Höhere Produktivität ist direkt mit einer steigenden elektrischen Leistung und folglich auch mit steigender Wärmeentwicklung verbunden. Um dennoch das Klima in Produktionshallen konstant zu halten, wird der Ruf nach wassergekühlten Maschinen immer lauter. Diese vom Markt gewünschte Eigenschaft führt bei der neuen Ruvac WH gleichzeitig zu Verbesserungen im internen Wärmehaushalt. Die Pumpen haben einen Kühlwasserkreislauf, welcher seinen Anfang an der Getriebeseite der Pumpe hat, wo er die Temperatur des Öls für das Getriebe und die Lagerstellen deutlich senkt. Durch eine interne Kühlwasserverbindung zur Motorseite werden hier ebenfalls die Lagerstellen gekühlt und die Kühlung des Motors bewirkt zudem eine Erhöhung des Motor-Wirkungsgrades. Die Kühlung der drehenden Pumpenbauteile reduziert die Abwärme im Enddruckbetrieb um ca. 50 Prozent gegenüber normalen luftgekühlten Ausführungen. Zudem gibt es keine unerwünschten Staubverwirbelungen in sauberen Arbeitsbereichen. Durch die verringerte Wärmeemission an die Umgebung ist die Gefahr eines Wärmestaus in einer Schallkabine deutlich reduziert und die Ablufteinrichtung kann signifikant reduziert werden. Durch das reduzierte Luftvolumen wird zusätzlich die Schallemission des Lüfters reduziert, was die Effektivität der Schallhaube deutlich verbessert.
Die von vielen Anwendern geforderte Geräuschreduzierung in den Werkhallen. Die neue Ruvac WH erfüllt diese Anforderungen nicht allein durch eine optimierte Technik ohne Lüfter, wodurch sie deutlich leiser als herkömmliche luftgekühlte Pumpen ist. Zudem wurde die Lager- und Getriebetechnik nebst Ölkühlung so weit verbessert, dass auch im Bereich der rotierenden Teile deutliche Geräuschreduzierungen erreicht wurden. Dies hat einen direkten Einfluss auf die Umgebungslautstärke. Die Möglichkeit, die Pumpen zusätzlich noch mit einer Schalleinhausung auszustatten, bietet noch größere Geräuschreduzierungen für besonders anspruchsvolle Bereiche. Auch für die großen Vorvakuumpumpen Sogevac SV630BF und Screwline SP630F greift Leybold Vacuum auf die Technik der Wasserkühlung zurück.
Energiesparen durch verbesserte Antriebstechnik
Bei der Entwicklung der Ruvac-WH-Serie wurde besonderer Wert auf die Energieeffizienz der Motore gelegt. Herkömmliche Antriebssysteme für Pumpen ohne Wellendurchführung zur Atmosphäre benutzten für die statische Abdichtung zur Umgebung zumeist einen Spalttopf, der zwischen Stator und Käfigläufer eingefügt wurde. Dadurch ergaben sich große Abstände zwischen den einzelnen Motorbauteilen. Des Weiteren entstehen im metallischen Spalttopf Wirbelstromverluste. Durch diese zwei Eigenschaften verringerte sich der Wirkungsgrad auf ca. 80 Prozent.
