DE102004063058A1

DE102004063058A1 - Verfahren zum Reinigen einer Vakuum-Schraubenpumpe

Info

Publication number: DE102004063058A1
Application number: DE102004063058A
Authority: DE
Inventors: Christian Dr.-Ing. Beyer; Olaf Dipl.-Phys. Stahlschmidt; Uwe Dipl.-Ing. Zöllig
Original assignee: Leybold Vakuum GmbH; Leybold Vacuum GmbH
Current assignee: Leybold GmbH
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2006-07-13
Also published as: EP1833622B2; EP1833622B8; US20080135066A1; WO2006067032A1; JP4819828B2; EP1833622A1; EP1833622B1; JP2008524511A; KR101280493B1; DE502005009881D1; KR20070086062A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen einer trocken verdichtenden Vakuum-Schraubenpumpe mit innerer Verdichtung. Das Reinigungsverfahren besteht aus den Verfahrensschritten: DOLLAR A - Betrieb der Schraubenpumpe (12) mit Nenndrehzahl DOLLAR A - Mischen eines Reinigungsfluides aus einer Spülflüssigkeit und einem Spülgas im Volumenverhältnis von mindestens 1 : 10 und DOLLAR A - Einleiten des Reinigungsfluides in den Gaseinlass (16) der Schraubenpumpe (12). DOLLAR A Mit dem Reinigungsverfahren kann eine trocken verdichtende Vakuum-Schraubenpumpe mit innerer Verdichtung auf einfache Weise regelmäßig gereinigt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen einer trocken verdichtenden Vakuum-Schraubenpumpe mit innerer Verdichtung.

Trocken verdichtende Vakuum-Schraubenpumpen werden ohne eine schmierende, dichtende und reinigende Flüssigkeit betrieben. Bei bestimmten kondensatreichen, stark belastenden Vakuumprozessen, z.B. Sintern oder Löten, kann es zu Ablagerungen auf den Pumpenrotoren und/oder dem Schöpfraum-Gehäuse kommen. Dadurch erhöht sich die Reibung zwischen den Pumpenrotoren und dem Schöpfraum-Gehäuse, so dass sich die Schraubenpumpe schließlich schlecht oder gar nicht mehr starten lässt, im Betrieb erhebliche Vibrationen auftreten können bzw. ein Totalschaden der Schraubenpumpe verursacht werden kann. Daher wird die trocken verdichtende Schraubenpumpe regelmäßig gereinigt.

Eine manuelle Reinigung ist wegen der Notwendigkeit einer Öffnung des Schöpfraum-Gehäuses zeitaufwändig und arbeitsintensiv.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren zum Reinigen einer trocken verdichtenden Vakuum-Schraubenpumpe mit innerer Verdichtung zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Merkmal des Patentanspruches 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht aus den Verfahrensschritten

– Betrieb der Schraubenpumpe mit Nenndrehzahl
– Mischen eines Reinigungsfluides aus einer Spülflüssigkeit und einem Spülgas im Volumenverhältnis von mindestens 1:10, und
– Einleiten des Reinigungsfluides in den Gaseinlass der Schraubenpumpe.

Das Einleiten des Reinigungsfluides erfolgt durch den Haupt-Gaseinlass der Schraubenpumpe, der auch zum Evakuieren verwendet wird. Ein separater Einlass zum Einleiten des Reinigungsfluides wird nicht benötigt. Die Schraubenpumpe wird zum Reinigen mit ihrer Nenndrehzahl betrieben: Eine Drehzahlabsenkung zur Reinigung ist nicht erforderlich. Auf diese Weise entfällt der technische Aufwand für eine Drehzahlabsenkung, der, je nach Art des elektrischen Antriebmotors, erheblich sein kann.

Auf ein Volumenteil Spülflüssigkeit kommen mindestens zehn Volumenteile Spülgas bezogen auf einen atmosphärischen Gasdruck des Spülgases. Durch Vorsehen einer erheblichen Menge Spülgas in dem Reinigungsfluid kann die Schraubenpumpe mit innerer Verdichtung ohne jede Drehzahlabsenkung bei Nenndrehzahl gespült werden. Das Spülgas in dem Reinigungsfluid sorgt dafür, dass der Druckanstieg in den Schöpfräumen der Schraubenpumpe moderat ausfällt.

Das Spülgas ist nicht das Gas, das zur Erzeugung eines Vakuums aus einem Vakuumbehälter abgepumpt wird. Während der Reinigung erfolgt keine Evakuierung.

Mit dem Reinigungsverfahren kann die regelmäßige Reinigung der Schraubenpumpe ohne jede Demontage schnell und preiswert vorgenommen werden.

Vorzugsweise wird das Reinigungsfluid in einem Volumenverhältnis Spülflüssigkeit/Spülgas von mindestens 1:100, vorzugsweise von mindestens 1:1000 gemischt.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt das Mischen des Reinigungsfluides mit Wasser als Spülflüssigkeit. Es kann destilliertes Wasser verwendet werden, es kann jedoch auch, je nach Anwendung, Leitungswasser verwendet werden. In jedem Fall ist die Spülflüssigkeit Wasser preiswert und nahezu überall erhältlich.

