Liebe Kollegen, wer weiß, wie man eine Vakuumpumpe kombiniert?

Eine im Allgemeinen eher grobe Kombination ist Vorpumpe: Druckaufbau-Pumpe = 1:3; einige ausländische Hersteller, die großes Vertrauen in ihre eigene Prozessgestaltung haben, wählen statt dessen ein Verhältnis von 1:5 oder sogar 1:6. Im Grunde gilt das Prinzip, dass das von der Verdichterpumpe komprimierte Gas rechtzeitig von der Vorpumpe abgeleitet werden muss, um einen guten Druckunterschied zwischen Ein- und Ausgang für die Verdichterpumpe zu schaffen.

I. Die Saugleistung einer Pumpe wird als das Volumen an Gas definiert, das bei einem bestimmten Saugdruck pro Zeitminute durch den Auslass der Pumpe abgesaugt wird. Ein vollständiges Vakuumsystem muss für jede Anwendung über einen Behälter oder Raum verfügen, der in Vakuum gebracht werden soll, über eine Vakuumanlage – möglicherweise eine Vakuumpumpe – sowie über Verbindungsrohre, Ventile, Kühlelemente usw. Rohre, Ventile, Kühlfallen und ähnliche Komponenten, die Teil des Vakuumsystems sind, wirken alle in gewissem Maße hemmend auf den Gasfluss. Umgekehrt haben sie alle eine gewisse Fähigkeit, den Gasfluss zu leiten; diese Fähigkeit wird als Leitfähigkeit bezeichnet. Dies ist ein sehr wichtiger Begriff im Gasfluss; er wird als Durchfluss bei einem bestimmten Druckunterschied definiert. Der natürliche Fluss von Gasen erfolgt stets von hohem Druck in Richtung niedrigen Drucks. Für jedes der oben genannten Komponenten gilt: Wenn die Drücke an den beiden Enden jeweils P1 und P2 betragen und die Menge des fließenden Gases Q ist, dann beträgt die Leitfähigkeit dieser Komponente U = Q/(P1-P2). Die Leitfähigkeit verschiedener Komponenten in Vakuumsystemen kann durch Berechnungen, Simulationen oder Messungen ermittelt werden. Sie hängt nicht nur von der geometrischen Form ab, sondern auch vom Flusszustand des Gases. Die Strömungsführungen der verschiedenen Komponenten können in Reihe und Parallel geschaltet werden. 　　Vakuumpumpen dienen dazu, die Gase aus dem Vakuumbehälter zu entfernen. Oftmals kann der Anschluss der Pumpe jedoch nicht direkt mit dem zu entleerenden Behälter verbunden werden. Aus technischen Gründen oder um die Verschmutzung des Vakuumsystems durch Öldämpfe zu verringern, muss eine Verbindung über Kühlfallen, Ventile und Leitungen hergestellt werden. Da jedes Vakuumkomponente eine bestimmte Durchflussrate aufweist, muss die Pumpe über solche Durchflusswege mit dem zu entleerenden Behälter verbunden werden. Wie in der Abbildung dargestellt, können die Verbindungsleitungen zwischen der Pumpe und dem Vakuumraum Kühlfallen sowie Ventile enthalten. Angenommen, der Durchflusskoeffizient zwischen der Pumpe und dem Vakuumraum beträgt U, dann muss die Pumpe über diesen Durchflusskoeffizienten arbeiten, um Luft aus dem Vakuumraum zu entfernen. Ihre Absaugleistung ist somit begrenzt. In diesem Fall ist es entscheidend für die Effektivität der Absaugung, welcher effektive Absaugstrom S0 am Eingang des Vakuumraums vorhanden ist. Wenn die Nennleistung des Pumps S ist, dann kann man aufgrund des Gesetzes der Energieerhaltung bei einem stabilen Strömungsfluss des Gases die Beziehung zwischen S0, S und U ableiten. Die obige Gleichung wird als grundlegende Gleichung für Vakuumsysteme bezeichnet – sie ist die Grundlage für die Konstruktion solcher Systeme. 　　