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Firma: Leybold
Modell: Ruvac WSL 2001
Kommentar: Dokumente dt.
Die RUVAC WSL, WSLF und WSLG sind Wälzkolben-Vakuumpumpen,dies peziell für den Einsatz an Gaslasern modifiziert sind. Sie werden von einem Spaltrohrmotor angetrieben.
Die RUVAC WSLF sind besonders für den Betrieb mit Frequenzwandlern geeignet. Bei der RUVAC WSLG steigert ein zusätzlich eingebautes Getriebe die Drehzahl der Wälzkolben.
Wälzkolbenpumpen - auch Rootspumpen oder Rootsgebläse genannt - sind Drehkolbenpumpen, bei denen sich im Fördergehäuse (1/3) zwei symmetrisch gestaltete Dreh- oder Wälzkolben (1/5) gegensinnig abwälzen. Die Rotoren haben ungefähr einen 8-förmigen Querschnitt und sind durch ein Zahnradgetriebe so synchronisiert, daß sie sich ohne gegenseitige Berührung mit geringem Spiel aneinander und an der Gehäusewand vorbeibewegen.
Das Funktionsprinzip wird anhand von Abb. 2 erklärt.
Bei Kolbenstellung I und II wird das im Ansaugflansch befindliche Volumen vergrößert. Beim Weiterdrehen der Kolben in Stellung III wird ein Teil des Volumens von der Saugseite abgeschlossen.
In Stellung IV wird dieses Volumen zur Ausgangsseite hin geöffnet, und unter Vorvakuumdruck (höher als der Ansaugdruck) stehendes Gas strömt ein. Das einströmende Gas verdichtet das von der Saugseite her geförderte Gasvolumen. Bei weiterer Kolbendrehung wird das verdichtete Gas über den Ausgangsflansch ausgefördert. Dieser Vorgang wiederholt sich für jeden der zwei Kolben zweimal pro voller Umdrehung. Durch den berührungsfreien Lauf im Förderraum können Wälzkolbenpumpen mit hohen Drehzahlen betrieben werden (serienmäßig n =3000 min -1 , bei 50 Hz Netzfrequenz bei RUVAC WSL/WSLF, bis zu n = 6000 min -1 bei RUVAC WSLG). Dadurch erreicht man mit kleinen Pumpen ein vergleichsweise hohes Saugvermögen.
Die Druckdifferenz und das Kompressionsverhältnis zwischen Ansaug- und Ausgangsseite sind bei Wälzkolbenpumpen begrenzt. Ein Überschreiten der zulässigen Druckdifferenz führt zu Überhitzung der Pumpe. In der Praxis ist die maximal erreichbare Druckdifferenz nur im Grobvakuumbereich (p > 10 mbar) von Bedeutung, während im Feinvakuumbereich (p < 1 mbar) das erreichbare Kompressionsverhältnis die entscheidende Rolle spielt.
Aus diesen Gründen können Wälzkolbenpumpen ohne zusätzliche Einrichtungen nicht gegen Atmosphärendruck fördern; sie werden daher entweder in Verbindung mit Vorpumpen oder in geschlossenen Gaskreisläufen eingesetzt.
Die RUVAC WSL und WSLF unterscheiden sich nur durch die Motorleistung. Die RUVAC WSLF haben vergleichsweise stärkere Motoren und sind deshalb besonders für den Betrieb mit Frequenzwandlern geeignet. RUVAC Wälzkolbenpumpen können Gas in waagerechter und senkrechter Richtung fördern.
Während der Förderraum von Wälzkolbenpumpen frei ist von Dicht- und Schmiermitteln, werden die beiden Zahnräder des Synchrongetriebes (3/3) und die Lager (3/4) der Kolbenwellen mit Öl geschmiert. Zahnräder und Lager der RUVAC befinden sich in zwei Seitenräumen im Gehäuse, die auch den Ölvorrat enthalten.
Diese beiden Seitenräume sind durch Kolbenring-Dichtungen (3/5) vom Förderraum getrennt. Die Kolbenring-Dichtungen sind nicht gasdicht.
Die Lagerräume sind durch zwei Verbindungsrohre (3/14) miteinander verbunden. Diese zwei Rohre sind so angeordnet,daß bei waagerechter und senkrechter Förderrichtung jeweils ein Rohr die beiden Ölvorräte und das andere die evakuierten Räume über dem Ölvorrat miteinander verbindet.
