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Tipp des Monats 05
Frage: Warum gibt es eigentlich so viele verschiedene Turbopumpen? Außer Saugvermögen und Enddruck gibt es doch keine wichtigen Kriterien, oder?
Antwort: Oh doch! Maßgebend für die Auswahl einer jeden Vakuumpumpe sollte stets die Anwendung sein. Die größten Fehler werden immer noch durch mangelhafte Anpassung der Hochvakuumpumpen an die Applikation gemacht. Dies kann Leitwertverluste betreffen oder eine zu starke Betonung von Katalogwerten unter Vernachlässigung von Praxisanforderungen.
Hintergrund: Was gibt es denn eigentlich für "Turbomolekularpumpen"? Turbomolekularpumpen sind mechanische Vakuumpumpen für den Fein- und Hochvakuumbereich bis zum Ultrahochvakuum. Beherrschende Bautypen sind Molekularpumpen, Turbomolekularpumpen und Hybridpumpen. Diese Pumpen nutzen die Bewegung der Gasteilchen für ihre Pumpwirkung aus (Gaskinetik). Da die Geschwindigkeit der Gasatome und -moleküle einige hunder Meter pro Sekunde beträgt, müssen die Rotoren dieser Pumpen hohe Drehzahlen haben, damit ihre Oberflächen vergleichbare Geschwindigkeiten erreichen.
Treffen einzelne Moleküle auf eine Wand, werden sie nicht wie eine Billardkugel sofort wieder abgestoßen, sondern haben eine gewisse Verweilzeit auf der Oberfläche. Bewegt sich die Oberfläche also ausreichend schnell, werden die Teilchen mittransportiert. Wenn sie die Oberfläche wieder verlassen, "nehmen sie die Geschwindigkeit der Oberfläche mit" und fliegen so in Pumprichtung davon. Dies ist das Funktionsprinzip der Molekularpumpe.
Molekularpumpen zeichnen sich aus durch
- Sehr hohe Vorvakuumverträglichkeit
- Enddruck im Bereich von 10-6 mbar
- Hohe Kompressionsverhältnisse besonders für schwere Gase
- Hervorragende Lufteinbruchstabilität
- Geringe Abstände zwischen Rotor und Stator
- Geringes Saugvermögen
Eingesetzt werden Molekularpumpen z. B. in leitwertlimitierten Anwendungen oder bei zyklischem Betrieb. Die Robustheit einer reinen Molekularpumpe bei Druckwechselspülungen oder in kommerziellen Helium-Lecksuchgeräten ist kaum zu übertreffen!
Eine Turbomolekularpumpe beruht auf den selben physikalischen Prinzipien wie die Molekularpumpe, besteht jedoch aus mehreren Paaren von im Wechsel angeordneten Rotoren und Statoren mit gegensinnig geschränkten Schaufelkränzen. Turbomolekularpumpen zeichnen sich aus durch
- Niedrigere Vorvakuumverträglichkeit als Molekularpumpen
- Enddruck im Bereich von 10-9 mbar oder niedriger
- Größere Abstände zwischen Rotor und Stator als bei Molekularpumpen
- Hohes Saugvermögen
Turbomolekularpumpen haben sich als die Arbeitspferde der Hochvakuumtechnik etabliert und werden mit Saugvermögen zwischen 30 und über 3000 l/s in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt.
Besondere Bauformen von Turbomolekularpumpen kombinieren die Vorteile beider Prinzipien auf einer Pumpenachse mit einem einzigen Motor. Diese nennt man Hybrid- oder wide-range-Turbomolekularpumpen. Dabei sitzt der Turbomolekularpumpenteil auf der Hochvakuumseite, der Molekularteil auf der Seite zur Vorpumpe. Mit dieser Konstruktion wird die hohe Vorvakuumverträglichkeit der Molekularpumpe mit dem hohen Saugvermögen der Turbomolekularpumpe optimal kombiniert.
Bei Alcatel heißen
- die klassischen Turbomolekularpumpen "ATP"
- die reinen Molekularpumpen "MDP"
- die Hybrid-Turbomolekularpumpen "ATH"
Bei aktiv magnetgelagerten Pumpen wird die Typenbezeichnung noch ergänzt durch ein "M" (Magnetlager) oder "MT" (Magnetlager und Temperaturkontrolle). Falls Sie sich nicht sicher sind, welchen Pumpentyp Sie einsetzen sollten - sprechen Sie mit uns!