Nach den grundlegenden Gleichungen des Vakuums lassen sich mathematisch zwei extreme Ergebnisse ergeben: Wenn der Durchfluss U sehr groß ist, kann die effektive Absaugleistung S0 des Vakuumraums annähernd gleich der Absaugleistung S der Pumpe sein ； Wenn die Saugleistung der Pumpe S sehr groß ist oder die Durchflussrate U sehr klein ist, dann entspricht die effektive Saugleistung S0 des Vakuumraums ungefähr der Durchflussrate U. Die oben genannten Ergebnisse sind physikalisch gesehen leichter zu verstehen: Das aus dem Entlüftungsschacht der Vakuumkammer abgesaugte Gas muss durch Leitwege U – also Rohre, Ventile usw. – gelangen, bevor es von der Vakuumpumpe abgesaugt werden kann. Dabei fließt das abgesaugte Gas vom Entlüftungsschacht zur Pumpe in Richtung niedrigem Druck. Aus der Pumpe hingegen wird das Gas aufgrund eines bestimmten Entlüftungsprinzips unter Zwang in Richtung hohem Druck abgesaugt. Wenn der Durchfluss U sehr groß ist, das heißt, wenn die Menge des durch ihn fließenden Gases nicht begrenzt ist, dann hängt die Saugleistung der Pumpe von ihrer eigenen Sauggeschwindigkeit ab – genauso wie in dem Fall, in dem die Pumpe direkt mit der Vakuumkammer verbunden ist. Aber wenn die Saugleistung der Pumpe sehr groß ist, das heißt, wenn der Durchflusskoeffizient U der Pumpe sehr klein ist, dann hängt die tatsächliche Saugfähigkeit der Pumpe nicht von ihrer Saugleistung ab, sondern von der Fähigkeit des Gases, durch den Durchflusskoeffizienten U zu fließen. Der Wert des Durchflusskoeffizienten entspricht genau der effektiven Saugleistung S0 der Pumpe. 　　Um die Saugleistung der Pumpe optimal zu nutzen, ist es am wirksamsten, den Durchflusskoeffizienten U so weit wie möglich zu erhöhen – doch das ist oft schwierig umzusetzen. Und es ist noch unrealistischer, einfach die Förderleistung der Pumpe zu erhöhen. Daher lohnt es sich, sorgfältig abzuwägen, ob man einen Pumpenstrom mit hohem Tageswert sowie eine Pumpe mit hoher Absaugleistung verwendet. Aus den Grundgleichungen des Vakuums geht hervor, dass die effektive Absaugleistung S0 eine monoton steigende Funktion sowohl von S als auch von U ist. Die Grundgleichungen des Vakuums sind nicht besonders komplex, doch sie sind auch nicht so einfach, dass man sie als Allgemeinwissen betrachten könnte. Deshalb ignorieren Nutzer in vielen Anwendungsbereichen oft die Einschränkungen, die die Strömungsfähigkeit auf die Pumpgeschwindigkeit ausübt – mit der Folge, dass die Leistung der Vakuumtechnologie erheblich beeinträchtigt wird. Zweitens: Bei einem Vakuumsystem, bei dem weder Lecks noch Abluft stattfinden, und dessen Volumen V beträgt sowie dessen effektive Absaugleistung S0 ist, folgt der Druck im Vakuumraum im Laufe des Absaugvorgangs einer bestimmten Entwicklung über die Zeit. Dabei ist P0 der Druck zum Zeitpunkt t=0, also der Anfangsdruck. Der Wert t=V/S0 wird als Zeitkonstante bezeichnet. 　　Die obigen Gesetzmäßigkeiten zeigen, dass alle etwa nach einer bestimmten Zeit die Druckstärke im Vakuumraum um einen Größenordnungssprung abnimmt. Offensichtlich gilt: Je kleiner t ist, desto schneller sinkt der Druck. Wenn V konstant bleibt, muss die effektive Absaugleistung S0 so groß wie möglich sein, damit der Druck weiter abnehmen kann. 　　