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Die richtige Wahl einer Vakuumpumpe

Eine Vakuumpumpe ist eine Anlage, die Luft oder Gas aus einem Behälter absaugt, um ein teilweises oder völliges Vakuum im betrachteten System herzustellen. Die Luft wird durch eine progressive Verringerung des Drucks in einem begrenzten Raum angesaugt. Die angesaugten Gasmoleküle werden anschließend in die Umgebungsluft oder einen anderen Behälter abgelassen.
Vakuumpumpen werden in verschiedenen Bereichen wie Labors und medizinische Industrie, Lebensmittelverpackung und chemischer Industrie eingesetzt.

Vakuumpumpen auf einen Blick

  • Die Wahl einer Vakuumpumpe

    Für die richtige Wahl einer Vakuumpumpe müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden. Ihre Wahl muss zum Ersten genau der gesuchten Anwendung entsprechen. Auf diese Weise können Sie gleichzeitig die Technologie, den chemischen Widerstand, das Vakuumniveau und den erforderlichen Durchsatz bestimmen.

    Die grundlegenden Faktoren, der die Wahl einer Vakuumpumpe bestimmen, sind Qualität und gewünschtes Vakuumniveau. Es gibt verschiedene Vakuumtypen: das primäre oder industrielle Vakuum, das sekundäre Vakuum und das Ultravakuum. Der Unterschied zwischen diesen drei Typen liegt in der geringen Anzahl erhaltener Moleküle, die durch den Druck der Restgase gemessen wird. Je schwächer der Druck, umso geringer ist die Anzahl der Moleküle pro cm³. Dies ergibt eine höhere Qualität des Vakuums.

    Man spricht von:

    Der Art des Vakuums EinemMaximaldruck (in mbar) Einem Minimaldruck (in mbar) Molekülen pro cm³
    Einem Primärvakuum 1 10-3 1016 – 1013
    Sekundärvakuum 10-3 10-7 1013 – 109
    Ultravakuum 10-17 10-12 109 – 104

    Auch die folgenden Eigenschaften müssen berücksichtigt werden:

    • Pumpendurchsatz: der Durchsatz richtet sich nach der Entleerungszeit der Maschine. Dementsprechend muss die Kapazität der Vakuumpumpe, gleichzeitig die erforderliche Pumpgeschwindigkeit (Volumendurchsatz)  zu garantieren und den Massendurchfluss entsprechend der Bedürfnisse des Verfahrens herzustellen. Allgemein kann gesagt werden, dass, je höher der Durchsatz, umso kürzer die erforderliche Zeit für das Abpumpen. Die obenstehende Tabelle stellt die Anzahl der verbleibenden Moleküle pro cm³ entsprechend der gewählten Flüssigkeit dar.
    • Chemische Kompatibilität: die Kompatibilität der in Ihrer Anwendung verwendeten Gase mit der gewählten Vakuumpumpe muss durch eine Analyse aller eventuell auftretenden Probleme untersucht werden.
    • Schmierung: vorrangig muss auch die Frage nach der erforderlichen Schmierung/Nich-Schmierung der Vakuumpumpe gestellt werden. Eine schmierungsbedürftige Vakuumpumpe bietet sowohl eine höhere Effizienz als auch eine längere Lebensdauer. Sie erfordert jedoch auch eine sehr regelmäßige Wartung. Im Laborbereich wird generell eine trockene Vakuumpumpe vorgezogen.
    • Wartung und Kosten : auf der Grundlage der oben aufgeführten Kriterien muss anschließend die Frequenz der Wartungszyklen bestimmt werden. So bestimmt man die globalen Kosten Ihrer Anlage, die den Einkaufspreis, aber auch den Kostenaufwand und Lebenserhaltungskosten berücksichtigen muss.

    Wichtige Punkte

    • Vakuumniveau
    • Durchsatz
    • Schmierung
    • chemische Kompatibilität
    • Wartung
  • Welche Haupttypen von Vakuumpumpen gibt es?

