Stellt man die Parameter von 2V80 und V0100 nebeneinander, ist die erste Reaktion vieler: Das lohnt sich nicht. Beide Pumpen haben einen 3-kW-Motor; die einstufige V0100 hat ein Saugvermögen von 100 m³/h, die zweistufige 2V80 nur 74 m³/h. Geringeres Saugvermögen bei gleicher Leistung – warum also die zweistufige Pumpe wählen?
Die Antwort steckt in einer anderen Zeile der Parametertabelle – dem Endvakuum. V0100 erreicht 0.1 mbar, 2V80 4×10⁻⁴ mbar. Zwischen diesen beiden Werten liegt nicht nur etwas Reserve, sondern zwei Größenordnungen; außerdem entscheidet das darüber, dass manche Prozesse mit einer einstufigen Pumpe gar nicht erreichbar sind.
1. Wo liegt der konstruktive Unterschied
Eine einstufige Pumpe hat nur eine Arbeitskammer: Ansaugen, Verdichten, Ausstoßen in einem Vorgang. Das Endvakuum wird dadurch begrenzt, welches Druckverhältnis die letzte Stufe aufbauen kann; zusätzlich wirken Auslassventil, Spaltleckage und Dampfdruck des Pumpenöls. 0.1 mbar liegen für eine konventionelle einstufige Konstruktion im üblichen Bereich.
Eine zweistufige Pumpe hat zwei Kammern in Reihe. Das Gas wird zunächst von der ersten Stufe auf einen Zwischendruck verdichtet und dann in der zweiten Stufe weiter verdichtet und ausgestoßen. Jede Stufe übernimmt ein kleineres Druckverhältnis; der relative Einfluss von Leckage und Rückströmung sinkt entsprechend, und der am Ende erreichbare Druck liegt deutlich niedriger. 2V80 erreicht bei geschlossenem Gasballast 4×10⁻⁴ mbar, 2V275 5×10⁻⁴ mbar.
Der Preis dafür ist ebenfalls direkt: Bei gleicher Leistung müssen zwei Stufen angetrieben werden, und zusätzlich ist ein Satz Zwischenkanäle nötig. Das nominale Saugvermögen bei 50 Hz beträgt daher nur 74 m³/h (2V80). Im Zähler steht der Effizienzverlust der zweistufigen Verdichtung, im Nenner der zusätzliche mechanische Verlust.
2. Die Unterschiede zwischen den beiden Pumpen
| Punkt | 2V80 (zweistufig) | V0100 (einstufig) |
|---|---|---|
| Nennsaugvermögen 50/60 Hz | 74 / 90 m³/h | 100 / 110 m³/h |
| Endvakuum (Gasballast geschlossen) | 4×10⁻⁴ mbar | 0.1 mbar |
| Endvakuum (Gasballast geöffnet) | 5×10⁻³ mbar | 0.5 mbar |
| Motorleistung | 3 kW | 3.0 kW |
| Ansaug-/Auslassanschluss | ISO40(KF40) / NW25(KF25) | G1 1/4" / G1 1/4" |
| Geräuschpegel | 70 dB | Siehe Typenschild des Modells |
| Ölmenge | 5 L | 2 L |
| Gewicht | 125 kg | 75 kg |
Besonders lohnend ist in der Tabelle die Zeile mit geöffnetem Gasballast. Bei der einstufigen V0100 sinkt das Endvakuum mit geöffnetem Gasballast auf 0.5 mbar, die zweistufige 2V80 hält mit geöffnetem Gasballast noch 5×10⁻³ mbar. Beim Absaugen von wasserdampf- oder lösungsmittelhaltigen Medien muss der Gasballast lange geöffnet bleiben; der Druck, den die beiden Pumpen halten können, unterscheidet sich um volle zwei Größenordnungen. In Trocknungs-, Entgasungs- und Vorvakuumanwendungen mit feuchten Medien ist dieser Punkt aussagekräftiger als der Endwert bei geschlossenem Gasballast.
3. Ein Rechenbeispiel: 1.2 m³ Kammer auf 5×10⁻² mbar evakuieren
Angenommen, ein Wärmebehandlungsofen hat ein Nettokammervolumen von 1.2 m³ (ohne Verdrängung durch Gestelle), der Prozess verlangt 5×10⁻²
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