Wie funktioniert eine Vakuumpumpe? Funktionsprinzipien
Die Aufgabe einer Vakuumpumpe besteht darin, Luft aus einem System zu entfernen, um einen möglichst niedrigen Druck zu erreichen. Da ein absolutes Vakuum (0 Pa) unter industriellen und Laborbedingungen auf der Erde nicht erreichbar ist, geht es darum, die Anzahl der Gasmoleküle im System zu minimieren. Je mehr Luft entfernt wird, desto höher ist das erreichte Vakuumniveau, wodurch der Druck im System sinkt und wir uns dem absoluten Vakuum annähern.
In der Praxis werden verschiedene Arten von Vakuumpumpen eingesetzt, die sich in Konstruktion und Funktionsprinzipien unterscheiden. Unser Produktsortiment umfasst Rotationsölpumpen, Kolbenpumpen und Membranpumpen. Alle diese Geräte reduzieren den Druck im System durch Entfernen von Luft, wodurch ein Vakuum entsteht.
Nachfolgend stellen wir das Funktionsprinzip der einzelnen Pumpentypen vor.
Rotationsölpumpen benötigen Öl für den ordnungsgemäßen Betrieb. Dieses reduziert die Reibung zwischen den beweglichen Teilen (Flügeln) und erhöht die Dichtheit des Systems. Wie funktionieren diese Pumpen? Im Inneren befindet sich ein Rotor mit Schaufeln, der beim Drehen Luft aus dem System (z. B. einer Vakuumkammer) ansaugt und durch einen Auslass ausstößt. Pumpen dieses Typs sind als ein- und zweistufige Ausführungen erhältlich. Einstufige Modelle verfügen über eine Kammer mit einem Laufrad, während zweistufige Modelle zwei Kammern mit jeweils einem Rotor mit Schaufeln besitzen. Die erste Kammer senkt den Systemdruck, die zweite reduziert ihn weiter und ermöglicht so ein höheres Vakuum. Dies ist ein wesentlicher Vorteil zweistufiger Pumpen.
Bei Membranpumpen wird Luft mithilfe einer flexiblen Membran angesaugt und wieder ausgestoßen, die sich zyklisch verformt. Während der Verformung entsteht in der Kammer ein Vakuum, wodurch Luft angesaugt wird. Kehrt die Membran in ihre ursprüngliche Form zurück, wird die Luft aus der Kammer ausgestoßen. Dieser Vorgang wird durch Rückschlagventile unterstützt: Eines öffnet sich beim Ansaugen, das andere beim Abführen der Luft, um zu verhindern, dass Luft in das System zurückströmt.
Kolbenpumpen arbeiten nach dem Prinzip eines Kolbens, der sich in einem Zylinder bewegt. Durch die Bewegung des Kolbens vergrößert sich das Kammervolumen, wodurch Luft angesaugt wird. Kehrt der Kolben in seine Ausgangsposition zurück, wird die Luft komprimiert und ausgestoßen. Rückschlagventile verhindern, dass Gas in das System zurückströmt.
Zusammenfassung
Trotz ihrer unterschiedlichen Bauweise und Funktionsweise verfolgen Vakuumpumpen denselben Zweck: die Reduzierung des Systemdrucks durch Absaugen von Luft. Dies geschieht durch zyklisches Ansaugen und Ausstoßen von Gas, wodurch dessen Volumen schrittweise reduziert wird, bis das gewünschte Vakuum erreicht ist.
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