Doch es gibt kein Vakuumsystem, das nicht undicht ist und keinen Gasverlust aufweist. Selbst wenn tatsächlich kein Leck vorhanden ist, findet dennoch ein Gasabfluss statt. Tatsächlich beschreibt Gleichung (3) die Veränderung des Drucks während des Prozesses, bei dem die Pumpe die Gase aus dem Vakuumraum abpumpt. Wenn der Druck hoch ist und die Menge an Leckagen sowie dem Austritt von Gas im System im Verhältnis zur Gesamtmenge des Gases im Raum gering ist, kann deren Einfluss vernachlässigt werden. Man kann dann davon ausgehen, dass die Bedingungen eines gasdichten Systems erfüllt sind – mit anderen Worten: Die Regelung in (3) gilt in etwa. Wenn der Druck niedrig ist und die Menge an entweichendem Gas sowie das Ausströmen von Gas nicht vernachlässigt werden können – ja sogar zur Hauptlast für das Gas werden –, dann weicht die Regelung in Punkt (3) ab. Dadurch wird der Druckabfall langsamer. In der Regel tritt dieser Wandel bei einem Druck von etwa 0,5 Pa ein. Somit verläuft der typische Entlüftungsprozess in einem Vakuumsystem zunächst mit einem schnellen Druckabfall, bis dieser bei einem bestimmten Druckpunkt langsamer wird. Da ein qualitativ hochwertiges Vakuumsystem strenge Anforderungen an seinen Leckagengrad hat, ist das Entlassen von Gasen der Hauptfaktor, der zu einem Rückgang des Systemdrucks führt. Das Entlassen von Gasen ist außerdem ein langsamer Prozess – selbst bei Verwendung von Maßnahmen wie Erhitzung dauert es oft sehr lange, bis ein bestimmter Druck erreicht wird. 　　Jedes Vakuumsystem strebt danach, die Zeit zum Entlüften so kurz wie möglich zu halten – das trägt zur Steigerung der Effizienz und zur Reduzierung des Energieverbrauchs bei. Doch nicht alle Vakuumanwendungen bieten die Voraussetzungen dafür, die Entlüftungszeit zu verkürzen. Man kann die verschiedenen Vakuumanwendungen in zwei Hauptkategorien einteilen: In einer Kategorie wird nicht auf die Menge an Gasentweichung im System Rücksicht genommen, es gelten lediglich Anforderungen bezüglich des Vakuumniveaus ； Eine weitere Kategorie sind Fälle, in denen eine vollständige Entlüftung des Vakuumraums erforderlich ist – das heißt, die Entlüftungsrate muss auf einen bestimmten kritischen Wert gesenkt werden. Diese beiden verschiedenen Anwendungsarten haben unterschiedliche Anforderungen an die Pumpenanordnung. Für die erste Kategorie von Anwendungen, bei denen ein Vakuumniveau von über 0,5 Pa erforderlich ist, kann die Zeit zur Entlüftung erheblich verkürzt werden, sofern die Zeitkonstante ausreichend klein ist. Doch wenn eine Vakuumstärke unter 0,5 Pa erforderlich ist, muss man die Auswirkungen des Entlüftens auf die Druckveränderungen berücksichtigen. Die Abnahme des Drucks verläuft mit der Zeit langsam. Insbesondere ohne Backen. Um in kurzer Zeit ein hohes Vakuum zu erreichen, muss mit einer hohen Absaugleistung eine große Menge an Gasen abgesaugt werden. Das bedeutet, dass bei einer Entlüftungsmenge von Q und einer effektiven Pumpengeschwindigkeit von S0 ein Gleichgewichtsdruck von P = Q/S0 erreicht werden kann. Je kürzer die Zeit ist, in der der Gleichgewichtsdruck erreicht wird, desto höher muss die effektive Förderleistung der Pumpe sein. Die Verdampfungsverschichtung ist ein typisches Beispiel für eine solche Anwendung. Aufgrund der schnellen Verdampfungsrate und der kurzen Dauer wird der Einfluss der Abgasmenge – also des Einflusses der aktiven Gase – nicht berücksichtigt. Doch die Energie der verdampfenden Teilchen ist gering, weshalb die überwiegende Mehrheit der Teilchen ohne Kollisionen auf der Werkstückoberfläche ablagern muss, um eine gute Haftung zu gewährleisten und die Streuung zu verringern. Dafür muss die durchschnittliche Freiheitsweite im Vakuumraum mindestens gleich der Entfernung zwischen der Verdampfungskammer und dem Werkstück sein. Der entsprechende Druck liegt dabei bei etwa 1×10-2 Pa. Das sind die Anforderungen an das Vakuum für die Verdampfungsbeschichtung. 　　