Firma:              Leybold

Modell:            Ruvac WSL 2001

Kommentar:   Dokumente dt.

Aufbau und Funktion

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

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.

Funktionsprinzip

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.

Aufbau

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.

Ölabscheidesystem

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.

Technische Daten