Was ist eine Kreiselpumpe?
Kreiselpumpen sind Pumpen, die problemlos Vakuumbedingungen bis hinunter zu einem mittleren Vakuum (10^-1 Pa) erreichen können.
Offiziell werden sie als ölgedichtete Rotationsvakuumpumpen bezeichnet. Die wichtigsten Merkmale sind die folgenden:
- Relativ preiswert (1.000 bis 3.000 USD)
- Kompakt und leicht zu installieren
- Einfache Konstruktion, einfache Bedienung und Wartung
- Hoher Auslasswirkungsgrad und große Auslassgeschwindigkeit
- Die Gesamtleistung ist stabil
Da sie relativ kostengünstig und einfach zu bedienen sind, wurden sie in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter in wissenschaftlichen Forschungsgeräten und industriellen Systemen.
In jüngster Zeit haben die Entwicklung von motorisch angetriebenen Hochgeschwindigkeits-Drehzahltypen und ihre Miniaturisierung den Einsatzbereich erweitert. Herkömmliche Kreiselpumpen mit Riemenantrieb und niedriger Drehzahl werden jedoch auch dort eingesetzt, wo chemische Dämpfe abgesaugt werden, beispielsweise bei chemischen Experimenten.
Anwendungen von Kreiselpumpen
Da Kreiselpumpen einfach zu bedienen und zu installieren sind und sich leicht bedienen lassen, werden sie häufig dort eingesetzt, wo ein Vakuum benötigt wird, das jedoch nicht bis zum Hochvakuum reicht. Insbesondere werden sie in Kombination mit wissenschaftlichen Laborgeräten eingesetzt, die ein Vakuum benötigen.
Sie werden auch häufig zur Druckentlastung in der ersten Phase (Vorvakuum) eingesetzt, wenn ein Ultrahochvakuum erreicht werden soll, oder als Vorpumpen zur Aufrechterhaltung des Gegendrucks des gesamten Systems. In diesem Fall ist das hohe Saugvermögen von Vorteil. Die Kompaktheit und die gleichbleibende Leistung der Kreiselpumpen bilden die Grundlage für ihre einfache Handhabung und passen zu einer Vielzahl von Anwendungen.
Funktionsweise von Kreiselpumpen
Das Prinzip von Kreiselpumpen unterscheidet sich je nach Typ.
1. Drehflügel-Öldrehkolben-Vakuumpumpen
Der Zylinder wird durch zwei Schaufeln, die an einem im Inneren des Zylinders eingebauten Rotor befestigt sind, in drei Räume unterteilt. Das Gas in den kleinen Kammern, die durch die Schaufeln unterteilt sind, wird bei der Drehung des Rotors ausgestoßen, wodurch der Druck reduziert wird.
2. ölumlaufende Vakuumpumpen vom Nockentyp
Ein Teil des exzentrischen Rotors, der in der Mitte des zylindrischen Stators angebracht ist, dreht sich in Kontakt mit dem Stator. Das Gas, das sich im Raum zwischen Stator und Rotor befindet, wird ausgestoßen, was zu einer Druckreduzierung führt.
3. Ölumlauf-Vakuumpumpen mit oszillierendem Kolben
Die Drehung des exzentrischen Rotors bewirkt, dass sich der Kolben auf und ab bewegt. Der Kolben komprimiert und entlädt den erwarteten Druck im Zylinder, was zu einer Druckreduzierung führt.
Alle diese Arten von Kreiselpumpen verwenden Öl, um die Lager zu schmieren und zu kühlen und um das Innere der Pumpe luftdicht zu machen. Aus diesem Grund werden sie auch als ölgedichtete Rotationsvakuumpumpen bezeichnet.
Auswahl einer Kreiselpumpe
Bei der Auswahl einer Kreiselpumpe sind die folgenden drei Punkte zu beachten:
1. die Höhe des zu erreichenden Vakuums
Der wichtigste Faktor bei der Auswahl einer Kreiselpumpe ist die Frage, ob das zu erreichende Vakuum mit der Leistung des Modells übereinstimmt. Unter den Kreiselpumpen können zweistufige Modelle ein hohes Vakuum erreichen.
2. Stromversorgung
Batteriebetriebene Modelle sind praktisch für den Einsatz im Freien. Zum Beispiel beim Absaugen von Kältemittel bei der Installation von Klimaanlagen.
Für den stationären Einsatz wird der stromversorgte Typ verwendet. Die meisten Geräte arbeiten mit einphasigem 100-V-Wechselstrom, einige Industriemodelle jedoch mit dreiphasigem Wechselstrom.
3. Ölrückflussverhinderungsfunktion
Bei einer Betriebsunterbrechung während der Arbeit, z.B. durch einen Stromausfall während des Absaugens, wird Öl von der Kreiselpumpe zur Vakuumseite gesaugt und fließt durch. Das Gleiche kann passieren, wenn die Dekompressionsfreigabe während des Stoppbetriebs unzureichend ist, daher ist das Vorhandensein eines Rückflussverhinderungsmechanismus, der dies verhindert, ebenfalls ein wichtiger Auswahlpunkt.
Weitere Informationen über Kreiselpumpen
1. Entstehung von Ölnebel und seine Auswirkungen
Bei Kreiselpumpen fliegt zwangsläufig Ölnebel zur Auslassseite, solange Öl verwendet wird. Eine sehr geringe Menge Öl wird auch als Nebel zur Vakuumseite geblasen. Wenn Ölnebel im Vakuum unerwünscht ist, sollten Sie eine ölfreie Pumpe anstelle einer ölbetriebenen Rotationspumpe in Betracht ziehen.
Bei der Entsorgung von brennbaren Gasen und Nebengasen (Sauerstoff) kann der Ölnebel auf der Abluftseite ähnlich wie bei einer Staubexplosion explodieren. Bei der Absaugung solcher Gase ist es ratsam, als Öl ein inertes Öl (z.B. ein Öl aus halogenierten Kohlenwasserstoffen) zu verwenden.
2. Auswirkungen des Gasballastbetriebs
Bei der Druckentlastung reichern sich geringe Mengen des in den abgesaugten Gasen enthaltenen Kondensats (z. B. Wasser und organische Lösungsmittel) im Öl an. Bleibt dies unbehandelt, kann das Öl nicht die gewünschte Leistung erbringen, so dass ein Vorgang, der als Gasballastierung bezeichnet wird, zu ihrer Entfernung eingesetzt wird.
Wenn die Kreiselpumpe heiß genug ist, kann ein Ventil, das so genannte Gasballastventil, geöffnet werden, damit sich das Kondensat verflüchtigt und freigesetzt wird.
3. Die Notwendigkeit eines Ölwechsels
Öl verschlechtert sich allmählich und muss regelmäßig gewechselt werden. Im Allgemeinen sollte es alle sechs Monate bis ein Jahr gewechselt werden.