Wie man diesen Druck in möglichst kurzer Zeit erreicht, stellt Anforderungen an die effektive Pumpleistung. Grundsätzlich gilt: Je kürzer die Zeit, desto größer muss die Leistung der Pumpe sein – schließlich ist dann die Menge an entweichendem Gas größer. Daher werden bei der Verdampfungsvergussverfahren in der Regel Öldiffusionspumpen mit hoher Saugleistung eingesetzt – deren Leistung beträgt mehrere Dutzend Kilowatt. In einigen Minuten bis zu wenigen zehn Minuten kann so eine Arbeitsvakuumstufe erreicht werden. Allerdings ist eine Verunreinigung der Werkstücke durch Öldämpfe unvermeidlich; insbesondere Metallbeschichtungen aus Kunststoffen neigen dazu, gelb zu werden. Der Vakuumumfang der Turbomolekülpumpen reicht derzeit nicht aus, um die Anforderungen der großflächigen Verdampfungsbeschichtung zu erfüllen. Und Kältepumpen mit hohem Vakuumgrad sind wiederum für die Verfilmung in industrieller Größenordnung nicht geeignet. Auf der Grundlage der Eigenschaften der Gaslast im zu entluftenden Raum kann durch den Einsatz von Molekülverdichterpumpen das permanente Gas entfernt werden. In Kombination mit einer Pumpe zur Abscheidung von Wasserdampf bei niedrigen Temperaturen ist es möglich, eine hohe Entlüftungsgeschwindigkeit zu erreichen und so ein sauberes Vakuum zu erzeugen – das ist ein völlig neuer Ansatz bei der Entlüftung. Wenn der Druck im Vakuumraum über 0,5 Pa liegt, besteht der Hauptbestandteil des Gases aus Edelgasen. Bei einem Druck unter 0,5 Pa hingegen besteht der Hauptbestandteil aus Wasserdampf (90%). Da die Molekülverdichtungspumpe eine äußerst starke Leistung bei der Entlüftung im mittleren Vakuumbereich aufweist, ist die Entlüftungszeit von 100 Pa auf 0,5 Pa äußerst kurz. Ab einem Druck von 0,1 Pa wird anschließend eine Pumpe zur Erfassung von Kondenswasser bei niedrigen Temperaturen eingesetzt. Dadurch kann der Druck im Raum in kurzer Zeit um einen Größenordnungsklassen gesenkt werden – auf 1×10-2 Pa. Für große Verdampfungsbeschichtungsanlagen mit einem Volumen von 3–5 m³ reichen 3–4 Molekülverdichterpumpen mit einer Leistung von 1000 Litern pro Sekunde sowie eine Kondenswasserpumpe mit einer Leistung von 5 kW aus, um den oben beschriebenen Entlüftungsprozess durchzuführen. Dies ist zweifellos bahnbrechend. Bei der zweiten Kategorie von Anwendungen hängt die Menge an entweichendem Gas von Temperatur und Zeit ab – sie hängt kaum vom Druck im gasförmigen Raum ab. Es genügt, wenn der Druck unter dem Gleichgewichtsdruck liegt, der mit der vorhandenen Adsorptionsmenge übereinstimmt. In der Regel wird diese Bedingung während des Entlüftungsprozesses erfüllt. Daher kann selbst bei einer hohen Absaugleistung der Raumdruck in kurzer Zeit auf sehr niedrige Werte gesenkt werden – doch dies verringert die Gasentweichung im Vakuumraum nicht erheblich. Es ist daher notwendig, eine geeignete Absaugleistung einzusetzen, um bei einer angemessenen Trocknungs Temperatur innerhalb einer angemessenen Zeit das Niveau der Gasentweichung auf das für den Prozess erforderliche Niveau zu bringen. Dies dauert in der Regel mehrere Dutzend Minuten. Typische Beispiele für solche Anwendungen sind die Spritzbeschichtung und Ionenbeschichtung in der Titanindustrie sowie das Schmelzen von seltene-Erdmetall-Festmagneten. Dabei kann ein Überschuss an aktiven Gasen die Qualität der Membranschicht sowie die Qualität des Materials beeinträchtigen. Deshalb gibt es in dem Verfahren immer eine Phase mit einer längeren Zeit des Ausblasens. 　　