    Der Markt bietet fünf Haupttypen von Vakuumpumpen an:

    • Paletten-Vakuumpumpen
    • Membran-Vakuumpumpen
    • Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen
    • Scroll-Vakuumpumpen
    • Turbomolekular-Vakuumpumpen

    Die Wahl Ihrer Vakuumpumpe muss sowohl entsprechend des erforderlichen Vakuums geschehen als auch unter Berücksichtigung des Preises und der Widerstandsfähgkeit der gewünschten Technologie.

  • In welchen Fällen verwendet man eine Paletten-Vakuumpumpe?

    Wenn Sie auf der Suche nach einer hochleistungsfähigen Pumpe mit niedrigen Kosten sind, empfehlen wir Ihnen die Wahl einer Palettenvakuumpumpe.

    Palettenpumpen sind klein und kompakt und gestatten das Erreichen eines Primärvakuums. Sie sind besonders effizient für Proben auf Wasser- und Lösungsmittelbasis mit hohem Siedepunkt. Dämpfe können abgefangen werden noch bevor sie in Kontakt mit der Pumpe kommen.

    Rotativpumpen mit Palettenbenötigen Öl um zu funktionieren. Das Vorhandensein von Öl gewährleistet eine perfekte Dichtigkeit, eine konstante und leistungsstarke Schmierung der beweglichen Teile und eine ausgezeichnete Wärmeverteilung für die Kühlung der Vakuumpumpe.

    Für ein effizientes Funktionieren der Pumpe muss jedoch eine regelmäßige Wartung eingeplant werden. Einer der Nachteile besteht in einem regelmäßigen Ölwechsel, um Abnutzungsrisiken zu vermeiden. Ein Ölwechsel wird ca. alle 3000 Betriebsstunden empfohlen.

    Wichtige Punkte

    • Niedrige Kosten
    • Klein und kompakt
    • Geschmiert
    • hohe Leistungsfähigkeit
    • Hohes Vakuumniveau (1000 mbar)
    • Hoher Durchsatz: bis zu 1600 m³/h
  • In welchen Fällen verwendet man eine Membranpumpe?

    Membran-Vakuumpumpen   sind extrem widerstandsfähig gegen Korrosion und Chemikalien. Daher können sie für die Verarbeitung aller viskösen, säurehaltigen oder korrosiven Produkte eingesetzt werden.

    Durch diese Besonderheit werden Membranpumpen häufig in Betreichen wie der Lebensmittelindustrie (z.B. zum Pumpen von Flüssigkeiten wie Wasser, Schokolade und Sirup), aber auch der Kosmetikindustrie (für Cremes und Gels) und der chemischen Industrie eingesetzt. Sie werden weiterhion für die Drehverdunstung und die Bearbeitung volatiler Komponenten benutzt. Sie sind weiterhin ideal für ein kontinuierliches Arbeiten.

    Membranpumpen haben noch eine anderen Vorteil: es sind Trockenpumpen. Aus diesem Grund müssen sie nicht ölgeschmiert werden und die Wartungskosten sind deutlich niedriger als für eine Palettenpumpe. Sie sind jedoch in der Anschaffung eher kostspielig. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Tatsache, dass das Vakuumniveau der Membranpumpen niedriger ist als das der Rotativpumpen, und dass sie dadurch nicht für Lyophiliesierungsprozesse verwendet werden können.

    Wichtige Punkte

    • Trockenpumpe
    • hoher Preis
    • geringe Wartung
    • chemikalienresistent
    • kontinuierliche Funktion
    • niedrigeres Vakuumniveau als bei Rotativpumpen
    • niedriger Durchsatz: bis zu 20 m³/h
  • In welchen Fällen verwendet man eine Flüssigringpumpe?

    Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen funktionieren durch das Einbringen einer Flüssigkeit, die auf den Wänden der Pumpe zentrifugiert wird. Auf diese Weise entsteht ein Flüssigkeitsring, der die Dichtigkeit der Pumpe gewährleistet.

