In diesem Artikel erfahren Sie, was Vakuum ist, welche Vakuumniveaus vorhanden sind, welche Eigenschaften Sie für die Auswahl einer Vakuumpumpe haben sollten, Was ist die Klassifizierung von Vakuumpumpen, das Funktionsprinzip einer Vakuumpumpe am Beispiel von Schraube, Membran und Drehschieber Modelle.
Der Inhalt des Artikels
- Vakuum, seine Ebenen. Zweck der Vakuumpumpe
- Eigenschaften der Vakuumpumpe
- Arten von Vakuumpumpen
- Wie Drehschieber-Vakuumpumpen funktionieren
- Wie Membran-Vakuumpumpen funktionieren
- Wie Schraubenvakuumpumpen funktionieren
Vakuum, seine Ebenen. Zweck der Vakuumpumpe
Vakuum ist die völlige Abwesenheit von Materie in einem Raumbereich. Man spricht auch von Vakuum, wenn der Druck eines Gases im Weltraum geringer ist als der Atmosphärendruck. Es gibt 4 Vakuumstufen:
- Klein (einhundert Pascal oder mehr)
- Mittel (einhundert bis ein Zehntel Pascal)
- Groß (von einem Zehntel bis zu einem Zehntausendstel Pascal)
- Hoch (weniger als ein Zehntausendstel Pascal)
Mithilfe einer Vakuumpumpe wird ein Vakuum unterschiedlicher Stärke erzeugt. Sie alle arbeiten nach dem Prinzip der Ansaugung aus dem Gastank, während der Druck abnimmt. Viele Faktoren können den Betrieb einer Vakuumpumpe beeinflussen: die Dichtheit der Verbindung und des Behälters, das ausgestoßene Gas und die Leistung der Ausrüstung.
Eigenschaften der Vakuumpumpe
Es gibt fünf Hauptmerkmale einer Vakuumpumpe, auf die Sie bei der Auswahl achten müssen:
- Anfangsdruck
- Enddruck
- Maximales Pumpenvakuumniveau
- Leistung
- Vakuumzeit
Arten von Vakuumpumpen
Vakuumpumpen werden in zwei große Gruppen unterteilt: Gastransfer- und Sorptionspumpen. Die gleichen sind in andere Typen, Typen unterteilt. Je nach Bauart unterscheidet man beispielsweise:
- Mechanisch
- Magnetische Entladung
- Tintenstrahl
- Sorption
- kryogen
Im Folgenden analysieren wir die drei beliebtesten Arten von Vakuumpumpen – Drehschieber-, Membran- und mechanische Schraubenvakuumpumpen.
Wie Drehschieber-Vakuumpumpen funktionieren
Das Funktionsprinzip von Drehschieber-Vakuumpumpen ähnelt den klassischen – beide „saugen“ das Gas/die Flüssigkeit aus dem Tank:
Der Motor dreht die Achse mit der Scheibe. Auf der Scheibe sind viele Schaufeln/Platten montiert, die fest gegen die Wände des Gehäuses gedrückt werden, in dem sie verbaut sind. Die Flügel bilden im Inneren der Pumpe versiegelte Zellen. Eine solche Zelle wird mit Gas aus einem Behälter gefüllt. Der Motor dreht das Rad und eine andere Zelle blockiert das Einlassrohr. Die Schaufeln drücken einen Teil des Gases in der Zelle zum Austrittsrohr. Gas nimmt das gesamte Volumen vom Flügel bis zum Rohrventil ein. Die Flügel drehen sich weiter – das Volumen nimmt ab, der Druck steigt. Gas drückt auf das Ventil, öffnet es und entweicht. Aufgrund der Druckdifferenz kommt es zur Kondensation.
Wie Membran-Vakuumpumpen funktionieren
Das Funktionsprinzip von Membranpumpen basiert auf einer Veränderung des Raumvolumens. Hierzu werden flexible Membranen verwendet.
Das Pumpengehäuse verfügt über eine oder zwei Arbeitskammern. Sie werden auf einer flexiblen Membran und zwei Stangen – oben und unten – installiert. Wenn die Membran nach innen „gesaugt“ wird, sinkt der Druck im abgedichteten Raum. Dadurch hebt sich die untere Stange – eine Kugel oder ein Dämpfer, der die Gaszufuhr unterbricht. Das Gas aus dem evakuierten Tank füllt den offenen Raum. Danach dehnt sich die Membran aus und beginnt, Druck auf das Gas auszuüben. Der untere Schaft schließt die Gaszufuhr hermetisch ab und der obere Schaft öffnet sich unter hohem Druck. Vom oberen Schaft gelangt das Gas zum Auslassrohr. Danach wird die Membran wieder weggeblasen, der Behälter mit Luft gefüllt, diese dehnt sich aus und drückt sie durch den oberen Stab in das Rohr. Der Zyklus wiederholt sich.
Wie Schraubenvakuumpumpen funktionieren
Schraubenvakuumpumpen sind ein Paar „Gewinde“-Schrauben in einem abgedichteten Gehäuse. Schraubenvakuumpumpen haben zwei Gaseinlass- und -auslassrohre. Durch sie tritt Gas ein und gelangt in ein abgedichtetes Gehäuse, wobei zwei Schrauben fest gegen die Wände und aneinander gedrückt werden. Zwischen ihnen befindet sich ein Raum, der von Gas eingenommen wird. Dieser Platz wird durch das „Gewinde“ einer der Schrauben begrenzt. Nachdem der Motor beginnt, die Schrauben zu drehen, bilden ihre „Gewinde“ eine gemeinsame Kammer/Zelle. Dieser Raum wird mit Gas gefüllt, woraufhin der „Faden“ den Eingang zur Kammer blockiert. Das Gas bewegt sich also entlang der gesamten Schnecke bis zu den Austrittsrohren. Von diesen wird es auch durch das „Schnitzen“ verdrängt. Das heißt, das Gas bewegt sich durch die verschlossenen Zellen zwischen den „Gewinden“ der Schrauben und wird von diesen auch aus der Pumpe gedrückt.
