Das Vakuum – Besichreibung der Vakuumtechnik
Grundsätzlich gilt als Vakuum der Zustand eines Gases, dessen Teilchenanzahldichte geringer ist als die der Atmosphäre an der Erdoberfläche. In der Vakuumtechnik wird das Millibar (mbar) als Einheit verwendet. Diese Einheit leitet sich aus der gesetzlichen Druckeinheit Pascal (Pa) ab.
1 Pa = 1 x 10-5 bar = 1 x 10-2 mbar = 7,5 x 10-3 Torr
1 bar = 1000 mbar = 0,1 MPa = 750 Torr
Die früher üblichen Druckeinheiten, wie Torr, Kp/cm², at, atm, mWS, mmHg dürfen nicht mehr verwendet werden!
Eigenschaften von Vakuumpumpen
Membranpumpe:
Bei der mittels mechanisch bewegter Membran die Gasansaugung und Verdrängung erzeugt wird. Membranpumpen werden als Vorpumpen eingesetzt.
Drehschieberpumpen:
Bei Drehschieberpumpen sind im Rotor bewegliche Schieber angeordnet, die durch die an ihnen angreifende Zentrifugalkraft die Gehäusewand entlang gleiten. Sie werden zur Erzeugung von Grob- und Feinvakuum eingesetzt.
Turbomolekularpumpen:
Wirken durch Gas-Stöße mit einer schnell bewegten Wand, die die Gase gerichtet mitreißt und dadurch einen Druckunterschied erzeugt. Der mechanische Aufbau ist so, dass Statorscheiben und Rotorscheiben, die jeweils spiegelbildlich liegende, schräg gependelte Kanäle enthalten, in einen Gehäuse abwechselnd angeordnet sind. Turbomolekularpumpen arbeiten im Hoch- und Ultrahochvakuumbereich.
Öl-Diffusionspumpen:
Arbeiten mit einen Treibmittel Öl, in das die Gasmoleküle hineindiffundieren und elastische Zusammenstöße erleiden. Dadurch wird durch ihre thermischen Diffusionsbewegung eine Geschwindigkeitskomponente in Strömungsrichtung des Treibmittels überlagert, ein Druckunterschied erzeugt und eine Saugwirkung erzielt. Sie arbeiten im Hochvakuum.
Kryopumpen:
Wirken durch das Kondensieren von Gasen an sehr tief gekühlten Oberflächen. Die Temperatur liegt mit 10K bis 20K in einen Bereich, wo außer Neon, Wasserstoff und Helium alle Gase ausgefroren werden. Sie arbeiten als Vorpumpen bis 10-² mbar.