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FachbeitragVakuum fürs Labor

Neue ILMVAC-Chemvac-Kombipumpstände
Fachbeitrag: Vakuum fürs Labor

Hubert Engmann, Oliver Fickert*)

  1. ILMVAC GmbH, Ilmenau
Für spezielle Vakuum-Verfahrenstechniken wie z.B. die Gefriertrocknung, das Plasmaätzen und die Feinvakuum-Destillation werden chemiebeständige Vakuumerzeuger mit erreichbaren Enddrücken bis 10-3 mbar benötigt. In den meisten Fällen kommen hierfür zweistufige, ölüberlagerte Drehschiebervakuumpumpen zum Einsatz. Das Problem besteht nun darin, dass das Betriebsöl der Drehschiebervakuumpumpen durch die im Ölgehäuse auskondensierten Dämpfe verdünnt und geschädigt wird. Die Folge davon ist der Verlust der Schmier- und Dichtwirkung des Öles, d.h. die erforderlichen Arbeitsdrücke werden nicht mehr erreicht und es besteht die Gefahr des Festlaufens der Rotore im Pumpenkörper.


Dem in der Einleitung beschriebenen Problem kann man vorbeugen, indem die ausgestoßenen Dämpfe im Ölgehäuse durch das definierte Absenken des Gehäuseinnendruckes in der Dampf-Phase gehalten und gleichzeitig abgesaugt werden. Gerätetechnisch lässt sich das leicht durch die Reihenschaltung einer zweistufigen Drehschieberpumpe mit einer zweistufigen, chemiebeständigen Membranpumpe zu einem ILMVAC-chemvac-Kombipumpstand realisieren.

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Aufbau und Funktion

Das Ölgehäuse der zweistufigen Drehschiebervakuumpumpe (Position 1 in Bild 1) wird durch die zweistufige, chemiebeständige Membranpumpe (Position 2) evakuiert. An den Druckstutzen der zweistufigen Drehschiebervakuumpumpe (Position 1.2) ist der Auspuff-Filter (Position 3) angeflanscht. Er dient zum Abscheiden der bei hohen Ansaugdrücken auftretenden Öldämpfe. Zum Abbau des entstehenden Leitungsüberdruckes bei hohen Volumendurchsätzen, hervorgerufen durch die Saugvermögensdifferenz zwischen Drehschieber- und Membranpumpe, ist dem Auspuff-Filter ein Überdruckventil (Position 4) nachgeschaltet. Im Abscheidegefäß (Position 5) auf der Druckseite der Membranpumpe (Position 2.2) werden die ausfallenden Kondensate aufgefangen. Mittels eines mechanischen Vakuum-Messgerätes (Position 6) lässt sich problemlos der erforderliche Druck im Ölgehäuse der Drehschieberpumpe kontrollieren.

Die Drehschiebervakuumpumpen der ILMVAC-chemvac-Kombipumpstände verfügen bewusst über keine Gasballasteinrichtung. Mit dem Öffnen des Gasballastventiles erhöht sich der Enddruck der Drehschieberpumpen um ca. eine Zehnerpotenz. Dieser Druckanstieg, der zwangsläufig auch mit einer Verringerung des Saugvermögens verbunden ist, wirkt sich in jedem Fall negativ auf den Evakuierungsprozess aus. Die jedoch mit dem Öffnen des Gasballastventiles gewollte Verbesserung der Dampfverträglichkeit der Drehschieberpumpe wird bei den ILMVAC-chemvac-Kombipumpständen annähernd durch eine Gasspüleinrichtung (Bubbler, Position 7) im Ölgehäuse der Drehschieberpumpe kompensiert.

Ein weiterer entscheidender Vorteil der Gasspüleinrichtung mit Gaslanze besteht im guten Spülen des Betriebsöles vom Grund des Ölgehäuses aus. Auf den Boden des Ölgehäuses abgesunkene Kondensate werden durch die Gasblasen wieder an die Öloberfläche gespült und nun erneut verdampft und abgesaugt. Sollte das zu fördernde Prozessgas negativ auf den Sauerstoff bzw. den Wasserdampf der Luft reagieren, so kann jeder Zeit an die Spülgaseinrichtung eine Inertgasversorgung (z.B. Stickstoff) angeschlossen werden. Für den Fall, dass durch den Evakuierungsprozess Feststoffpartikel die Betriebssicherheit der Drehschieberpumpe belasten, besteht die Möglichkeit einen mechanischen Ölhauptstromfilter (Position 8) an die Pumpe anzuflanschen. Die Auslassöffnungen (Positionen 4.1 und 5.1) werden durch die Verbindungsleitung (Position 9) zum Druckstutzen des Pumpstandes (Position 4.2) zusammengefasst.

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