Für Spritzverguss- oder Ionenbeschichtungsanlagen mit einer Beschichtungskammer von etwa 1 m³ wird in der Regel eine Vakuumpumpe mit einer Absaugleistung von 4000 Litern pro Sekunde eingesetzt. Um das Entlüften der Vakuumkammer sowie der Werkstücke zu beschleunigen, wird die Temperatur oft auf 300 °C erhöht. Es ist hervorzuheben, dass es bei der Titanbeschichtung eine gegenseitige Abhängigkeit zwischen der Saugleistung der Pumpe, den Eigenschaften der Pumpe, dem Verdampfungsprozess sowie dem erforderlichen Ablagerungsdruck gibt. In einem Beschichtungszyklus kann das Absaugen durch die Vakuumanlage in drei Phasen unterteilt werden, nämlich in die Phase der präzisen Absaugung, die Phase des Glühstrahlbeschusses sowie die Phase der Spritzbeschichtung. Zweck des intensiven Entlüftens ist es, die Menge an Gasen, die aus dem Vakuumraum entweichen, zu verringern. Das Ergebnis hängt hauptsächlich von der Trocknungstemperatur sowie der Dauer des Entlüftungsprozesses ab – es hat nur wenig mit dem Druck im Raum zu tun, insbesondere dann, wenn der Druck im gleichen Größenbereich liegt. Daher ist die Absaugleistung der Hauptpumpe innerhalb angemessener Unterschiede gleich, wodurch das Vakuumieren ebenfalls auf dem gleichen Niveau erfolgen kann – unabhängig davon, wie unterschiedlich die jeweiligen Grenzvakua sind. Genauer gesagt haben die Molekularverdichterpumpe mit 1000 Litern pro Sekunde und die Turbomolekularpumpe mit 1500 Litern pro Sekunde in dieser Phase denselben Absaugeffekt. In der Glühstrahl-Explosionsphase liegt der Entladedruck bei etwa 2 Pa. In diesem Fall wird in der Regel die Absaugleistung der Hauptpumpe beeinträchtigt. Traditionell wird dazu eine Drosselung verwendet, um auf Kosten der Absauggeschwindigkeit eine stabile Funktionsweise der Pumpe zu gewährleisten – das gilt sowohl für Diffusionspumpen als auch für Turbomolekularpumpen. Insbesondere bei Diffusionspumpen ist der Verlust an Absauggeschwindigkeit größer; entsprechend verringert sich auch der Fluss des entladenen Argons deutlich. In dieser Phase sind jedoch nur große, effektive Absauggeschwindigkeiten sowie ein hoher Argongasfluss erforderlich, um eine bessere Reinigungswirkung zu erzielen. In diesem Punkt hat die Molekülverdichtungspumpe einen deutlichen Vorteil. In der letzten Phase der Spritzbeschichtung liegt der typische Arbeitsdruck bei 0,5 Pa. Sowohl die Diffusionspumpe als auch die Turbomolekularpumpe müssen weiterhin gedrosselt werden. Zudem ist es in solchen Fällen schwierig, den Beschichtungsdruck stabil zu halten. Eine verringerte Absauggeschwindigkeit führt unweigerlich dazu, dass der Partialdruck der aktiven Gase während des Vakuumierprozesses erheblich ansteigt. Bei konstantem Entlüftungsvolumen bestimmt der Partialdruck des aktiven Gases die Auswirkung auf die Qualität der abgeschiedenen Schicht. Die Molekülverdichterpumpe, die in der Lage ist, bei voller Absauggeschwindigkeit stabil zu saugen, zeigt hier erneut ihre Überlegenheit. Drei: Verschiedene Vakuumsysteme erfordern unterschiedliche Vakuumstufen. Daher muss dies oft durch ein Set von Vakuumanlagen erledigt werden. Das bedeutet, dass Vakuumpumpen, die in verschiedenen Druckbereichen arbeiten, in Reihe geschaltet werden. Die Vakuumpumpe auf der Seite des hohen Vakuums erreicht den vom System geforderten Vakuumgrad, während die Vakuumpumpe auf der Seite des niedrigen Vakuums das Vakuum direkt in die Atmosphäre abgibt. Offensichtlich ist die einfachste Vakuumanlage eine Vakuumpumpe, die direkt in die Atmosphäre entlässt. Doch Hochvakuumsysteme benötigen in der Regel Triebwerke der dritten Klasse, während Mittelvakuumsysteme in der Regel Triebwerke der zweiten Klasse benötigen. Eine Hochvakuumpumpe und eine Niedrigvakuumpumpe bilden nur schwer ein effektives Hochvakuum-System. 　　Dafür gibt es mehrere Gründe. Die Kontinuität des Datenflusses ist eine davon. Hocheffiziente Vakuumpumpen weisen eine Grenze bezüglich des Drucks auf, der am Vorstufenantrieb angelegt werden darf – wenn dieser Druck einen bestimmten Wert überschreitet, kann die Pumpe nicht ordnungsgemäß funktionieren. Wenn die Vorpumpe diesen kritischen Druck erreicht, nimmt in der Regel die Saugleistung ab. Dadurch kann das Abluftvolumen der Vorpumpe geringer sein als das der Hauptpumpe. Diese Ungleichheit im Abluftvolumen stört die Anforderungen an eine kontinuierliche Strömung und führt unweigerlich dazu, dass die Vakuumanlage nicht ordnungsgemäß funktionieren kann. Doch wenn zwischen der Hochvakuumpumpe und der Niedervakuumpumpe eine Mittelvakuumpumpe hinzugefügt wird, kann diese als Brücke fungieren. Dadurch bleibt der Durchfluss konstant, und alle Pumpen können in ihrem optimalen Betriebszustand arbeiten. Roths-Pumpen können im Bereich des Mittelvakuums arbeiten und sind daher am besten geeignet; deshalb werden sie auch als Roths-Druckaufbereitungs-Pumpen bezeichnet. Aufgrund ihres nicht sehr hohen Kompressionsverhältnisses eignen sie sich ideal für Drücke im Bereich von einigen Pa bis zu mehreren hundert Pa. Wenn die Vakuumanlage der dritten Klasse zu einem höheren Vakuumgrad gelangt, nimmt das Abluftvolumen der Hauptpumpe deutlich ab. In diesem Fall reicht eine kleinere Vorpumpe aus, um eine kontinuierliche Entlüftung zu gewährleisten. In der Praxis wird diese Methode häufig angewandt, da dadurch der Energieverbrauch der Anlage reduziert werden kann. Ein weiterer Grund, warum Hochvakuumanlagen oft dreistufige Anlagen benötigen, liegt in den Beschränkungen des Saugdrucks der Hochvakuumpumpen. Alle Pumpen haben einen Anlaufdruck; herkömmliche Hochvakuumpumpen liegen im Bereich von einigen Pa. Daher muss die Vorpumpe auf diesen Druck vorgepumpt werden, bevor die Hauptpumpe in Betrieb genommen werden kann. Doch es dauert in der Regel eine Weile, bis die Vorpumpen, die direkt in die Atmosphäre entleeren, einen solchen Druck erreichen können. Denn je niedriger der Druck ist, desto geringer wird die Saugleistung der Pumpe. Insbesondere bei Vakuumanlagen mit periodischem Absaugvorgang gibt es Anforderungen bezüglich der Zeit, die benötigt wird, um das Arbeitsvakuum zu erreichen. Je länger die Vorabsaugzeit ist, desto länger dauert es auch, bis das System im Arbeitsvakuum ist. Deshalb kann durch den Einsatz einer Mittelvakuumpumpe in Kombination mit der Vorpumpe für niedriges Vakuum der gewünschte Druck schneller erreicht werden. Dadurch kann das System schneller in den Arbeitszustand gebracht werden, was wiederum die Effizienz der Anlage erhöht. 　　Sowohl Rotationspumpen als auch Ölverdichterpumpen können als Mittelvakuumpumpen eingesetzt werden. Molekularverdichterpumpen weisen einen sehr hohen Kompressionsverhältnis auf. Dadurch können sie nicht nur ein sauberes Vakuum erzeugen, sondern auch hervorragende Leistungen im Hochvakuumbereich zeigen. Zudem verfügen sie auch im Mittelvakuumbereich über eine ausgezeichnete Absaugleistung. Dadurch wird die Molekulardruckpumpe zur einzigen Vakuumpumpe, die derzeit sowohl eine Leistung im mittleren als auch im hohen Vakuumbereich aufweist. Somit reicht es aus, sie mit einer Vakuumpumpe für niedrige Vakuumgrade zu kombinieren, um so ein System mit Leistungsmerkmalen, die denen eines Systems der dritten Klasse entsprechen, zu erzeugen. Genauer gesagt ermöglicht die hohe Druckbelastbarkeit der Molekülverdichterpumpe es, die Vorpumpen in einem Zustand mit hohem Durchfluss zu betreiben ； Die Molekülverdichterpumpe weist einen hohen Saugdruck auf, wodurch die Vorkühlbelastung der vorangestellten Pumpe verringert wird. Molekularverdichterpumpen können bei einem Druck von 100–50 Pa arbeiten. Die Vorpumpe bringt den Druck von der Atmosphärendruckstufe auf diesen Wert – dabei sinkt der Druck im Allgemeinen um einen Größenordnungsklassenzahl pro vergangener Zeit. Dadurch kann die Anlage eine sehr hohe Absaugleistung aufweisen. Die Vereinfachung der Hochvakuumanlagen durch den Verzicht auf Rotationspumpen ist ein weiterer Vorteil der Molekülverdichterpumpen. Für größere Hochvakuum-Anlagen kann auch die Vorkühlkapazität der Vorpumpe entsprechend erhöht werden, um die Entlüftungszeit weiter zu verkürzen. Da die Vorkühlzeit im Vergleich zum gesamten Entlüftungsprozess sehr kurz ist, ist auch die Betriebsdauer der Vorpumpe gering. Dadurch kann sie gleichzeitig zur Vorkühlung mehrerer Anlagen verwendet werden – was oft sehr praktisch ist. Dadurch wird die Verwendung von Vakuumanlagen in großem Maßstab **vereinfacht**. In einigen Anwendungen im mittleren Vakuumbereich ist ein Vakuumniveau von 10–1 Pa erforderlich. Dies ist mit zweistufigen Roots-Pumpen oft schwer zu erreichen. Durch den Einsatz einer dreistufigen Anordnung aus mehreren Roots-Pumpen kann das Vakuumniveau um einen Größenordnung erhöht werden, sodass ein Niveau von 10–1 Pa erreicht werden kann. Deshalb werden in solchen Anwendungen auch häufig dreistufige Anordnungen verwendet. Da die Molekularverdichterpumpe bei 10–1 Pa eine volle Förderleistung erreichen kann, kann sie in Vakuumanlagen der dritten Stufe auch die zweistufigen Roots-Pumpen ersetzen. Im Allgemeinen können Rotationspumpen sowie Molekülverdichterpumpen die Pumpen vollständig ersetzen, die über einen langen Zeitraum bei niedrigen Drücken im Bereich des Vakuumzustands arbeiten. Roths-Pumpen, die über einen langen Zeitraum im Hochdruckbereich des mittleren Vakuums arbeiten, sollten hingegen relativ selten sein, da Pumpen für diesen Druckbereich in der Regel bereits eine starke Absaugleistung aufweisen. Dies prognostiziert auf makroökonomischer Ebene die Aussichten darauf, dass Molekülverdichterpumpen die Roots-Pumpen ersetzen werden.

Ich möchte noch fragen: Bezieht sich der von Ihnen erwähnte Prozentsatz auf das Absaugverhältnis?

Es macht keinen Sinn, über die Kombination zu sprechen, wenn man das Entlüftungsmittel außer Acht lässt – schließlich entlädst du ja nicht Luft Es ist wie das absolute Vakuum – ein theoretischer Wert, der für die Auswahl keine Bedeutung hat ；

Die Absauggeschwindigkeit muss so gewählt werden, dass die Massenströmung konstant bleibt. Dabei muss man jedoch auf die Veränderungen der Volumeneffizienz durch den Kompressionsverhältnis und den Druckunterschied achten – diese wiederum beeinflussen die Massenströmung； Bei Primär- und Sekundärpumpen ist das Verdichtungsverhältnis dynamisch und hängt von den tatsächlichen Betriebsdruckanforderungen, dem Saugmedium usw. ab

Wie hoch ist das Verdichtungsverhältnis – könnten Sie das genauer angeben? Danke

Das Verdichtungsverhältnis ist nicht fest; es hängt von Drehzahl, Druckdifferenz und dem Gas ab und beeinflusst somit die Volumeneffizienz! Es sind viele Faktoren beteiligt – man kann die Anlage auf keinen Fall einfach mit den üblichen Verhältnissen von „x zu y“ gestalten……