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Untersuchung des Anwendungspotentials von Schraubenvakuumpumpen im Blower-Betrieb

Titel: Untersuchung des Anwenungspotentials von Schraubenvakuumpumpen im Blower-Betrieb
Thema: Rotationsverdränger-Vakuumpumpen (insbesondere Schraubenmaschinen)
Förderung: AiF (Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen)
Ansprechpartner:  Prof. Dr.-Ing. A. Brümmer, Dipl.-Ing. K. Nadler, Dipl.-Ing. A. Nikolov

 

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurde die Simulationssoftware KaSim genutzt, um das thermodynamische Betriebsverhalten sowie das Anwendungspotential von typischen Schraubenmaschinen als „Blower“ zu untersuchen. Der flexible und modulare Aufbau von KaSim ermöglicht die Modellierung und Simulation verschiedener Verdränger-Vakuumpumpen von der Schraubenspindel-Vakuumpumpe im Grobvakuum bis hin zu Roots-„Blowern“ im Fein- und angrenzenden Hochvakuum. Des Weiteren wurde die systematische und umfassende Untersuchung des bisher nicht erforschten Anwendungspotentials der Schraubenmaschine als Vakuumpumpe im Blower-Betrieb durchgeführt.

Blower

 

„Blower“ werden vornehmlich in Kombination mit einer Vorvakuumpumpe, die gegen Atmosphäre ausschiebt, eingesetzt. Aus diesem Grund müssen die Blower nur noch gegen eine absolut sehr kleine Druckdifferenz arbeiten, hierbei jedoch einen möglichst hohen Volumenstrom verdichten. Die im Regelfall für diesen Zweck eingesetzten Wälzkolben-Vakuumpumpen lassen diesbezüglich jedoch Nachteile gegenüber einer Schraubenvakuumpumpe (z.B. hinsichtlich der Prozessführung) erwarten, so dass die Exploration der Vorteile der Schraubenvakuumpumpe sinnvoll ist. Die Analyse des thermodynamischen Betriebsverhaltens erfolgt mit Hilfe von KaSim für eine Vielzahl an geometrischen Varianten. Diese geometrische Vielfalt war nur durch die Entwicklung der Preprocessing-Software KaSim-PRE möglich, welche automatisiert die KaSim-Modellerstellung übernimmt. Die erfolgreiche Entwicklung dieses Programms stellt somit einen wesentlichen Bestandteil des Forschungsvorhabens dar. Die theoretische Untersuchung verschiedener Geometrievarianten ist punktuell durch experimentelle Untersuchungen begleitet worden, um die Abbildungsgüte der Modellierung und Simulation bei Variation der geometrischen Parameter überprüfen zu können.

 

blower1