- Wälzkolbenpumpe
-
Die Wälzkolbenpumpe, auch Rootspumpe, ist eine Drehkolbenpumpe, die mittels symmetrischer, gegenläufig angeordneter Drehkolben eine Druckdifferenz in einem Druckbereich von 101 bis 10–3 mbar erzeugt. Sie arbeitet nach dem Prinzip der Rotationsverdrängung mit zwei Kolben. Jeder der beiden Kolben hat dabei den Umriss einer Acht und beide laufen in einem Gehäuse bei hoher Drehzahl aneinander ab, ohne sich oder die Gehäusewand zu berühren. Der Abstand zwischen den Kolben beträgt etwa 0,1 mm. Der Schöpfraum ist sichelförmig. Die Wälzkolbenpumpe benötigt eine Vorpumpe, da sie nicht beliebig große Druckunterschiede verkraftet. Sie muss verspannungsfrei, möglichst waagerecht montiert werden.
Der Ablauf des Pumpvorgangs kann in vier Phasen eingeteilt werden: Bei Phase I dringt das Gas in den dem Rezipienten zugewandten Volumen ein. Während der Phase II wird das Volumen stetig vergrößert, bis in Phase III ein sichelförmiger Schöpfraum von dem Schöpfvolumen auf der Gaseinlassseite abgetrennt wird. In Phase IV erlangt das Gas einen Zugang zu dem Raum auf der Ausstoßseite. Das Gas aus dem Schöpfraum verdichtet sich mit dem bereits vorhandenen Gas, bis es bei der weiteren Kolbenbewegung ausgestoßen wird. Bei hohen Drehzahlen erreicht man trotz des Verlustes an der Spalte (Leitwert gering) ein hohes Saugvermögen. Die Drehzahl ist begrenzt durch die auf den Kolbenwerkstoff wirkenden Fliehkräfte.
Der Vorteil dieser Pumpe ist, dass keine Schmierung im Schöpfraum vorhanden ist. Dies ist eine wichtige Voraussetzung bei Vorpumpen für UHV-Anlagen. Bedingt durch den Strömungswiderstand und den unterschiedlichen Temperaturkoeffizienten der Kolben und des Gehäuses, benötigt die Rootskolbenpumpe selbst eine Vorpumpe.
Wikimedia Foundation.
