Vakuumpumpe Kombi-Pumpstand erzeugt Feinvakuum bei besonderen Anforderungen

Kombi-Pumpstände der Baureihe „Chemvac“, bestehend aus einer Drehschieber- und einer Membranpumpe, eignen sich für anspruchsvolle Evakuierungsaufgaben in der Chemie.

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Für spezielle Vakuum-Verfahrenstechniken wie die Gefriertrocknung, das Plasma-Ätzen und die Feinvakuum-Destillation werden chemiebeständige Vakuumerzeuger mit Enddrücken bis 10-3 mbar benötigt. In den meisten Fällen kommen zweistufige, ölüberlagerte Drehschiebervakuumpumpen zum Einsatz.

Das Problem besteht nun darin, dass das Betriebsöl der Drehschiebervakuumpumpen durch die im Ölgehäuse auskondensierten Dämpfe verdünnt und geschädigt wird. Die Folge davon ist der Verlust der Schmier- und Dichtwirkung des Öles, d.h. die erforderlichen Arbeitsdrücke werden nicht mehr erreicht und es besteht die Gefahr des Festlaufens der Rotore im Pumpenkörper.

Dem kann man vorbeugen, indem die ausgestoßenen Dämpfe im Ölgehäuse durch das definierte Absenken des Gehäuse-Innendruckes in der Dampfphase gehalten und gleichzeitig abgesaugt werden. Gerätetechnisch lässt sich das leicht durch die Reihenschaltung einer zweistufigen Drehschieberpumpe mit einer zweistufigen, chemiebeständigen Membranpumpe zu einem Kombi-Pumpstand realisieren.

Ilmvac nennt dieses System „Chemvac“: Die saugseitig mit der Anlage verbundene Drehschieberpumpe evakuiert diese. Zeitversetzt evakuiert die integrierte Membranpumpe den Innenraum des Ölgehäuses. Dieser Unterdruck verhindert die Kondensation der aus dem Arbeitsventil der Drehschieberpumpe austretenden Gase und transportiert diese über ein Abscheidersystem in die Abluft. Die Kombi-Pumpstände erreichen einen Enddruck bis <3 x 10-3 mbar.

Funktion im Detail

Und so funktionieren die Kombi-Pumpstände im Detail (siehe Graphik): Das Ölgehäuse der zweistufigen Drehschiebervakuumpumpe (1) wird durch die zweistufige Membranpumpe (2) evakuiert. An den Druckstutzen der Drehschiebervakuumpumpe ist der Auspuff-Filter (3) angeflanscht. Er dient zum Abscheiden der bei hohen Ansaugdrücken auftretenden Öldämpfe. Zum Abbau des entstehenden Leitungsüberdruckes bei hohen Volumendurchsätzen, hervorgerufen durch die Saugvermögensdifferenz zwischen Drehschieber- und Membranpumpe, ist dem Auspuff-Filter ein Überdruckventil (4) nachgeschaltet. Im Abscheidegefäß (5) auf der Druckseite der Membranpumpe werden die ausfallenden Kondensate aufgefangen.

Ohne Gasballasteinrichtung

Die Drehschiebervakuumpumpen dieser Kombi-Pumpstände verfügen über keine Gasballasteinrichtung. Hintergrund: Mit dem Öffnen des Gasballastventiles erhöht sich der Enddruck der Drehschieberpumpen um etwa eine Zehnerpotenz. Dieser Druckanstieg, der zwangsläufig auch mit einer Verringerung des Saugvermögens verbunden ist, wirkt sich in jedem Fall negativ auf den Evakuierungsprozess aus. Die jedoch mit dem Öffnen des Gasballastventiles erwünschte Verbesserung der Dampfverträglichkeit der Drehschieberpumpe wird annähernd durch eine Gasspüleinrichtung (Bubbler, 7) im Ölgehäuse der Drehschieberpumpe kompensiert.

Ein weiterer entscheidender Vorteil der Gasspüleinrichtung per Gaslanze: Im Ölgehäuse abgesunkene Kondensate werden durch die Gasblasen wieder an die Öloberfläche gespült und erneut verdampft und abgesaugt. Sollte das zu fördernde Prozessgas negativ auf den Sauerstoff bzw. den Wasserdampf der Luft reagieren, kann an die Spülgaseinrichtung eine Inertgasversorgung (z.B. Stickstoff) angeschlossen werden. Sollten durch den Evakuierungsprozess Feststoffpartikel die Betriebssicherheit der Drehschieberpumpe belasten, kann ein mechanischer Ölhauptstromfilter an die Pumpe angeflanscht werden.

Eingesetzt werden Kombi-Pumpstände der Baureihe Chemvac zum Erzeugen von Feinvakuum bei besonderen Anforderungen, beispielsweise zum Abpumpen aggressiver gasförmiger Stoffe, zum Abpumpen von Lösungsmitteldämpfen und zum Abpumpen von Dämpfen, welche unter Umständen in Öl gelöst werden.

Die Vorteile der Pumpstände auf einen Blick

Verwendung der Vakuumleistung einer Drehschieberpumpe

Erweiterung der Ölwechselintervalle

geringere korrosive Belastung der Bauteile

einfache Druckkondensation nach der Membranpumpe

in den meisten Fällen ist keine saugseitige Kühlfalle erforderlich

Die Autoren sind Mitarbeiter der Ilmvac GmbH, Ilmenau.

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