Innovation bewahrt Tradition

Leybold steigert Energieeffizienz seiner Diffusionspumpen

Das Thema Energieeffizienz von Vakuumlösungen spielt heute
in allen Anwendungsbereichen eine wichtige Rolle. Nicht zuletzt aus diesem Grund
hat der Vakuumanbieter Leybold aus Köln in den letzten Jahren kontinuierlich den
Energieverbrauch seiner Produktpalette reduziert.

Diffusionspumpen haben keine beweglichen Teile – ihr Funktionsprinzip basiert auf dampfförmigen Treibmitteln und ermöglicht so einen äußerst zuverlässigen und wartungsarmen Betrieb. Darüber hinaus sind sie robust und bieten ein hervorragendes Kosten-/Leistungs- Verhältnis bei der Hochvakuumerzeugung. Diese Eigenschaften sorgen dafür, dass sie seit Jahrzehnten die „Arbeitspferde“ in industriellen Applikationen sind. Viele Anbieter betrachten diese Technologie als ausgereift und dementsprechend befand sich die technische Weiterentwicklung lange im Stillstand.

Der Vakuumanbieter Leybold hat das Potenzial dagegen erkannt, diese etablierte Technologie auf ein zeitgemäßes Niveau zu heben und hat mit Hilfe intelligenter Technologien und Innovationen den Energieverbrauch der etablierten DIP- und der gerade neu entwickelten DIJ Diffusionspumpen-Familien deutlich reduziert. Leybold stellt nun eine Reihe weiterer optimierter Modelle und Zubehörelemente bereit, die flexibel sind und weltweit in den relevanten Diffusions-Pumpen-Applikationen implementiert werden können. Die neue DIJ-Familie überzeugt durch ein optimiertes Gehäusedesign, welches über Anschlussmöglichkeiten sowohl für ANSI-Flansch und ISO-Flansch-Komponenten sowie über verschiedene Elektroanschluss-Varianten verfügt. Das neue fünfstufige Düsensystem der DIJ-Serie wurde dabei speziell für den Druckbereich von 10-2 bis 10-3 verbessert.

Durch konstruktive Veränderungen und moderne Steuerungselemente konnten die Vakuumspezialisten den Energieverbrauch der Diffusionspumpen im Durchschnitt um mehr als 30 Prozent eindämmen – ohne Einbußen in der Vakuumperformance. Daneben gibt es weitere Verbesserungen was die Servicefreundlichkeit und die Integration in die Kundenanlage angeht.

Die Absenkung des Energiebedarfs wirkt sich in sämtlichen Einsatzgebieten positiv aus. Selbst relativ geringe Effizienzsteigerungen einzelner Vakuumkomponenten können über die komplette Nutzungsdauer der Anlagen und Apparaturen zu verbesserten Energiebilanzen und spürbaren Betriebskostensenkungen bei Kunden und Anwendern führen.

Die größten Einsparpotenziale wurden durch die Wahl einer verbesserten Heizung sowie deren passgenauer Einstellung zur Erzeugung des Treibmitteldampfes erzielt. Darüber hinaus wird Energie durch die optimierte Anordnung der Heizelemente im Siederaum, die verlustfreie Energieübertragung und die thermische Isolation eingespart.
 
Neben diesen konstruktiven Elementen senkt vor allem die Option eines integrierten Energiereglers den Stromverbrauch der Diffusionspumpe. Sein Einsatz ist insbesondere deshalb sinnvoll, weil eine hohe Heizleistung nicht automatisch zu einem höheren Saugvermögen führt. Zur möglichst raschen Herstellung der Betriebsbereitschaft muss die volle elektrische Leistung lediglich beim Aufheizen abgerufen werden. In den folgenden Prozessphasen lässt sich der notwendige Energiebedarf mit den Reglern jeweils exakt ansteuern.

Dafür messen Fühler im Siederaum die Öl- und Heizer-Temperatur. Sobald das Optimum erreicht ist, wird die Heizleistung abgesenkt. Mit Hilfe des manuell oder per SPS einfach zu bedienenden Energiereglers wird die Leistungsaufnahme dem Bedarf am jeweiligen Betriebspunkt angepasst. Die gespeicherten Pumpdaten können einfach in die eigene Prozesssteuerung integriert werden und lassen sich über einen USB Anschluss exportieren und auswerten.

Abhängig von der Treibmittelflüssigkeit – Mineralöl oder Silikonöl – wird mittels des digitalen Energiereglers die jeweils optimale Zieltemperatur eingeregelt, bei der die Flüssigkeit ihr jeweiliges Leistungsmaximum entfaltet. Verglichen mit dem Energieverbrauch ungeregelter Standardpumpen sind, je nach Prozesszyklus, Energieeinsparungen von insgesamt bis zu 50 Prozent möglich.

Von den ökonomischen und ökologischen Verbesserungen dieser etablierten Hochvakuumpumpe profitieren nun eine Vielzahl von Anwendern aus ganz unterschiedlichen Industrie- und Forschungs-Bereichen: Vakuum-Beschichtung, Forschung und Entwicklung, Metallurgie, Ofenbau, Maschinenbau, Elektronenstrahlschweißen und Trocknungsanlagen.

Auf diese Weise steht der vom Vakuumpionier Wolfgang Gaede entwickelte Pumpentyp auch in Zukunft für effiziente und stabile Hochvakuum-Prozesse zur Verfügung. Durch derartige Fortschritte ist die Diffusionspumpe von Leybold in vielen Hochvakuumprozessen auch noch nach über 100 Jahren nicht zu ersetzen.
DIP Öl-Diffusionspumpe DIJ Öl-Diffusions-Injector-Pumpe