vorvakuumpumpe ausgelegt sind.
Verwandt: Entdecken Sie unser Angebot an Turbomolekularpumpen auf unserer Ressourcenseite, auf der wir die Leybold TURBOVAC i vorstellen.
Schlussgedanken
Um die richtige Pumpenwahl für eine effektive Vakuumerzeugung zu treffen, muss man verstehen, wie Pumpen die Prozesse beeinflussen - und wie Prozesse die Pumpen beeinflussen. Auch die Anforderungen an das Vakuumniveau, die Kosten und die Wartung beeinflussen die Wahl der Vakuumpumpe.
Die Wahl der falschen Pumpe kann teuer sein und möglicherweise Ihrem Betrieb schaden, wenn die Pumpe nicht die erforderliche Leistung erbringt. Ein kurzes Gespräch mit unserem Team kann Ihnen helfen, diese Fallstricke zu vermeiden, und Sie beraten, welche Pumpen am besten zu Ihren Anforderungen passen. Klicken Sie auf die Schaltfläche unten und beginnen Sie das Gespräch - wir helfen Ihnen gerne weiter!
