Wie funktionieren Pumpenfilter?

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Erreichen eines ölfreien Vakuums mit Zubehör für Drehpumpen

Während eines Vakuumprozesses können in einer Vakuumkammer Stoffe vorhanden sein, die die Drehpumpe beschädigen können. Es stehen verschiedene Zubehörteile zur Verhinderung von Verunreinigungen zur Verfügung (s. u.), insbesondere zur Reduzierung von Wasserdampf, Öldampf und Staubpartikeln durch die Verwendung von speziellen Filtern oder Adsorptionsfallen.

Beseitigung von Wasserdampf

Wasserdampf entsteht bei Nassvakuumprozessen. Dadurch kann sich Wasser in der Einlassleitung absetzen. Wenn dieses Kondensat den Einlassanschluss der Pumpe erreicht, kann es zu einer Verunreinigung des Pumpenöls kommen. Dadurch kann die Pumpleistung von ölabgedichteten Pumpen erheblich beeinträchtigt werden. Darüber hinaus kann Wasserdampf, der über das Auslassventil der Pumpe austritt, in der Auslassleitung kondensieren. Das Kondensat kann, wenn die Auslassleitung nicht korrekt angeordnet ist, nach unten laufen und durch das Auslassventil in das Pumpeninnere gelangen. Daher wird bei Vorkommen von Wasserdampf und anderen Dämpfen die Verwendung von Kondensatabscheidern dringend empfohlen. Wenn keine Auslassleitung an die Gasballastpumpe angeschlossen ist (z. B. bei kleineren Drehschieberpumpen), wird die Verwendung von Auslassfiltern empfohlen. Diese fangen den aus der Pumpe austretenden Ölnebel auf.

Einige Pumpen verfügen über leicht austauschbare Filterpatronen, die nicht nur Ölnebel zurückhalten, sondern auch das zirkulierende Pumpenöl reinigen. Wenn die Menge des vorhandenen Wasserdampfs größer ist als die Wasserdampfverträglichkeit der Pumpe, muss immer ein Kondensator zwischen Behälter und Pumpe installiert werden. (Weitere Informationen finden Sie unter Kondensatoren)

Beseitigung von Staub

Feste Verunreinigungen wie Staub und Sand verstärken den Verschleiß der Kolben und der Oberflächen im Inneren des Pumpengehäuses erheblich. Wenn die Gefahr besteht, dass solche Verunreinigungen in die Pumpe gelangen, sollte in die Einlassleitung der Pumpe ein Staubabscheider oder ein Staubfilter eingebaut werden. Heute sind nicht nur konventionelle Filter mit relativ großen Gehäusen und passenden Filtereinsätzen erhältlich, sondern auch Feingitterfilter, die im Zentrierring des kleinen Flansches montiert sind. Bei Bedarf wird empfohlen, den Querschnitt mit KF-Adaptern zu erweitern.

Beseitigung von Öldämpfen

Der erzielbare Höchstdruck bei ölabgedichteten Drehpumpen wird stark durch Wasserdampf und Kohlenwasserstoffe aus dem Pumpenöl beeinflusst. Auch bei zweistufigen Drehschieberpumpen kann ein geringer Rückstrom dieser Moleküle vom Pumpeninneren in die Vakuumkammer nicht vermieden werden. Zur Herstellung von kohlenwasserstofffreiem Hoch- und Ultrahochvakuum zum Beispiel: Bei Ionenzerstäuber- oder Turbomolekularpumpen ist ein möglichst ölfreies Vakuum auch auf der Vorvakuumseite dieser Pumpen erforderlich. Hierzu werden Adsorptionsfallen für Mittelvakuum (siehe Abb. 2.40), die mit einem geeignetem Adsorptionsmaterial gefüllt sind (z. B. LINDE Molekularsieb 13X), in der Einlassleitung solcher ölabgedichteter Vorpumpen eingebaut. Die Wirkungsweise einer Adsorptionsfalle ähnelt der einer Adsorptionspumpe. Weitere Informationen finden Sie unter Adsorptionspumpen.

Abb. 2.40 Querschnitt einer Adsorptionsfalle für Mittelvakuum.

Gehäuse
Korb für das Sieb
Molekularsieb (Füllung)
Dichtflansche
Einlassöffnung mit kleinem Flansch
Oberer Abschnitt
Behälter für Heizung oder Kältemittel
Anschluss an der Seite der Pumpe mit kleinem Flansch

Wenn in der Einlassleitung von ölabgedichteten Drehschieberpumpen im Dauerbetrieb Vorleitungsadsorptionsfallen installiert werden sollen, werden zwei Adsorptionsfallen in Parallelschaltung empfohlen, die jeweils durch Ventile getrennt sind. Die Erfahrung zeigt, dass das als Adsorptionsmaterial verwendete Zeolith nach ca. 10 bis 14 Tagen Betriebszeit einen großen Teil seiner Adsorptionskapazität verliert. Danach kann die andere, jetzt regenerierte Adsorptionsfalle verwendet werden, sodass der Prozess unterbrechungsfrei fortgesetzt werden kann. Durch Erhitzen der Adsorptionsfalle, die jetzt nicht mehr in der Pumpleitung angeschlossen ist, können die aus der Zeolith-Oberfläche austretenden Dämpfe am besten mit einer Hilfspumpe abgepumpt werden. Im Betrieb führt das Pumpen mit der Gasballastpumpe in der Regel zu einer Abdeckung des Zeoliths in der anderen unbeheizten Adsorptionsfalle und damit zu einer vorzeitigen Reduzierung ihrer Adsorptionsfähigkeit.

Begrenzung des effektiven Saugvermögens

Alle Filter, Abscheider, Kondensatoren und Ventile in der Einlassleitung begrenzen das effektive Saugvermögen der Pumpe. Auf Basis der üblicherweise von den Herstellern bereitgestellten Leitwerte oder Widerstände kann das tatsächliche Saugvermögen der Pumpe berechnet werden. Weitere Informationen finden Sie unter Berechnung der Leitfähigkeit.

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