4.2.1 Aufbau / Funktionsprinzip

Die Drehschiebervakuumpumpe ist eine ölüberlagerte Rotationsverdrängerpumpe. Das Pumpsystem besteht aus dem Gehäuse (1), dem exzentrisch eingebauten Rotor (2), den mit Flieh- und Federkraft radial bewegten Schiebern (3) und dem Ein- bzw. Auslass (4). Das Einlassventil ist, sofern vorhanden, als Vakuumsicherheitsventil ausgebildet und ist im Betrieb immer geöffnet. Im Inneren des Gehäuses befindet sich der Arbeitsraum (5), der durch den Stator, den Rotor und die Schieber begrenzt wird. Der exzentrische Rotor und die Schieber teilen den Arbeitsraum in zwei separate Räume mit veränderlichem Volumen. Dreht sich der Rotor, so strömt Gas in den sich vergrößernden Schöpfraum, bis dieser durch den zweiten Schieber abgesperrt wird. Anschließend wird das eingeschlossene Gas so weit komprimiert, bis sich das Auslassventil gegen den Atmosphärendruck öffnet. Das Auslassventil ist ölüberlagert. Beim Öffnen des Ventils dringt eine kleine Menge Öl in den Schöpfraum ein und bewirkt neben einer Schmierung auch die Abdichtung der Schieber gegen das Gehäuse (den Stator).

Abbildung 4.2: Funktionsprinzip der Drehschieberpumpe

Bei Gasballastbetrieb wird eine Bohrung nach außen geöffnet, die stirnseitig in den abgeschlossenen Schöpfraum mündet. Dadurch wird in der Kompressionsphase des Pumpens bereits bei relativ niedriger Kompression der Druck erreicht, der zum Öffnen des Auslassventils erforderlich ist. Damit kann ein gefördertes Gas-Dampf-Gemisch bereits vor einer einsetzenden Kondensation des Dampfs ausgestoßen werden. Der bei Betrieb mit Gasballast erzielte Enddruck ist höher als bei Betrieb ohne Gasballast.

Betriebsmittel, Öl

Das Pumpenöl, auch Betriebsmittel genannt, erfüllt in einer Drehschieberpumpe verschiedene Aufgaben: Es schmiert alle beweglichen Teile, füllt einen Teil des Totvolumens unter dem Auslassventil und dichtet den engen Spalt zwischen Ein- und Auslass. Es dichtet die Spalte zwischen den Schiebern und dem Arbeitsraum und sorgt durch Wärmetransport für einen optimalen Temperaturhaushalt.

Mehrstufige Pumpen

Drehschiebervakuumpumpen werden in ein- und zweistufigen Ausführungen gebaut. Zweistufige Pumpen erreichen niedrigere Enddrücke als einstufige. Auch sind die Auswirkungen des Gasballasts auf den Enddruck geringer, da das Ballastgas nur in die Hochdruckstufe eingelassen wird.

Vakuumsicherheitsventil

Je nach Pumpentyp sind die Drehschiebervakuumpumpen mit einem Vakuumsicherheitsventil ausgestattet. Dieses trennt bei gewolltem und ungewolltem Stillstand die Pumpe vom Rezipienten und belüftet das Pumpsystem mit dem geförderten Gas, damit kein Öl in den Rezipienten aufsteigt. Nach Einschalten der Pumpe öffnet es verzögert, nachdem der Druck in der Pumpe etwa den Druck im Rezipienten erreicht hat.