Vakuumpump

Grundläggande funktion för en vakuumpump

En vakuumpump omvandlar den mekaniska energin (vridmomentet) från en roterande axel till pneumatisk energi genom att evakuera luften i ett slutet system. Trycket i systemet sänks alltså med hjälp av vakuumpumpen till ett tryck som är lägre än trycket (atmosfärstrycket) utanför och blir ett vakuumsystem. Hur mycket energi som går åt för att skapa vakuum i systemet beror på volymen som skall evakueras och vilket undertryck man skapar. Undertrycket är skillnaden mellan trycket i systemet och det atmosfäriska trycket utanför systemet.

Mekanisk vakuumpump

En mekanisk vakuumpump använder samma princip som en luftkompressor fast tvärt om. Istället för att fylla ett slutet system med luft från atmosfären, drar en vakuumpump ut luften ur systemet till atmosfären. En stor skillnad är att trycket som driver luften in i vakuumpumpen är under atmosfäriskt tryck och blir förtvivlat litet vid högt vakuum. Andra skillnader mellan vakuumpumpen och kompressorn är:

• Den maximala tryckskillnaden kan aldrig bli större än atmosfärstrycket 101,3kPa (760,2mmHg/1,01353bar) eftersom detta representerar absolut vakuum.
• Luftens massa minskar för varje slag eller varv, och därför ändras också den absoluta tryckskillnaden, i takt med att vakuumnivån stiger.
• Vid höga vakuumnivåer kommer betydligt mindre luft passera genom pumpen. Därför måste pumpen själv kunna absorbera och avge all den värme som genereras av pumpdriften.

Vakuumpumpars kapacitet

En vakuumpump kan hantera olika vakuumnivåer. Det talas om grov- och finvakuum respektive lågt och högt vakuum. Ibland kan det förväxlas med högt och lågt tryck och begreppet får då omvänd betydelse. Lågt vakuum är mindre avancerat vakuum, det vill säga kräver pumpar som inte behöver komma ner så lågt i tryck. Högt vakuum är avancerat vakuum, det vill säga pumpar som klarar av att komma ner till väldigt låga tryck.

När man evakuerar luft från ett slutet system kommer densiteten i den kvarvarande luften i systemet kontinuerligt att minska och därvid skapa vakuum. Eftersom den maximala teoretiska tryckskillnaden är lika med atmosfärstrycket är det viktigt att känna till atmosfärstrycket på platsen där systemet befinner sig.

Exempel, en vakuumpump skall installeras i Mexico City där lufttrycket är 74,5kPa (558.8mmHg). Pumpen har kapaciteten 607,5 mmHg = 81 kPa = 0,81bar (vid atmosfärstryck 101,3kPa/760mmHg), den kan alltså inte producera ett vakuum motsvarande 607,5mmHg vid ett lufttryck motsvarande det i Mexico City. Proportionerligt kommer den att evakuera motsvarande luftmängd och för exemplet blir därför vakuumkapaciteten 558,8*607,5/760 = 446,7mmHg för pumpen i Mexico City.

Ibland räcker det inte att bara använda en pump för att komma ner i önskat tryck. Vissa pumpar kan dessutom inte startas vid atmosfärstryck, utan kräver en förvakuumpump för att få rätt förutsättningar.