So erzeugen Sie ein ölfreies Vakuum und bekommen Kohlenwasserstoffdämpfe in Pumpen in den Griff

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Rückströmende Dämpfe von Pumpenflüssigkeiten, Dämpfe von Ölen und Schmiermitteln für Rotationspumpen sowie deren Spaltprodukte können diverse Arbeitsprozesse im Vakuum erheblich beeinträchtigen. Daher empfiehlt es sich, für bestimmte Anwendungen Pumpen und Geräte zu verwenden, die das Vorhandensein von Kohlenwasserstoffdämpfen zuverlässig ausschließen.

Kohlenwasserstoffe sind chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die die Basis alltäglich verwendeter Kraftstoffe wie Öl und Gas sind. Die Eliminierung solcher Kohlenwasserstoffe aus Ihrer Pumpe führt letztendlich zu geringeren Betriebs- und Wartungskosten. Kohlenwasserstoffdämpfe können mit einer Vielzahl von Methoden angegangen werden. Einige Pumpentypen sind für diesen Prozess besser geeignet. Das bedeutet, dass bei der Auswahl eines Pumpentyps die folgenden Faktoren zu berücksichtigen sind.

Grobvakuumbereich (1013 bis 1 mbar)

Anstelle von Drehpumpen können große Wasserstrahl-, Dampfstrahl- oder Wasserringpumpen eingesetzt werden. Für die Chargenevakuierung und die Produktion von kohlenwasserstofffreiem Vorvakuum für Ionenzerstäuberpumpen eignen sich Adsorptionspumpen. Wenn der Einsatz von ölabgedichteten Drehschieberpumpen nicht vermieden werden kann, sollten grundsätzlich zweistufige Drehschieberpumpen verwendet werden. Die geringe Menge an Öldampf, die aus den Einlässen dieser Pumpen zurückströmt, kann durch eine Adsorptionsfalle (siehe Seite über Zubehör für Drehpumpen), die in die Pumpenleitung eingesetzt wird, fast vollständig entfernt werden.

Mittelvakuumbereich (1 bis 10^-3 mbar)

Zum Abpumpen großer Gasmengen in diesem Druckbereich sind Dampfstrahlpumpen mit Abstand am besten geeignet. Mit Quecksilber-Dampfstrahlpumpen können vollständig ölfreie Vakua erzeugt werden. Als Vorsichtsmaßnahme wird der Einbau einer mit flüssigem Stickstoff gekühlten Kältefalle empfohlen, damit der schädliche Quecksilberdampf nicht in den Behälter gelangt. Mit den unter a) beschriebenen Adsorptionsfallen für den Mittelvakuumbereich ist es möglich, mit zweistufigen Drehschieberpumpen nahezu ölfreie Vakua bis unter 10^-4 mbar zu erzeugen.

Im Mittelvakuumbereich können mit Adsorptionspumpen absolut ölfreie Vakua erzeugt werden. Da die Pumpwirkung dieser Pumpen für die leichten Edelgase nur gering ist, können die ursprünglich mit Luft gefüllten Behälter nur bis auf ca. 10^-2 mbar evakuiert werden. Mit Adsorptionspumpen können dann Drücke von 10^-3 mbar oder darunter erzeugt werden, wenn sich weder Neon noch Helium im zu fördernden Gasgemisch befindet. In solchen Fällen kann es sinnvoll sein, die Luft aus dem Behälter zu entfernen, indem zunächst mit Stickstoff geflutet und dieser dann abgepumpt wird.

Hoch- und Ultrahochvakuum (< 10^-3 mbar)

Wenn es zu einer signifikanten Gasentwicklung in den zu pumpenden Druckbereichen kommt, sollten Turbomolekularpumpen oder Kryopumpen eingesetzt werden. Eine Ionenzerstäuberpumpe ist besonders gut geeignet, um in einem geschlossenen System, bei dem keine großen Gasmengen freigesetzt werden, über längere Zeit den niedrigstmöglichen Druck aufrechtzuerhalten. Magnetgelagerte Turbomolekularpumpen garantieren außerdem ein kohlenwasserstofffreies Vakuum. Wenn diese Pumpen jedoch abgeschaltet sind, können Öldämpfe durch die Pumpe in den Behälter eindringen. Durch geeignete Mittel (z. B. durch Einsatz eines Absperrventils oder mittels Argon-Entlüftung des Behälters) kann die Verunreinigung der Behälterwände bei Stillstand der Pumpe verhindert werden. Wenn der Schwerpunkt auf der Erzeugung eines kohlenwasserstofffreien Vakuums mit Turbomolekularpumpen liegt, sollten hybride Turbomolekularpumpen mit Membranpumpen oder klassische Turbomolekularpumpen in Kombination mit Scrollpumpen als ölfreie Vorpumpen eingesetzt werden.

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