Vakuumtechnik, Turbomolekularpumpe

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Quelle: Wikipedia

Die Turbomolekularpumpe (TMP) wurde 1956 von W. Becker bei der Firma Pfeiffer Vacuum erfunden. Sie besteht aus einer Anordnung von mehreren statischen, spitzwinkligen Schaufelrädern (Stator), in welche die ebenfalls spitzwinkligen aber beweglichen Räder des Rotors ähnlich wie bei einer Turbine eingreifen. Durch die hohe Rotationsgeschwindigkeit liegt die Geschwindigkeit der Rotorblätter ungefähr in der Größenordnung der mittleren thermischen Geschwindigkeit der Gasmoleküle.

Die Pumpwirkung beruht darauf, dass den Molekülen ein zusätzlicher Impuls in Richtung Pumpenausgang (Vorvakuumanschluss) zugeführt wird. Von der Molekülgröße hängt es ab, ob dieser zusätzliche Impuls zum Verlassen des Rezipienten ausreicht. Kleine Moleküle haben zum Beispiel bei Raumtemperatur eine sehr hohe Geschwindigkeit, so dass über die Pumpe nur ein zu kleiner zusätzlicher Impuls übertragen wird. Deswegen ist das Kompressionsvermögen für Wasserstoff bei allen Molekularpumpen deutlich schlechter als für andere Bestandteile der Luft.

Turbomolekularpumpe.bmp

Die Drehzahl der Rotoren liegt in der Größenordnung von einigen 10.000 bis zu 100.000 min−1 (Umdrehungen pro Minute). Die Pumpleistung variiert je nach Typ von drei bis zu mehreren tausend Litern pro Sekunde. Turbomolekularpumpen nutzt man mit einem vorgeschalteten Vorvakuum zur Erzeugung von Ultrahochvakuum, da die Pumpe sich sonst wegen der Luftreibung zu stark erhitzen würde.

Turbomolekularpumpe 1.bmpTurbomolekularpumpe 2.bmp