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(renewed) TURBOVAC 90 i/iX

Katalognummer: R-810041V3300
Generalüberholtes Produkt: Aufgearbeitet auf Werksspezifikationen
Produktkategorie: Hochvakuumpumpen / Kryotechnik
Produktlinie: TURBOVAC
Anschlussflansch Saugseite: DN 63 CF
Saugvermögen (Ar): 83 l/s
Saugvermögen (He): 90 l/s
Saugvermögen (H₂): 78 l/s
Saugvermögen (N₂): 90 l/s
System Controller: Ja
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(renewed) TURBOVAC 90 i/iX

Turbomolekular-Vakuumpumpen (TURBOVAC) werden in Anwendungen eingesetzt, die ein sauberes Hochoder Ultra-Hochvakuum erfordern, beispielsweise in der Forschung, Entwicklung oder in industriellen Bereichen wie etwa der Halbleiterindustrie, Analyseoder Beschichtungstechnik.

Funktionsprinzip

Bei der Turbomolekular-Vakuumpumpe  handelt es sich im Prinzip um eine in einem Gehäuse schnell drehende Turbine deren Rotorstufen mit einer Viel-Schnittzeichnung einer Turbomolekular-Vakuumpumpe (TURBOVAC i) zahl von Schaufeln bestückt sind. Zwischen den drehenden Rotorschaufeln sind gegenläufig ausgerichtete ruhende Statorscheiben angeordnet. Durch eine Impulsübertragung der sich drehenden Rotorschaufeln auf die Gasmoleküle wird deren zunächst ungerichtete thermische Bewegung in eine gerichtete Bewegung vom Einlassflansch der Pumpe in axialer Richtung zum Vorvakuumflansch umgewandelt. Im Bereich der molekularen Strömung (d.h. bei Drücken unterhalb von 10-3 mbar) ist die mittlere freie Weglänge der Gas-Moleküle größer als der Abstand zwischen den Rotor- und den Statorschaufeln (typischerweise einige Zehntelmillimeter). Dementsprechend kollidieren die Moleküle hauptsächlich mit den optisch dichten Rotorschaufeln, so dass sich ein höchst effektiver Pumpvorgang ergibt. Im Bereich der laminaren Strömung (d.h. bei Drücken über 10-1 mbar) wird die Wirkung des Rotors durch häufige Kollisionen zwischen den Molekülen beeinträchtigt. Daher ist eine Turbomolekular-Vakuumpumpe nicht in der Lage, Gase bei Atmosphärendruck zu pumpen.

Rotorlagerung

Leybold bietet verschiedene Systeme der Rotorlagerung an. Eine rein klassisch mechanische Rotorlagerung (TURBOVAC) oder magnetische Rotorlagerung (TURBOVAC MAG) als auch eine Hybridlagerung (TURBOVAC i/iX) bei der das vorvakuumseitige Lager als lebensdauergeschmiertes Keramikkugellager und das hochvakuumseitige Lager als verschleißfreies Magnetlager ausgeführt ist. Allen Lagerungsarten ist eigen, dass sie kein Öl zur Schmierung der Lager verwenden, das unter Umständen bei Stillstand der Pumpe, aufgrund der fehlenden Pumpwirkung, in den Rezipienten rückdiffundieren könnte.

Antriebselektronik/Steuereinheit

Für Antrieb und Überwachung der Turbomolekular-Vakuumpumpe ist ein elektronischer Frequenzwandler notwendig. Das Gerät liefert die Antriebsspannung und Ausgangsfrequenz für den Motor und übernimmt die automatische Überwachung des Systems. Der optimale Hochlauf des Pumpenrotors wird durch stetig steigende Spannungs- und Frequenzeinspeisung erzielt. Nach Erreichen der Nenndrehzahl wird der Anfahrstrom auf das für Normalbetrieb notwendige Maß zurückgeregelt.
Der Frequenzwandler und Motor der TURBOVAC sind so ausgelegt, dass selbst bei hohen Ansaugdrücken der Drehzahlabfall minimal ist. Dadurch wird ein höchstmöglicher Gasdurchsatz auch im Übergangsbereich von molekularer zur viskosen Strömung erreicht.
Je nach den vorgegebenen Systemund Einbaubedingungen kann die Steuereinheit individuell durch das umfangreiche optionale Zubehör ergänzt und somit leicht in bestehende Systeme integriert werden.

Vorvakuumpumpe

Weil Turbomolekular-Vakuumpumpen nicht direkt gegen Atmosphärendruck verdichten können, ist zu deren Betrieb immer eine ausreichend dimensionierte Vorvakuumpumpe erforderlich. Für die klassische Rotoranordung mit beschaufelten Rotorblättern eignen sich in der Regel zweistufige Drehschieber-Vakuumpumpen (TRIVAC); gegebenenfalls auch einstufige Drehschieber-Vakuumpumpen (SOGEVAC BI) oder Scroll-Vakuumpumpen (SCROLLVAC). Bei der Wide Range Variante, deren Rotor zusätzlich mit einer Kompressionsstufe (Compound) ausgestattet ist, können auch Membran-Vakuumpumpen (DIVAC) eingesetzt werden.

 

Kenngrößen

Saugvermögen

Das Saugvermögen „S“ ist der geförderte Volumenstrom durch die Ansaugöffnung der Pumpe. Es ist gasartabhängig weshalb das Nennsaugvermögen, also das maximal erreichbare Saugvermögen der Pumpe, gewöhnlich für Luft bzw. Stickstoff angegeben wird. In der Hochvakuumtechnik hat es sich eingebürgert das Saugvermögen in der Dimension [l/s] anzugeben. Das Saugvermögen ist eine nichtlineare Funktion des Eingangsdruckes S = S(p1).

Saugleistung/Gas-Durchsatz

Die Saugleistung oder der Gasdurchsatz „Q“, Dimension [mbar · l/s], ist mit dem Saugvermögen durch den Einlassdruck verknüpft. Q = Q(p1) = p1 * S(p1).

Kompression

Die Kompression „K“ ist definiert als das Verhältnis des vorvakuumseitigen Druckes der Turbomolekular-Vakuumpumpe zum Druck auf der Hochvakuumseite. K = K(pVV) = pVV/pHV. Die Kompression ist gasartabhängig.

Enddruck

Der Enddruck „pend“ einer ausheizbaren Turbomolekular-Vakuumpumpe ist definiert durch das Verhältnis des Vorvakuumdruckes durch das Kompressionsverhältnis das in einer Prüfkammer 48 Stunden nach 24-stündigem Ausheizen der Messanordnung erreicht wird. pend = pvv/K0.

Der maximal erreichbare Enddruck hängt u.a. von der Sauberkeit der Apparatur, der verwendeten Vorvakuumpumpe, den verwendeten Dichtungen am Hochvakuumflansch und den Ausheizbedingungen ab.


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