Turbopompen

Wat zijn turbopompen?

Als we kijken naar de werking, dan kunnen de verschillende vacuümpompen onderverdeeld worden in grofweg twee hoofdsoorten: turbopompen (ook wel turbinepomp genoemd) en volumetrische pompen (ook wel verdringerpomp genoemd). Een turbopomp werkt door middel van een roterend schoepenwiel dat is geplaatst in een cilindrische behuizing. Het rotorblad draait met hoge snelheid, waardoor gas of vloeistof wordt aangezogen en naar buiten wordt geperst door middel van centrifugale kracht.

Deze kracht creëert een lage druk in het centrum van de rotor en een hoge druk aan de buitenkant van de rotor. Een turbopomp heeft typisch hoge debieten, maar lage opvoerdrukken (in vergelijking met volumetrische pompen). Het debiet is afhankelijk van de druk van de ruimte waar de vloeistof naar toe wordt verpompt, terwijl het debiet van een volumetrische pomp (in theorie) onafhankelijk is van drukverschillen.

Verschillende turbopompen

Turbomoleculaire pomp

De turbo moleculaire pomp is het meest voorkomende type turbopomp en wordt gebruikt voor het verpompen van gassen tot hoge vacuümdrukken. De turbomoleculaire pomp wordt aangedreven door de motor met hoge snelheid te roteren. Deze pomp wordt gebruikt om een hoog tot ultrahoog vacuüm (minder dan 10-7 mbar) te bereiken. Omdat bij zulke lage drukken de gewone vloeistofdynamica niet meer werkt, worden de gasmoleculen bij een turbomoleculaire pomp met schoepen van de ingang naar de uitgang van de pomp geslagen.

Cryogene turbopomp

De cryogene turbopomp wordt gebruikt voor het verpompen van gassen en vloeistoffen bij zeer lage temperaturen (zogenaamde cryogene stoffen). Cryogene vloeistoffen zijn vloeibaar gemaakte gassen bij een extreem lage temperatuur. Gassen zoals LNG, LPG, LH2, ethyleen, propaan, butaan en stikstof moeten cryogeen worden verpompt. De speciale fysische eigenschappen van deze cryogene stoffen maken het lastig om ze te verpompen. Zij hebben een extreem hoge benodigde systeemdruk, die van 50 tot 300 bar of meer kan variëren.

Magnetisch gelagerde turbopomp

De magnetisch gelagerde turbopomp wordt ook wel magneetpomp of magneetgekoppelde pomp genoemd. Deze is ontworpen voor toepassingen waarbij een hoog debiet en hoge druk vereist is. Bij een magnetisch gelagerde turbopomp wordt het pompgedeelte gescheiden van de aandrijving door middel van een magneetkoppeling. Die koppeling is opgebouwd uit een binnen- en een buitenrotor met daar tussen een afdichtingsmantel. Die afdichtingsmantel dicht de pomp volledig hermetisch af. Hierdoor bieden magneetpompen een veilige manier voor het verpompen van chemische en corrosieve vloeistoffen.

Voordelen van turbopompen

Turbopompen hebben verschillende voordelen ten opzichte van andere typen pompen, zoals volumepompen. Ze kunnen bijvoorbeeld gassen en vloeistoffen verplaatsen met een hoge efficiëntie en een hoog debiet, wat ze geschikt maakt voor toepassingen waarbij snelheid en nauwkeurigheid belangrijk zijn.

Vacuümtechnologie met een turbopomp is bovendien bewezen de beste techniek voor het op (koude) temperatuur houden van transferleidingen en cryogene systemen. In vergelijking met reguliere isolatie is de isolatiewaarde van vacuümisolatie veel hoger, zodat er minder warmte-inlek ontstaat en er minder gassen verloren gaan.

Omdat de constructie over het algemeen eenvoudiger is dan die van verdringerpompen, is de aanschafprijs vaak wat lager. Bovendien zijn ze stil en hebben ze weinig onderhoud nodig, wat een turbopomp aantrekkelijk maakt voor toepassingen waarbij betrouwbaarheid belangrijk is.

Toepassingen

In de ruimtevaartindustrie worden cryogene pompen veel gebruikt voor het verpompen van brandstof en oxidatiemiddelen in raketmotoren. Ze zorgen ervoor dat de brandstof in de verbrandingskamer wordt gespoten. In de halfgeleiderindustrie worden ze gebruikt voor het vacuümproces bij bijvoorbeeld de productie van computerchips.

Verder worden in de farmaceutische industrie veel centrifugaal turbopompen ingezet. Cryogenen pompen hebben tot slot nog tal van toepassingen in bijvoorbeeld de auto-industrie, de medische wereld, de marine en kunnen bovendien gebruikt worden voor wetenschappelijk onderzoek.

Range van Turbopompen

De turbopompen nEXT & STP van Edwards bieden de ultieme techniek, die gebaseerd is op de vertrouwde EXT- en STP-reeksen en tientallen jaren ervaring. Deze pompen combineren ongeëvenaarde prestaties, betrouwbaarheid en onderhoudsgemak voor gebruikers. De pompen van Edwards vormen de nieuwe standaard voor wetenschappelijke turbomoleculaire pompen.

De nEXT serie combineert hoge pompcapaciteit met een compacte bouwvorm en hoge compressieverhoudingen. Ze zijn eenvoudig in gebruik en zijn bovendien kostenefficiënt. Er zijn verschillende uitvoeringen voor hoge voorvacuümbestendigheid en leverbaar van 50 tot 1200 l/sec.

De STP Maglev pompen zijn door hun volledige magnetische lagering zeer betrouwbaar, trillings- en onderhoudsvrij. Deze pompen zijn voorzien van magnetische lagers die de rotor volledig ophangen, waardoor ze perfect zijn voor toepassingen die minimaal onderhoud, weinig trillingen, koolwaterstofvrij pompen en een hoge bedrijfstijd vereisen. De capaciteit ligt tussen 300 en 4500 l/sec, met en zonder drag stages voor een hoge voorvacuüm bestendigheid.