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Vakuumtechnik IIVakuumtechnik II
Funktionsweise von Funktionsweise von VakuumpumpenVakuumpumpen
Jörn Schüttler & Dennis Klink in:Jörn Schüttler & Dennis Klink in:
InhaltInhalt
Druckbereiche von VakuumpumpenDruckbereiche von Vakuumpumpen Saugvermögen verschiedener PumpenSaugvermögen verschiedener Pumpen GastransferpumpenGastransferpumpen AdsorptionspumpenAdsorptionspumpen PumpengaleriePumpengalerie QuellenQuellen DanksagungDanksagung
< 10< 10-7-7UltrahochvakuumUltrahochvakuum1010-3 - -3 - 1010-7-7HochvakuumHochvakuum1- 101- 10-3-3FeinvakuumFeinvakuum1000 – 11000 – 1GrobvakuumGrobvakuumDruckbereich (mbar)Druckbereich (mbar)BezeichnungBezeichnung
Unter Vakuum versteht man den Zustand Unter Vakuum versteht man den Zustand in einem Raum, bei dem das Gas unter in einem Raum, bei dem das Gas unter einem geringeren Druck steht, als dem einem geringeren Druck steht, als dem Normaldruck (1013,25 mbar) in der freien Normaldruck (1013,25 mbar) in der freien Atmosphäre. Je nach Größe dieses Druckes Atmosphäre. Je nach Größe dieses Druckes werden die Vakua im Allgemeinen nach werden die Vakua im Allgemeinen nach folgendem Schema klassifiziertfolgendem Schema klassifiziert
Druckbereiche von Druckbereiche von VakuumpumpenVakuumpumpen
Drehschieberpumpe
Öldiffusionspumpe
Turbomolekularpumpe
Zeolithfalle
Sublimationspumpe
Ionenverdampferpumpe
Kryopumpe
Saugvermögen verschiedener PumpenSaugvermögen verschiedener Pumpen
GastransferpumpenGastransferpumpen
WasserstrahlpumpeWasserstrahlpumpe DrehschieberpumpeDrehschieberpumpe MembranpumpeMembranpumpe WälzkolbenpumpeWälzkolbenpumpe ÖldiffusionspumpeÖldiffusionspumpe TurbomolekularpumpeTurbomolekularpumpe
WasserstrahlpumpeWasserstrahlpumpe
Druckbereich:Druckbereich: atm bis ca. 20 mbaratm bis ca. 20 mbar Abhängig von Temperatur Abhängig von Temperatur
des Wassersdes Wassers Dampfdruck des Wassers : Dampfdruck des Wassers :
23,4 mbar bei 20°C; 8,7 mbar bei 5°C23,4 mbar bei 20°C; 8,7 mbar bei 5°C
Saugleistung: 0,25 - 5 L/minSaugleistung: 0,25 - 5 L/min
DrehschieberpumpeDrehschieberpumpe
Druckbereich: 10Druckbereich: 1033-10-10-3-3 u.U 10 u.U 10-4-4 mbar mbar Abhängig vom Dampfdruck des Öls und Abhängig vom Dampfdruck des Öls und
des Gegendrucksdes Gegendrucks Kondensierbarer Stoff im Gas?Kondensierbarer Stoff im Gas?