    Pumpen mit Flüssigkeitsring verfügen über zahlreiche Vorteile, die sich von großer Nützlichkeit erweisen können, wenn Sie in Tätigkeitsbereichen arbeiten wie Distillerien, Schweröl-Raffinerien, Kraftwerken, Bergwerken, Zuckerfabriken usw. Sie sind sehr unempfindlich gegen den Durchsatz von Flüssigkeiten, kleinen Festpartikeln oder Dämpfen. Ihre isotherme Verdichtung ist ideal für explosive oder wärmeempfindliche Produkte, was eine große Sicherheit gewährleistet. Vakuumpumpen mit Flüssigkeitsring können auch für die Vakuumfiltration, die Feuchtigkeitsextraktion, das Absaugen des Wassers aus der Masse bei der Papierverarbeitung, der Mineralienaufbearbeitung und der Handhabung von Asche verwendet werden.

    Mit einem maximalen Durchsatz von 30000 m³/h gestatten es diese extrem leistungsstarken Pumpen, den Druck sowohl zu erhöhen als auch abzusenken. Es wird jedoch geraten, den Sättigungsdampfdruck des Flüssigkeitsrings zu beobachten. Der Minimaldruck der Pumpe darf nicht niedriger sein als der Sättigungsdruck des Flüssigkeitsrings, da dieser sonst verdampfen könnte. In diesem Fall wäre die Dichtigkeit der Pumpe nicht mehr gewährleistet.

    Wichtige Punkte

    • Trockenpumpe
    • hochwiderstandsfähig gegen Korrosion
    • Durchsatz jusqu’à 30000 m³/h
    • hohe aufgenommene Leistung
    • Platzbedarf
  • In welchen Fällen verwendet man eine Scroll-Vakuumpumpe?

    Spiralpumpen werden für ein trockenes und sauberes Abpumpen verwendet. Man findet sie daher häufig im Bereich von Forschung und Labor.

    Scroll-Vakuumpumpen verwenden zwei Spiralen, um Flüssigkeiten abzupumpen und gasförmige oder flüssige Stoffe zu komprimieren. Eine der Spiralen ist feststehend, die ardere bewegt sich exzentrisch um sie herum. Die exzentrische Bewegung gestattet es, das Gas zu komprimieren.

    Scroll-Vakuumpumpen sind kompakt und geräuscharm und funktionieren ohne Öl. Die Dichtigkeit der Pumpe wird durch eine spiralförmige Dichtung gewährleistet. Eine regelmäßige Wartung ist erforderlich, weil die Dichtung oftmals ausgewechselt werden muss, um eine optimale Dichtigkeit sicher zustellen. Der Hauptnachteil dieser Pumpen ist ihre Empfindlichkeit gegen Bruchstücke und eingetretene Partikel, die den Spiralring erodieren können.

    Wichtige Punkte

    • kompakt
    • ölfrei
    • geräuscharm (50 dB)
    • keinerlei toter Raum und damit leistungsstärker
    • Empfindlichkeit gegen Bruchstücke und eingeführte Teilchen
    • Durchsatz bis zu 30000 m³/h
  • In welchen Fällen verwendet man eine Turbomolekularpumpe?

    Turbomolekularpumpen können einen Druck von 10-12 mbar erreichen. Die erreichten Durchsätze liegen zwischen 50 l/s bis 5000 l/s. Sie funktionieren nach demselben Prinzip wie Kompressoren. Die Laufschaufeln der verschiedenen Pumpenetagen werden von einem Elektromotor mit hoher Geschwindigkeit zum Laufen gebracht. Er zieht die Luft aus dem Volumen ab, das man entleeren möchte. Diese Pumpen sind oftmals auf magnetische Lager montiert, um der hohen Drehgeschwindigkeit standzuhalten. Sie erfordern obligatorisch eine Primärpumpe mit einem Grenzvakuum von 10-2 mbar.

    Turbomolekularpumpen haben den Vorteil, kein Öl zu verwenden. Es handelt sich um saubere Pumpen. Sie sind besonders für Ultra-Vakuum-Anwendungen geeignet, wie analytische Instrumentation oder Laboranalysen.

    Angesichts ihrer komplexen Technologie sind diese Pumpen kostspielig in der Anschaffung und haben möglicherweise einen größeren Wartungsbedarf als traditionelle Vakuumpumpen. Die Pumpgeschwindigkeit ist ebenfalls stark abhängig von der Art des gepumpten Gases. Sie sinkt bei leichten Gasen deutlich ab.

