4.3 Membranvakuumpumpen

4.3.1 Aufbau/Funktionsprinzip

Membranvakuumpumpen sind trockene Verdrängerpumpen. Ein von einer Kurbelwelle angetriebener Pleuel (4) bewegt die zwischen Kopfdeckel (2) und Gehäuse (3) eingespannte Membran (1), die mit dem Raum im Kopfdeckel den Schöpfraum (5) bildet. Membranpumpen benötigen Einlass- und Auslassventile (6), um eine gerichtete Gasförderung zu erreichen. Als Ventile werden druckgesteuerte Flatterventile aus Elastomerwerkstoffen verwendet. Da der Schöpfraum durch die Membran zum Antrieb hin hermetisch abgedichtet ist, wird das geförderte Medium weder durch Öl verunreinigt, noch können aggressive Medien die Mechanik angreifen. Das Totvolumen zwischen dem Auslassventil und dem Schöpfraum führt zu einem begrenzten Kompressionsverhältnis, sodass mit einer Pumpstufe nur ein Enddruck von ca. 70 hPa erreicht werden kann. Durch Hintereinanderschalten mehrerer Pumpstufen ist ein Enddruck von 0,5 hPa erreichbar. Kleinere Drücke können nicht erzielt werden, da dann die Kraft zum Öffnen des Einlassventils nicht mehr ausreicht. Das Prinzip der Membranpumpe eignet sich besonders gut für kleine Saugvermögen bis ca. 10 m³ · h^-1.

4.3.2 Anwendungshinweise

Aufgrund ihres kohlenwasserstofffreien Schöpfraums sind Membranpumpen besonders gut als trockene Vorpumpen für Turbomolekularpumpen mit Holweckstufe geeignet. Schon zweistufige Membranpumpen, die etwa 5 hPa Enddruck erreichen, kann man als Vorpumpen für Holweckturbopumpen verwenden. Das saubere Vakuum wird besonders bei Analytik- und F&E-Anwendungen geschätzt. Auch Membranpumpen fördern ohne Gasballast keinen Wasserdampf. Selbst die geringen Mengen von Wasserdampf, die von den Wänden einer Hochvakuumapparatur desorbieren, können den Enddruck einer Membranpumpe drastisch ansteigen lassen. Einige Membranpumpen sind jedoch nach einem patentierten Verfahren mit einem Gasballastventil ausgerüstet. Dazu lässt man bei zweistufigen Membranpumpen Gas in den Verbindungskanal zwischen erster und zweiter Stufe ein und verbindet diesen über eine kleine Bohrung mit dem Schöpfraum der ersten Stufe.

Fallen größere Mengen an Feuchtigkeit an und benutzt man Membranpumpen ohne Gasballast, müssen geeignete Abscheider bzw. Kühlfallen vorgeschaltet werden, um eine stärkere Kondensatbildung in der Pumpe zu verhindern. Trotzdem wird sich der Enddruck erhöhen.

Membranpumpen von Pfeiffer Vacuum unterscheiden sich in Enddruck, Saugvermögen und Korrosivgastauglichkeit. Das Saugvermögen der Pumpen liegt zwischen 3 und 160 l · min^-1 (0,25 – 9,6 m³ · h^-1). Es werden Enddrücke von < 4 hPa bei zweistufigen Pumpen und < 0,5 hPa bei vierstufigen Pumpen erreicht. Saugver-mögen und erreichbarer Enddruck sind von der Netzfrequenz abhängig.

Für Anwendungen mit korrosiven Gasen stehen Pumpen in Korrosivgasausführung mit beschichteten Membranen und korrosionsfesten Gehäusen zur Verfügung.

Die Bezeichnungen der Pumpen sind so gewählt, dass sich das Saugvermögen in l · min^-1 und die Anzahl der Pumpstufen direkt ablesen lassen. Korrosivgaspumpen tragen am Ende der Typenbezeichnung den Buchstaben C.

4.3.4 Zubehör

Als Zubehör für Membranpumpen sind erhältlich: