Vakuumpumpen

Welche Vakuumpumpe wird in der Plasmatechnik am häufigsten verwendet?

Vakuumpumpen dienen der Erzeugung von Vakuum im Rezipienten der Plasmaanlage.

Die am häufigsten verwendeten Vakuumpumpen in der Plasmatechnik sind folgende:

1. Drehschieberpumpen

Die Drehschieberpumpe besteht aus einem Gehäuse, in dem sich exzentrisch ein Rotor dreht. In diesem befinden sich durch Federn belastete Schieber, die gegen die Innenwand des Gehäuses gedrückt werden und dort entlang gleiten. Das auf der Saugseite eingeschlossene Gas wird sowie komprimiert, bis es den Umgebungsdruck übersteigt und sich das Auslassventil auf der Druckseite öffnet.

Die Pumpe läuft in einem Ölbad. Das hat folgende Vorteile:

  • Abdichtung von Saug- und Druckseite
  • Verringerung der Reibung

Für unsere Standardanlagen kommen insbesondere Drehschieberpumpen in Frage. Je größer die Pumpe ist, desto kürzer ist die Prozesszeit.

Sollte mit Sauerstoff gearbeitet werden, müssen die Pumpen dafür vorbereitet sein. Im Pumpengehäuse entsteht Ölnebel. Bei Verwendung von Mineralöl ist dieser Nebel in Verbindung mit reinem Sauerstoff explosiv.

Es gibt zwei Möglichkeiten, dieses Problem zu lösen:

1. Die Pumpen werden mit PFPE-Öl gefüllt. Dieses Öl ist unbrennbar. Es hat aber einige gravierende Nachteile:

  • PFPE-Öl ist äußerst teuer
  • PFPE-Öl enthält Fluor. Bei Plasmaprozessen kann sich dieses Öl zersetzen und es können extremtoxische Verbindungen (z. B. Perfluorisobutylen) entstehen. Durch diese Ölverbindungen haben sich schon gefährliche Unfälle ereignet.
  • PFPE-Öl muss als Sondermüll entsorgt werden.
Skizze Drehschieberpumpe
Funktionsweise Drehschieberpumpe

2. Trockenlaufende Pumpen für Korrosivgasprozesse

Hier haben wir mit den so genannten "Trockenen Schrauben-Pumpen" der Firma Busch (z. B. Modell Cobra) und Edwards sehr gute Erfahrungen gemacht.

3. Wälzkolbenpumpen (Rootspumpen)

Der Druck, der mit einer Drehschieberpumpe erzeugt werden kann, ist begrenzt. Zur Verstärkung der Saugleistung empfiehlt sich die Kombination mit einer Wälzkolben-Vakuumpumpe. Diese bilden einen so genannten Pumpenstand. Eine typische Kombination setzt sich wie folgt zusammen:

1. Die erste Pumpe (z. B. eine Drehschieberpumpe) erzeugt ein Vorvakuum. Sie wird als "Vorpumpe" bezeichnet.

2. Als zweite Pumpe verwendet man eine Wälzkolben-Vakuumpumpe.

Schematischer Schnitt einer Wälzkoblenpumpe
Funktionsschema einer Wälzkolbenpumpe

Wir beraten sie gerne, welche Pumpe bei Ihren Prozessen die geeignetste ist.