Eine Roots-Pumpe (mechanische Boosterpumpe) fördert selbst nicht direkt in die Atmosphäre. Sie ist zwischen einer Drehschieberpumpe oder einer anderen Vorpumpe und der Vakuumkammer angeordnet; ihre Aufgabe ist es, das Saugvermögen in einem bestimmten Druckbereich zu erhöhen. Ob sie benötigt wird, hängt von zwei Punkten ab: von der Größe der Gasmenge und davon, in welchem Druckbereich dieses Saugvermögen zur Verfügung stehen soll.
Einsatzfälle
- Die Kammer hat ein großes Volumen, große Gasmengen müssen schnell abgepumpt werden, und die Vorpumpe allein benötigt dafür zu viel Zeit;
- Der Prozess verlangt, bei einem niedrigeren Arbeitsdruck noch einen größeren Volumenstrom aufrechtzuerhalten, während die Saugvermögenskurve einer einzelnen Vorpumpe in diesem Bereich bereits deutlich abgefallen ist;
- Es sind geringe Mengen kondensierbarer Gase oder Staub vorhanden, die durch das Zusammenwirken von Kompressionsverhältnis und vorgeschalteter Abscheidung behandelt werden müssen.
Nicht geeignet oder mit Vorsicht zu prüfen
- Der Arbeitsdruck muss ohnehin sehr niedrig sein (Hochvakuumbereich); die Roots-Pumpe gehört weiterhin zum Mittelvakuumbereich, und der Hochvakuumbereich muss von einer Turbomolekularpumpe oder einer Diffusionspumpe abgedeckt werden;
- Die Gasmenge ist klein und die Kammer ist klein; der Nutzen einer zusätzlichen Boosterstufe ist begrenzt, während Wartung und Stellfläche für ein weiteres Gerät hinzukommen;
- Das Gas enthält viel Staub oder Flüssigkeit; wenn es direkt durch die Roots-Pumpe strömt, beschleunigt dies den Verschleiß von Rotoren und Spalten. Daher müssen Filterung und Abscheidung vorgeschaltet werden.
Auslegungshinweise: Roots-Pumpe und Vorpumpe werden nach dem Saugvermögensverhältnis kombiniert. Ist das Verhältnis zu groß, kann die Druckdifferenz über ein Überströmventil oder einen Bypass begrenzt werden, um eine Überlastung der Vorpumpe zu vermeiden. Die Startreihenfolge sieht vor, dass die Vorpumpe zuerst das Grundvakuum herstellt und danach die Roots-Pumpe zugeschaltet wird. Bei der Auslegung ist die tatsächliche Druck-Saugvermögen-Kurve zugrunde zu legen; ein Vergleich allein anhand des maximalen Saugvermögens führt leicht zu einer Fehlauswahl.
Dieser Beitrag beschreibt die Auslegungsmethode und ist keine konkrete Projektaufzeichnung.