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Übersicht Drehschieber-Vakuumpumpe
Die Roots-Vakuumpumpe ist eine Rotationsvakuumpumpe mit variabler Kapazität, die zwei „8“-förmige Rotoren im Pumpengehäuse verwendet, die intern eine synchrone Rückwärtsdrehung ausführen, um das Ansaugen und Abpumpen zu vervollständigen. Entsprechend den unterschiedlichen Arbeitsbereichen der Roots-Vakuumpumpen werden sie weiter unterteilt in Roots-Pumpen mit niedrigem Vakuum, die direkt in die Atmosphäre abgeben, Roots-Pumpen mit mittlerem Vakuum (auch als mechanische Druckerhöhungspumpe bekannt) und mehrstufige Roots-Pumpen mit hohem Vakuum. Im Allgemeinen weisen Wälzkolbenpumpen die folgenden Eigenschaften auf: über einen weiten Druckbereich. Im Inneren herrscht eine große Pumpgeschwindigkeit; Schneller Einstieg, sofort arbeitsfähig; Unempfindlich gegen Staub und Wasserdampf im abgesaugten Gas; Der Rotor muss nicht geschmiert werden, und in der Pumpenkammer ist keine Schmierung erforderlich. Geringe Vibration, gute dynamische Rotorbalancebedingungen, ausgestattet mit Auslassventilen; Geringe Antriebsleistung, geringer mechanischer Reibungsverlust; Kompakte Struktur mit geringem Platzbedarf; Transport
Der Wartungsaufwand ist gering.
Die Eigenschaften der Roots-Vakuumpumpe
Die Roots-Vakuumpumpe zeichnet sich durch schnelles Anlaufen, geringen Stromverbrauch, niedrige Betriebs- und Wartungskosten, große Pumpgeschwindigkeit, hohe Effizienz, Unempfindlichkeit gegenüber geringen Mengen Wasserdampf und Staub im zu pumpenden Gas, große Pumprate im Druckbereich von 100–1 Pa und schnelle Entfernung von plötzlich auftretendem Gas aus. Dieser Druckbereich liegt genau zwischen der ölgedichteten mechanischen Vakuumpumpe und der Diffusionspumpe. Daher wird es häufig in Reihe zwischen der Diffusionspumpe und der ölgedichteten mechanischen Vakuumpumpe geschaltet, um die Luftpumpleistung im mittleren Druckbereich zu erhöhen. Heutzutage wird sie auch als mechanische Druckerhöhungspumpe bezeichnet.
Arbeitsprinzip
Der Aufbau der Wurzelpumpe ist in der Abbildung dargestellt. Im Pumpenhohlraum sind zwei „8“-förmige Rotoren auf einem Paar paralleler Wellen vertikal installiert und werden von einem Zahnradpaar mit einem Übersetzungsverhältnis von 1 angetrieben, die sich synchron in entgegengesetzte Richtungen drehen. Zwischen den Rotoren und zwischen dem Rotor und der Innenwand des Pumpengehäuses besteht ein gewisser Abstand, der den Hochgeschwindigkeitsbetrieb ermöglichen kann. Da es sich bei der Roots-Pumpe um eine Vakuumpumpe ohne interne Kompression handelt, ist das Kompressionsverhältnis normalerweise sehr niedrig, sodass die Pumpe der vorderen Stufe erforderlich ist. Das Endvakuum einer Wälzkolbenpumpe hängt nicht nur von der Struktur und Fertigungsgenauigkeit der Pumpe selbst ab, sondern auch vom Endvakuum der vorherigen Pumpe. Um das Endvakuum der Pumpe zu verbessern, kann die Wälzkolbenpumpe in Reihe geschaltet werden.
Das Funktionsprinzip der Roots-Pumpe ähnelt dem des Roots-Gebläses. Durch die kontinuierliche Rotation des Rotors wird das abgesaugte Gas über die Ansaugöffnung in den Raum V0 zwischen Rotor und Pumpengehäuse gesaugt und dann über die Auslassöffnung ausgestoßen. Da der V0-Raum nach dem Ansaugen vollständig geschlossen ist, wird das Gas im Pumpenhohlraum nicht komprimiert und expandiert. Wenn sich jedoch die Oberseite des Rotors über den Rand der Auslassöffnung dreht und der V0-Raum mit der Auslassseite verbunden wird, strömt aufgrund des hohen Gasdrucks an der Auslassseite ein Teil des Gases zurück in den V0-Raum, wodurch der Gasdruck plötzlich ansteigt. Wenn sich der Rotor weiter dreht, wird das Gas aus der Pumpe gefördert.