    Wichtige Punkte

    • Durchsatz von 50 bis 5000 l/s
    • Druck von 10-² mbar bis 10-¹² mbar
    • saubere Pumpe, da kein Öl verwendet wird
    • Primärpumpe erforderlich
    • hoher Anschaffungspreis
    • hohe Wartungskosten
  • Die Wahl zwischen einer ölfreien Vakuumpumpe und einer geschmierten Vakuumpumpe

    Die Schmierung der Pumpe ist ein weiterer Aspekt bei der Wahl eriner Pumpe. Die Erfordernis, eine Vakuumpumpe zu schmieren oder nicht ist ausschlaggebend für die Wartungsfrequenz der Maschine.

    Eine geschmierte Vakuumpumpe bietet sowohl eine höhere Effizienz als auch eine größere Widerstandsfähigkeit. Sie erfordern jedoch eine regelmäßigen Wartung ca. alle 12 Stunden. Es wird weiterhin geraten, eine Kältefalle zu verwenden, da das Öl dazu neigt, zu kondensieren und damit die Kapazitäten der Pumpe abzusenken. Dieses Gerät wird am Pumpeneingang installiert und hindert die Öldämpfe daran, im Vakuum aufzusteigen. Sollten Sie keine solche Kältefalle verwenden, raten wir Ihnen, die Farbe des Schmieröls der Vakuumpumpe sehr regelmäßig zu kontrollieren. Ein anderer Nachteil der geschmierten Vakyuumpumpen ist die Tatsache, dass es unmöglich ist, sie in Industriebereichen wie der Lebensmittelindustrie einzusetzen, da das Öl die Lebensmittel kontaminieren könnte.

    Trockenpumpen sind ölfreie Pumpen. Dadurch besteht keinerlei Kontaminationsrisiko des Produktes durch die angesaugte Schmierflüssigkeit. Dementsprechend sind Trockenpumpen ganz besonders angezegt, wenn Sie in der Lebensmittelbranche arbeiten. Sie sind jedoch feuchtigkeitsempfindlicher, und da kein Kühlmittel vorhanden ist, sind trockene Vakuumpumpen auch empfindlicher gegen hohe Temperaturen.

    Vorteile geschmierter Vakuumpumpen

    • geringe Abnutzung
    • Hohes Leistungsniveau

    VORTEILE TROCKENER VAKUUMPUMPEN

    • keine Kontaminierungefahr
    • geringe Wartung
  • Hauptanwendungen von Vakuumpumpen

    Vakuumpumpen werden in zahlreichen Bereichen eingesztzt. Man findet sie hauptsächlich in Labors, der medizinischen und pharmazeutischen Industrie, der Filtration und der Massenspektrometrie.

    Jede dieser Anwendungen erfordert einen bestimmten Vakuumtyp. Die Massenspektrometrie erfordert beispielsweise einen Druck zwischen 10-3 und 10-4 mbars. Es ist hier somit nicht erforderlich, auf Technologien zu setzen, die ein Ultravakuum herstellen können.

    Wenn Ihre Anwendung die Lebensmittelindustrie betrifft, die Trocknungsbranche, die Vakuum-Metallurgie oder die Distillierung, so ist ein Primärvakuum erforderlich.

    Arbeiten Sie im Bereich des Vakuum-Lötens oder des Bündelschweißens, so empfehlen wir Ihnen ein Sekundärvakuum.

    Wenn Sie im Rehmen der Oberflächenphysik oder der Partikelbeschleunigung tätig sind, raten wir Ihnen zu einem Ultravakuum.

    Anwendungen

    • Labor
    • Medizinische Industrie
    • Pharmaindustrie
    • Filtration
    • Massenspektrometer
    • Umschlag und Hubvorrichtungen
    • Chemische Industrie
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1 Kommentar
  • Markus sagt:

    Vielen Dank für einen informativen Beitrag zur Wahl einer Vakuumpumpe. Gut zu wissen, dass die Schmierung der Pumpe für die Wartungsfrequenz der Maschine ausschlaggebend ist. Bei der Wahl der Vakuumpumpe werde ich auf diesen Aspekt besonders achten.

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