presents:presents:

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