Vacuum Technology Book, Volume II

4.5.2 Anwendungshinweise

Trockene, luftgekühlte mehrstufige Wälzkolbenpumpen der ACP-Reihe bieten durch ihre Bauform und ihre Leistungsparameter oft die Möglichkeit, ölgeschmierte Drehschieberpumpen im verfügbaren Saugvermögensbereich direkt zu ersetzen.

Vorteile der mehrstufigen Wälzkolbenpumpen:

  • Kein Schmiermittel im Bereich der Gasförderung
  • Keine Verunreinigungen des Fördermediums durch Öl oder Partikel
  • Keine Entsorgungsprobleme in Bezug auf das Betriebsmittel
  • Konstante, langzeitstabile Vakuumparameter
  • Hohe Zuverlässigkeit durch minimale Anzahl von Verschleißteilen
  • Mit ein- oder dreiphasigem Frequenzumrichter konstante Betriebsparameter an jeder Spannungsversorgung und Netzfrequenz, universeller Netzanschluss
  • Luftkühlung, keine Installations- und Betriebskosten für Wasserkühlung
  • Permanent gegen hohe Einlassdrücke zu betreiben
  • Lange Serviceintervalle, dadurch niedrige Betriebs-kosten
  • Fernsteuermöglichkeit durch Frequenzumrichter
  • Optimale Anpassung an die Anwendung durch einstellbare Drehzahl, Reduzierung von Schallpegel, Energieverbrauch und Leistungsaufnahme
  • Niedrigste Leckagerate
  • Ideale Vorpumpe für Turbo- und Wälzkolbenpumpen
  • Zertifiziert nach UL/CSA und SEMI S2

Dämpfe

Ohne zusätzliche Maßnahmen besteht bei ölfreien Pumpen durch ihre vergleichsweise niedrige Betriebstemperatur die Gefahr der Kondensation innerhalb der Pumpe. Ähnlich wie bei Drehschieberpumpen können die mehrstufigen Wälzkolbenpumpen mit einem Gasballastventil ausgestattet werden, um die Wasserdampfverträglichkeit und die Wasserdampfkapazität der Pumpe zu erhöhen. Eine Kondensatbildung innerhalb der Pumpe resultiert in einer Erhöhung des Enddrucks, führt zu Korrosion und schlimmstenfalls zum Totalausfall der Pumpe.

ACP-Pumpen können ohne Gasballast Medien mit einer Feuchtigkeit bis zu 5 % fördern. Mit dem Gasballast der Standardpumpe beträgt die Wasserdampfverträglichkeit 10 hPa und die Wasserdampfkapazität 100 g · h-1. Mit einem erhöhten Gasballastdurchsatz in speziellen Versionen der Pumpen (CV, Condensable Vapors) können je nach Umgebungstemperatur Wasserdampfverträglichkeiten um 100 hPa und Wasserdampfkapazitäten von 700 bis 1.000 g · h-1 erreicht werden.

Ähnlich wie bei Drehschieberpumpen gilt: Vor dem Abpumpen von Dämpfen sollte die Pumpe mindestens eine halbe Stunde mit Gasballast warmgelaufen sein. Die höhere Temperatur des Pumpenblocks reduziert die Kondensation. Weitere Maßnahmen zur Reduzierung der Kondensation sind ein möglichst geringer Auslassdruck und eine getrennte Abscheidung der Kondensate. Staudruck am Auslass durch eine vertikale Abgasführung muss vermieden werden. Falls eine Absaugung vorhanden ist, sollte der Auslass daran angeschlossen werden.

Stäube und Partikel

Die mehrstufigen Wälzkolbenpumpen der ACP-Serie können durch unkontrollierten Eintrag größerer Partikel im schlimmsten Fall verblocken und einen Totalausfall erleiden. Daher werden bei staubbeladenen Prozessen oder z. B. in der Glasverarbeitung zum Schutz vor Bruch einlassseitig Filter installiert.

Korrosive Gase

Die Pumpen der ACP-Reihe eignen sich nicht für das Abpumpen von großen Mengen korrosiver Gase. Für diese Aufgabe stehen mehrstufige Wälzkolbenpumpen für Korrosivgasprozesse der Halbleiter-, Solar- und Beschichtungstechnik zur Verfügung (siehe Kapitel 4.6).

Trotzdem können mit Pumpen der ACP-Reihe mindestens Spuren korrosiver Gase gefördert werden. Dazu werden Versionen mit Inertgasspülung eingesetzt, bei denen die Lager durch einen Inertgasvorhang geschützt und Prozessgase durch Inertgaseinlass in einer der Pumpstufen verdünnt werden.

Leckrate

Die hohe Dichtheit macht die mehrstufige Wälzkolbenpumpe zur perfekten Lösung für Langzeitanwendungen und Gaskreisläufe mit teuren Gasen (4He, 3He, isotopenmarkierte Gase).

Leichte Gase und Hochvakuum

Die mehrstufigen Wälzkolbenpumpen haben ein Auslassventil zum Schutz des Schöpfraums vor Rückdiffusion von Luftfeuchtigkeit und Sauerstoff, was in Korrosivgasanwendungen chemische Reaktionen in der Pumpe nach sich ziehen würde. Dieses Ventil muss in Anwendungen, in denen Vakuum erzeugt werden soll, in periodischen Abständen geöffnet werden (z. B. durch Gasballast), um die Ansammlung und Rückdiffusion leichter Gase zu verhindern.

Bereits ein leichter Unterdruck am Auspuff oder der Einsatz von Gasballast genügt, um auch einen permanenten Gasdurchsatz von Helium, z. B. in einem Verdampfer-'kryostaten, mit annähernd denselben Leistungsdaten wie Stickstoff oder Luft zu fördern.

In Anwendungen, in denen sich der Einsatz von Schleppgas verbietet (z. B. in Kreislaufanwendungen), muss am Auslass der Pumpe Unterdruck herrschen.

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