4.7.2.1 Wahl der Vorpumpe

Drehschieberpumpen

Sofern vom Verfahren her kein störender Einfluss auf die Funktion zu befürchten ist, bietet sich die Drehschiebervakuumpumpe als wirtschaftlichste Vorpumpe für einen Wälzkolbenpumpstand an. Drehschiebervakuumpumpen haben einen Enddruck im Bereich p < 1 hPa bei konstantem Saugvermögen über einen breiten Druckbereich. Ein Wälzkolbenpumpstand erreicht mit einer einstufigen Vorpumpe bei geöffnetem Gasballastventil Enddrücke von etwa 10^-2 hPa. Wasserdampf sowie viele Lösungsmitteldämpfe und andere Dämpfe, die einen ausreichend hohen Dampfdruck haben und das Pumpenöl chemisch nicht zersetzen, können mit solchen Pumpständen abgesaugt werden. Beispiele sind Alkohole, halogenierte Kohlenwasserstoffe, leichte Normalparaffine und viele andere.

Abbildung 4.19: Saugvermögen von Pumpständen mit Okta 2000 und verschiedenen Vorpumpen

Flüssigkeitsringvakuumpumpen

Beim Absaugen von Dämpfen, die das Vorpumpenöl chemisch angreifen und zersetzen oder einen so niedrigen Dampfdruck haben, dass trotz Gasballast eine Kondensation in der Vorpumpe nicht vermieden werden kann, stellt die Flüssigkeitsringvakuumpumpe eine geeignete Lösung dar. Sie erreicht jedoch nur einen Enddruck, der durch den Dampfdruck der Betriebsflüssigkeit bestimmt ist. Wird Wasser von 15 °C verwendet, kann man an der Flüssigkeitsringvakuumpumpe einen Enddruck von etwa 20 hPa erwarten, wobei sie dann schon im Kavitationsbereich arbeitet. Kavitation tritt nahe dem Enddruck der Pumpe auf. Dabei verdampft das Betriebsmittel auf der Saugseite und auf der Druckseite kollabieren die Dampfblasen schlagartig. Dies führt auf Dauer zur Zerstörung der Pumpe. Eine durch Luftzugabe kavitationsfrei arbeitende Flüssigkeitsringvakuumpumpe erreicht etwa 25 bis 30 hPa Enddruck und eine Kombination aus Wälzkolben- und Flüssigkeitsringvakuumpumpe etwa 1 hPa. Beim Absaugen umweltschädigender Stoffe darf die Flüssigkeitsringvakuumpumpe nicht mit Frischwasser betrieben werden. Es muss dann ein geschlossener Kreislauf vorgesehen werden, bei dem eine geeignete Betriebsflüssigkeit zum Entzug der Verdichtungswärme über einen gekühlten Wärmetauscher geleitet wird.

Flüssigkeitsringvakuumpumpe mit Gasstrahler

Die Kombination von Wälzkolbenvakuumpumpe, Gasstrahler und Flüssigkeitsringvakuumpumpe erreicht einen Enddruck von 0,2 hPa. Sollen kleinere Drücke erreicht werden, muss eine weitere Wälzkolbenvakuumpumpe vorgeschaltet werden.

Gasumlaufgekühlte Wälzkolbenvakuumpumpen

Da Wälzkolbenvakuumpumpen technisch trocken arbeiten, bietet ihr ausschließlicher Einsatz eine Lösung, wenn Pumpen mit flüssigkeitsgedichtetem Schöpfraum ausscheiden.

Einsatzgebiete:

• Absaugen und Verdichten von Helium an Kryostaten
• Absaugen und Verdichten von SF₆
• Saubere Rückgewinnung von Gasen und Dämpfen verschiedenster Art bei verfahrenstechnischen Prozessen, z. B. Destillation
• Auspumpen von Molekularsieben u. a.
• Abpumpen und Fördern von giftigen Stoffen in geschlossenen Systemen
• Auspumpen von Behältern mit sehr großem Volumen

Wälzkolbenpumpstände mit gasumlaufgekühlten Wälzkolbenpumpen lassen sich mit sehr unterschiedlicher Saugcharakteristik ausbilden. Im Extremfall kann man über den gesamten Druckbereich von 1.000 hPa bis 10^-3 hPa ein nahezu konstantes Saugvermögen erreichen, wobei die einzelnen Pumpenstufen im Verhältnis 2:1 bis 3:1 abgestuft sein können. Dazu müssen allerdings die Wälzkolbenvakuumpumpen mit entsprechend starken Motoren ausgerüstet werden. Anstelle der Überströmventile sind zur Atmosphäre hin Auslassventile vorzusehen.

Schraubenpumpen

Mit den Schraubenpumpen HeptaDry steht eine komplette Baureihe von technisch trockenen Pumpen mit einem Saugvermögen von 100 bis 600 m³ · h^-1 zur Verfügung. Als Einzelpumpe (siehe auch Kapitel 4.4) deckt sie einen großen Druckbereich im Grob- und Feinvakuum ab. Aufgrund ihrer inneren Verdichtung kann sie mit relativ niedriger Antriebsleistung dauerhaft im gesamten Ansaugdruckbereich von 0,1 bis 1.000 hPa arbeiten. In Kombination mit den OktaLine Wälzkolbenpumpen lassen sich sogar Enddrücke von 5 · 10^-3 hPa erreichen.

Mehrstufige Wälzkolbenpumpen

Mit den mehrstufigen Wälzkolbenpumpen der ACP-Reihe stehen kompakte Pumpstände mit einem Saugvermögen bis zu 285 m³ · h^-1 zur Verfügung. Die Kombination aus ACP-Vorpumpe und Wälzkolbenpumpe erreicht Enddrücke bis zu 5 · 10^-3.

Wälzkolbenpumpstände in Korrosivgasausführung sind in Kapitel 4.6 beschrieben.