Saugleistung: ca. 25 L/minSaugleistung: ca. 25 L/min Verschmutzung des PumpenölsVerschmutzung des Pumpenöls
MembranpumpeMembranpumpe
Druckbereich: 10Druckbereich: 1033 - ca. 2 mbar - ca. 2 mbar Saugleistung: ca. 30 L/minSaugleistung: ca. 30 L/min
WälzkolbenpumpeWälzkolbenpumpe
Vorvakuum nötigVorvakuum nötig Druckbereich: 10Druckbereich: 10-1-1 - 10 - 10-3-3 mbar mbar Hohe Saugleistung: ca. 420 m³ / minHohe Saugleistung: ca. 420 m³ / min
ÖldiffusionspumpeÖldiffusionspumpe
Vorvakuum erforderlichVorvakuum erforderlich Druckbereich: ab 10Druckbereich: ab 10-3-3 - 10 - 10-7-7 u.U. 10 u.U. 10-9-9
mbarmbar Saugleistung: bis 150 m³/minSaugleistung: bis 150 m³/min Oft Öl austauschenOft Öl austauschen
TurbomolekularpumpeTurbomolekularpumpe
Vorvakuum erforderlichVorvakuum erforderlich Druckbereich: 10Druckbereich: 10-3-3 - 10 - 10-10-10 mbar mbar Saugleistung: 18 m³/minSaugleistung: 18 m³/min
Variiert ja nach Gasart (Molekülmasse)Variiert ja nach Gasart (Molekülmasse)
AdsorptionspumpenAdsorptionspumpen
ZeolithfalleZeolithfalle Titansublimations- und Titansublimations- und
IonenverdampferpumpeIonenverdampferpumpe KryopumpeKryopumpe
ZeolithfalleZeolithfalle
Druckbereich: 10Druckbereich: 1033 bis 10 bis 10-3-3 mbar mbar „ „ Saugvermögen: “ 1g Zeolith hat eine Saugvermögen: “ 1g Zeolith hat eine
Oberfläche von ca. 10Oberfläche von ca. 103 3 m²m² Adsorbiert alle GaseAdsorbiert alle Gase
Schlechte Wirkung bei Edelgasen und HSchlechte Wirkung bei Edelgasen und H22
NN22 - Kühlung verstärkt die - Kühlung verstärkt die AdsorptionswirkungAdsorptionswirkung
Regeneration bei 300°C an LuftRegeneration bei 300°C an Luft
Titansublimations- und Titansublimations- und IonenverdampferpumpeIonenverdampferpumpe
Vorvakuum erforderlichVorvakuum erforderlich Druckbereich: 10Druckbereich: 10-4-4 bis 10 bis 10-10-10 mbar (ggf. mbar (ggf.
ab 10ab 10-2-2)) Saugleistung: 24 m³ / minSaugleistung: 24 m³ / min Gasmoleküle Gasmoleküle (O(O22, CO, CO, CO, CO22, H, H22, N, N22, ,
Acetylen)Acetylen) werden am Titan werden am Titan (oder Ba, (oder Ba, Ca, Hf, Nb, Sr, Ta, V, Zr…)Ca, Hf, Nb, Sr, Ta, V, Zr…) adsorbiert adsorbiert
Ionisation beschleunigt Gastransport Ionisation beschleunigt Gastransport zur Anodezur Anode
KryopumpeKryopumpe
Vorvakuum erforderlichVorvakuum erforderlich Druckbereich: 10Druckbereich: 10-4-4 - 10 - 10-11-11 mbar mbar „„Kryopumpe“ erst < 80KKryopumpe“ erst < 80K Betrieb mit flüssigem Helium, Betrieb mit flüssigem Helium,
Stickstoff oder WasserstoffStickstoff oder Wasserstoff
PumpengaleriePumpengalerie
WasserstrahlpumpenWasserstrahlpumpen
WasserstrahlpumpenWasserstrahlpumpen
DrehschieberpumpenDrehschieberpumpen
DrehschieberpumpenDrehschieberpumpen
MembranpumpeMembranpumpe
WälzkolbenpumpeWälzkolbenpumpe
DiffusionspumpenDiffusionspumpenÖldiffusionspumpeneinsatzÖldiffusionspumpeneinsatz
DiffusionspumpenDiffusionspumpenQuecksilberdiffusionspumpe mit EinsatzQuecksilberdiffusionspumpe mit Einsatz
TurbomolekularpumpeTurbomolekularpumpe
ZeolithfalleZeolithfalle
TitansublimationspumpeTitansublimationspumpe
IonengetterpumpeIonengetterpumpe
KryopumpeKryopumpe
QuellenQuellen
www-stud.uni-essen.de /~sp0045/ V1Grund.pdfwww-stud.uni-essen.de /~sp0045/ V1Grund.pdf www.hcrs.at/www.hcrs.at/ www.pe.tu-clausthal.de/AGBalck/vorlesung/server/www.pe.tu-clausthal.de/AGBalck/vorlesung/server/
mess2001mess2001 Binnewies/Jäckel/Willner; Allgem.&Anorg.ChemieBinnewies/Jäckel/Willner; Allgem.&Anorg.Chemie Küster-Thiel; Rechentafeln f.d. chem. AnalytikKüster-Thiel; Rechentafeln f.d. chem. Analytik WikipediaWikipedia sowie andere diverse Webseitensowie andere diverse Webseiten
DanksagungDanksagung
Wir bedanken uns bei Zorro, Klaus, Wir bedanken uns bei Zorro, Klaus, Philipp, und Euch, für Eure Philipp, und Euch, für Eure AufmerksamkeitAufmerksamkeit
Dennis bedankt sich bei JörnDennis bedankt sich bei Jörn
Jörn bedankt sich bei DennisJörn bedankt sich bei Dennis
Hase bedankt sich bei Igel und Tim bei AlHase bedankt sich bei Igel und Tim bei Al
ENDEENDE