Keine einzelne Vakuumpumpe deckt den ganzen Bereich von Atmosphäre bis Ultrahochvakuum ab. Dieser Überblick vergleicht
alle wichtigen Pumpenarten nach Funktionsprinzip, Enddruck, Saugvermögen und passender Anwendung.
Zwei achtförmige Kolben drehen synchron und berührungsfrei; sie erhöhen das Saugvermögen einer Vorpumpe im Bereich von 1 bis 10⁻³ mbar.
Enddruck
≈ 10⁻⁴ mbar (mit Vorpumpe)
Saugvermögen
100 – 10.000+ m³/h
Vorteile
Vervielfacht das Saugvermögen im Feinvakuum um den Faktor 5–10, kompakt, effizient
Grenzen
Braucht eine Vorpumpe, begrenztes Kompressionsverhältnis, überhitzt ohne Bypass bei hohem Ansaugdruck
Typische Anwendungen
Vakuumöfen, Beschichtung, Gefriertrocknung, große Grob- und Feinvakuumanlagen
Flüssigkeitsringpumpe
Ein exzentrisches Laufrad versetzt einen Ring aus Betriebsflüssigkeit in Rotation; die Zellen zwischen den Schaufeln und dem Ring vergrößern und verkleinern sich.
Enddruck
≈ 25 – 33 mbar (begrenzt durch den Dampfdruck der Betriebsflüssigkeit)
Saugvermögen
25 – 30.000 m³/h
Vorteile
Verträgt mitgerissene Flüssigkeit, Dämpfe und Schmutz, isotherme Verdichtung, sehr robust
Grenzen
Hoher Energie- und Wasserverbrauch, Enddruck hängt von der Temperatur der Betriebsflüssigkeit ab
Vakuumpumpen lassen sich in drei Gruppen einteilen. Verdrängerpumpen (Drehschieber-, Membran-, Scroll-, Schrauben-, Klauen-, Wälzkolben- und Flüssigkeitsringpumpe) schließen Gas mechanisch ein und stoßen es aus; sie arbeiten von Atmosphäre bis ins Feinvakuum. Kinetische Pumpen (Turbomolekular-, Diffusions- und Strahlpumpen) übertragen einen Impuls auf die Gasmoleküle. Gasbindende Pumpen (Kryo-, Ionengetter- und Getterpumpen) binden Gas an Oberflächen und erreichen Ultrahochvakuum.
Was ist der Unterschied zwischen ein- und zweistufigen Vakuumpumpen?
Eine zweistufige Pumpe hat zwei Pumpstufen in Reihe: Die erste Stufe fördert nicht direkt an die Atmosphäre, sondern in die zweite. Das verringert die Rückströmung zum Einlass, sodass eine zweistufige Drehschieberpumpe etwa 10⁻³ mbar erreicht, eine einstufige nur etwa 10⁻¹ mbar.
Was ist der Unterschied zwischen nass und trocken laufenden Vakuumpumpen?
Nass laufende (ölgedichtete oder Flüssigkeitsring-) Pumpen nutzen eine Flüssigkeit im Schöpfraum zum Abdichten, Schmieren und Kühlen. Trockene Pumpen (Scroll-, Schrauben-, Klauen-, Membran-, Wälzkolben- und Turbopumpen) haben keine Flüssigkeit im Gasraum; sie können den Prozess nicht mit Öl verunreinigen und brauchen weniger Wartung der Betriebsmittel, sind aber meist teurer.
Warum braucht eine Turbomolekularpumpe eine Vorpumpe?
Turbopumpen arbeiten nur in Molekularströmung und haben ein begrenztes Kompressionsverhältnis. Ihr Auslass muss daher von einer Vorpumpe — etwa einer Scroll-, Membran- oder Drehschieberpumpe — auf etwa 10⁻² bis 10 mbar gehalten werden. Direkt gegen Atmosphäre können sie nicht fördern.
Wie wähle ich die richtige Vakuumpumpe aus?
Vom benötigten Druck und der Gaslast ausgehen: einen Pumpentyp wählen, dessen Enddruck mindestens eine Zehnerpotenz unter dem Arbeitsdruck liegt, dann das Saugvermögen mit Abpumpzeit und Gaslast bestimmen. Außerdem klären, ob Ölspuren zulässig sind, ob kondensierbare Dämpfe, korrosive Gase oder Partikel gepumpt werden, und wie hoch Wartungs- und Energiekosten sein dürfen.