Leybold Vacuum löste diese Aufgabe durch Integration des Motorstators in das Innere der Pumpe in Verbindung mit vakuumdichten Stromdurchführungen. Hierdurch kann auf eine zusätzliche Abdichtung durch einen Spalttopf verzichtet werden und die Abstände zwischen Rotor und Stator können wie bei handelsüblichen Motoren gewählt werden. Mit der zusätzlichen Wasserkühlung werden für die Motore der großen Ruvac-Pumpen Wirkungsgrade >91 Prozent erreicht; diese erfüllen somit die Vorgaben der Effizienzklasse EFF1. Der Motor der kleinen Ruvac WH700 hat bei 3,5 kW noch einen Wirkungsgrad von 87 Prozent – Spitze in dieser Baugröße und Dichtheitsklasse (IP54) –, was deutliche Energieeinsparungen ermöglicht. Die Versiegelung des Motorstators verhindert darüber hinaus Vibrationen der Wicklungen und erhöht somit die Lebensdauer des Motors erheblich. Der hermetisch gedichtete Motor erfüllt neben der Energieeinsparung weitere Voraussetzungen für eine marktattraktive Pumpe. Die Versiegelung mit Epoxydharz schirmt den Motor komplett von eventuell aggressiven Prozessmedien ab. Durch Anbringen des Motorstators auf der Pumpenwelle entfällt die gesamte Motorlagerung und wird von der Pumpenlagerung übernommen. Diese beiden Maßnahmen reduzieren die Ausfallwahrscheinlichkeiten für Lagerungen und Motorwicklungen deutlich. Immer vielseitigere Anwendungsmöglichkeiten, wie der Markt sie fordert, werden durch den optionalen Frequenzumrichter ermöglicht. Durch die Erhöhung der Drehzahl auf 70 Hz bei der Ruvac WH7000 wird ein nominales Saugvermögen von 9800 m³/h erreicht. Je nach Einsatzgebiet kann der Differenzdruck an die Applikation angepasst werden. Die Ruvac WH4400 kann auf eine Frequenz von 80 Hz gefahren werden und erhöht somit das nominelle Saugvermögen auf 7040 m³/h. Die Ruvac WH700 kann aufgrund ihrer Baugröße auf 120Hz erhöht werden und ist dadurch sehr flexibel im Saugvermögen. Die Motoren der großen Ruvac sind durch mehrere Schutzeinrichtungen gegen Überlast abgesichert. Jeder Motor verfügt über einen PTC und zusätzlich über einen Bimetall-Kontakt, somit ist jede Art von Absicherung gewährleistet und der Kunde kann frei die bevorzugte Art des Überlastschutzes wählen. Zu allen erhältlichen Frequenzumrichtern gibt es optional ein reichliches Zubehör wie zum Beispiel Profibusanschluss, USB-Schnittstelle, externes Bedienungspanel, etc. Des Weiteren sind die Frequenzumrichter für alle gängigen Spannungen erhältlich. Die 200-V- und 400-V-Versionen sind ebenfalls für erhöhte Spannungen im 60-Hz-Betrieb geeignet. Die Drehkolbengebläse können auch mit einem handelsüblichen Frequenzumrichter betrieben werden, zeigen jedoch in dieser Verbindung nicht das volle Leistungsspektrum; auch ist der Support durch den Gebläsehersteller begrenzt.Die Ruvac WH702 hat einen integrierten, wassergekühlten Frequenzumrichter und ist eine für die Prozessindustrie optimierte Pumpe, was sich in vielen Applikationen positiv auswirkt. Durch ihren kleineren Motor mit 2,2kW ist erreicht die WH702 im kontinuierlichen Betrieb lediglich einen Differenzdruck von 50 mbar. Im Vergleich hierzu liegt die WH700 mit ihrem 3,5 KW-Motor bei 80 mbar. Der Betrieb der WH702 ist bis zu einer Umgebungstemperatur von 75°C zugelassen.