In beiden Lagerräumen sorgen integrierte Ölpumpen dafür, daß die Lager und Zahnräder bei allen zulässigen Drehzahlen ausreichend mit Öl versorgt werden.
Alle vom geförderten Gas berührten Oberflächen sind korrosionsgeschützt; bei einigen Typen plasmanitriert, bei anderen verkupfert. Die RUVAC WSL/WSLF/WSLG werden von einem Spaltrohrmotor angetrieben. Beim Spaltrohrmotor werden Rotor und Statorwicklungen (3/8) durch einen vakuumdichten Topf (3/9) (Spaltrohr) aus unmagnetischem Material getrennt. Der Rotor läuft im Vakuum; damit kann eine Wellendurchführung zur Atmosphäre entfallen.
Bei den RUVAC WSL und WSLF laufen ein Wälzkolben und der Motorrotor auf einer gemeinsamen Welle (3/12). Die Welle (3/7) mit dem anderen Wälzkolben wird über das Synchrongetriebe (3/3) angetrieben.
Bei der RUVAC WSLG läuft der Motorrotor auf einer eigenen Welle (4/5). Über ein Übersetzungsgetriebe (4/3) wird die obere Kolbenwelle (4/2) (bei waagerechter Gasförderung) angetrieben. Die Übersetzung des Getriebes beträgt serienmäßig 1:1,5. Die höchste zulässige Drehzahl der Kolben ist 6000 min -1 . Die untere Kolbenwelle (4/1) wird über das Synchrongetriebe (3/3) angetrieben.
Die RUVAC WSL und WSLG können mit den serienmäßigen Motoren sowohl mit 50 Hz als auch mit 60 Hz Netzfrequenz betrieben werden. Die Umdrehungszahl und Saugvermögen steigen entsprechend. Die RUVAC WSLF können bei Betrieb mit Frequenzwandlern mit Frequenzen zwischen 50 Hz und 100 Hz betrieben werden.
In die Statorwicklung des Motors ist ein Thermoschalter eingebaut, der die Pumpe bei korrektem Anschluß bei zu hoher Motortemperatur abschaltet.
Die RUVAC sind luftgekühlt. Der Luftstrom zum Kühlen von Motor und Pumpe wird durch einen Ventilator (3/11) mit eigenem Antriebsmotor unter der Lüfterhaube (3/10) des Motors erzeugt.
Bei den WSL 1001 und 2001, der WSLG 1001 und den WSLF 501 und 1001 befindet sich ein zusätzlicher Thermoschalter in der Wicklung des Lüftermotors.
In Gaslaser-Anlagen werden die RUVAC Pumpen zum Umwälzen des Lasergases benutzt. Bei dieser Anwendung muß der Förderraum der Wälzkolbenpumpe frei von Kohlenwasserstoffen bleiben.
Um zu verhindern, daß geringe Mengen von Öldampf über die Kolbenringe in den Förderraum gelangen, werden die Lagerräume durch eine zusätzliche Vakuumpumpe (Anschluß bei 3/1) auf einen Druck evakuiert, der niedriger ist als der Betriebsdruck im Förderraum der RUVAC.
Dadurch entsteht ein geringer Gasstrom vom Förderraum zu den Lagerräumen, der einen Öltransport in den Förderraum sicher verhindert.
Das mit dem abgesaugten Gas mitgerissene Öl wird im wassergekühlten Ölabscheidesystem (3/2) ausgefiltert und fließt über die ÖIRückführleitung (3/16) zurück in den Ölvorrat.
RUVAC
WSL
501
WSLF
1001
WSLG
2001
Nennsaugvermögen
m 3 -h -1
505
1000
1500
2050
Maximal zulässige Druckdifferenz im Dauerbetrieb
mbar
80
Netzspannung, 50 Hz
V
220/380
Motorleistung
kW
2,2
3,0
4,0
5,5
7,5
Nenndrehzahl des Motors
min-
3000
Schutzart
IP
20
Drehzahl der Pumpe
min -1
4500
Ölfüllung
bei waagerechter Förderrichtung
I
0,7
1,2
1,6
2,0
bei senkrechter Förderrichtung
1,0
2,3
Gewicht
kg
130
147
228
275
300
458
Anschlußflansche DIN 2501
DN
65
100
150
Kühlwasserdruck
bar
1-5
Kühlwasserdurchfluß
l · h -1
200
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mm
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