Schnelles Auspumpen durch Umwegleitung
Die Ruvac WHU4400 und WHU7000 verfügen über eine neu überarbeitete optionale Umwegleitung, welche die Baugröße des Pumpengehäuses kaum beeinflusst. Die Form des Umwegkanals wurde von ehemals rund auf rechteckig verändert; dadurch konnte ein breiter und folglich flacher Umwegkanal direkt an den Pumpenkörper gegossen werden. Der bauliche Unterschied zwischen der Standard-WH-Ausführung und der WHU mit Umwegleitung beträgt in der Breite lediglich 60 mm und ist, ohne direkte Gegenüberstellung mit der Standard-Pumpe, kaum zu erkennen. Resultierend aus der neuen Bauform des Kanals wurde ein neues Konzept für die Umwegleitung entwickelt und nach erfolgreicher Umsetzung als Patent angemeldet. Das Hinged-Flap-Valve (HVP) basiert auf einer Klappe in rechteckiger Kanalform, welche durch Federkraft den Kanal verschließt.Bei steigendem Differenzdruck öffnet das Ventil und steht anschließend völlig bewegungslos im Luftstrom. Durch die Bauweise konnte sehr viel Gewicht eingespart werden, wodurch die Klappe sehr schnelle Reaktionszeiten aufweist und absolut berührungslos und folglich völlig geräuschfrei arbeitet. Das Anschlagen an Endlagenpunkte konnte somit vollständig vermieden werden, wodurch ebenfalls Materialerschöpfungen vorgebeugt wurde. Durch einen spaltfreien Hubbereich mit gekapselten Scharnieren außerhalb des Strömungskanals ist das HFV deutlich unempfindlicher gegen Stäube und Verschmutzungen.
Anspruchsvolle Plasmaprozesse
Die Plasmatechnik findet zum Beispiel Anwendung, wenn die Oberfläche von Kunststoffen wasserbenetzbar gemacht werden soll oder die Oberflächen von Metallen von organischen Komponenten gereinigt werden müssen. Sie ist umweltfreundlich, kostengünstig und belastet die Bauteile nur wenig. Die Plasmakammer, an die höchste Anforderungen bezüglich Verfügbarkeit, Robustheit und Durchsatz gestellt werden, arbeitet typischerweise in einem Batchprozess, bei dem nach Beladung der Kammer auf den Startdruck (typischerweise zwischen 1 bis 20 Pa) evakuiert wird. Anschließend erfolgt die Plasmabehandlung des Bauteils unter Einlass des gewünschten Plasmagases, bevor die Kammer schließlich belüftet und entladen wird.
Das eingesetzte Vakuumsystem muss die Evakuierungszeit möglichst gering halten (Zeiten im Bereich von 30 s bis 2 min sind hier typisch) und in der Lage sein, den gewünschten Betriebsdruck (typischerweise zwischen 1 bis 50 Pa) trotz Einspeisung der Plasmagase zu halten. Abhängig von der Kammergröße und den zu fördernden Gasmengen werden bei Kleinanlagen zumeist zweistufige Drehschieberpumpen vom Typ Trivac und bei größeren Anlagen Wälzkolbenpumpsysteme mit Wälzkolbenpumpen bis zu 7000 m³/h Nennsaugvermögen eingesetzt. Bei den größeren Systemen wird als Vorpumpe je nach Prozessanforderungen eine trockene Schraubenvakuumpumpe Typ Screwline oder eine ölgedichtete Drehschieberpumpe Typ Sogevac eingesetzt. An die Wälzkolbenpumpen werden bei dieser Applikation hohe Anforderungen gestellt:
Alles in allem sind die Wälzkolbenpumpen der neuen Ruvac WH-Generation die idealen Produkte für den Einsatz bei Plasmaprozessen. Neben den oben genannten Argumenten ist auch die hohe Zuverlässigkeit der Pumpen entscheidend für deren Erfolg. Der bewusste Verzicht auf sensitive Wellendurchführungen, die robuste Auslegung der Lager und des Getriebes, die erhöhte Belastbarkeit durch die integrierte Wasserkühlung und weitere Auslegungsdetails sorgen dafür, dass die Vakuumtechnik als Herzstück der Prozesstechnik funktioniert und sich der Nutzer um die eigentlichen Produktionsprozesse kümmern kann. Weitere Anwendungsbeispiele finden sich unter anderem im Ofenbau, der Forschung wie zum Beispiel Weltraumsimulation sowie in industriellen Beschichtungsanwendungen der Solar- und Prozessindustrie
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