Vorzugsweise erfolgt das Mischen des Reinigungsfluides mit Luft als Spülgas. Hierzu kann in den meisten Fällen die Umgebungs-Luft verwendet werden. Das Spülgas ist also auf einfache Weise und preiswert praktisch überall verfügbar.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung hat das Spülgas einen Druck von mindestens 500 mbar, und kann annähernd atmosphärischen Druck aufweisen.

Die Umgebungs-Luft kann daher geringfügig gedrosselt oder ungedrosselt zur Mischung des Reinigungsfluides genutzt werden.

Vorzugsweise kann als Spülgas Stickstoff und/oder Argon verwendet werden. Stickstoff und Argon sind wenig aggressiv und eignen sich daher als Spülgas in besonders sensiblen Anwendungen bzw. Umgebungen.

Vorzugsweise wird während des Reinigens ein Gasballast-Ventil der Schraubenpumpe geöffnet. Hierdurch können die gereinigten Teile der Schraubenpumpe, insbesondere die Wellendichtungen, schneller trocknen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird vor dem Einleiten des Reinigungsfluides die zum Gaseinlass der Vakuumpumpe führende Vakuumleitung geschlossen, und wird nach dem Beenden der Reinigungsfluideinleitung die Vakuumleitung wieder geöffnet. Auf diese Weise wird ein Eindringen des Reinigungsfluides in die Vakuumleitung bzw. das angeschlossene Vakuumgefäß zuverlässig vermieden.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur näher erläutert.
Die Figur zeigt schematisch den Aufbau einer Anlage mit einer Vakuum-Schraubenpumpe zum Betrieb des erfindungsgemäßen Reinigungsverfahrens.
In der Figur ist eine Vakuum-Anordnung 10 dargestellt, die der Evakuierung eines Vakuumbehälters 14 dient. Der Vakuumbehälter 14 kann Teil einer Sinter-Anlage, einer Plasma-CVD-Anlage oder einer anderen Anlage sein, bei der die Möglichkeit besteht, dass das durch die Schraubenpumpe 12 abgepumpte Gas Bestandteile enthält, die zu Ablagerungen in der Schraubenpumpe 12 führen können.
Die Schraubenpumpe 12 weist einen Gaseinlass 16 auf, der unter Zwischenschaltung von Ventilen 18, 20, 22 an den Vakuumbehälter 14, an einen Spülflüssigkeits-Behälter 24 und, wenn erforderlich, an einen Spülgas-Behälter 28 angeschlossen ist.
Im Pumpbetrieb dreht die Schraubenpumpe 12 mit einer Drehzahl von beispielsweise 8000 U/min. Im Pumpbetrieb ist das Vakuum-Ventil 18 geöffnet, während die beiden anderen Ventile 20, 22 geschlossen sind. Im Pumpbetrieb wird auf diese Weise der Vakuumbehälter 14 evakuiert.
Die Schraubenpumpe 12 wird nach einer festgelegten Betriebsdauer regelmäßig gereinigt bzw. gespült.
Zum Spülen der Schraubenpumpe 12 wird zunächst das Vakuum-Ventil 18 geschlossen, so dass der Evakuierbetrieb unterbrochen ist. Anschließend wird das Spülgas-Ventil 22 geöffnet, so dass das Spülgas, beispielsweise Umgebungs-Luft, von der Schraubenpumpe 12 angesaugt wird. Als Spülgas kann auch Stickstoff oder Argon verwendet werden, das in einem entsprechenden Spülgas-Behälter 28 gelagert ist.
Anschließend wird das Spülflüssigkeits-Ventil 20 geöffnet, so dass die Spülflüssigkeit von der Schraubenpumpe 12 angesaugt wird. Als Spülflüssigkeit wird Leitungswasser verwendet, es sind jedoch auch andere Flüssigkeiten geeignet. Das Spülgas und die Spülflüssigkeit vermischen sich vor dem Gaseinlass 16 der Schraubenpumpe 12 zu einem Reinigungsfluid, das ungefähr aus 0,2–3,0 l/min. Spülflüssigkeit und ungefähr 4000–8000 Standardliter/min. Spülgas besteht. Im vorliegenden Fall wird ungefähr 1,0 Liter pro Minute Spülflüssigkeit mit dem Spülgas gemischt.
Durch das Spülgas-Ventil 22 gelangt das Spülgas ungefähr mit atmosphärischem Druck in die Schraubenpumpe 12, mindestens jedoch mit ungefähr 500 mbar.
Der Reinigungsfluid-Gesamtverbrauch und die Dauer der Reinigung hängt vom Grad der Verunreinigung der Schraubenpumpe 12 ab. Die Reinigung kann beendet werden, wenn die Farbe der aus der Schraubenpumpe 12 austretenden Spülflüssigkeit klar, und nicht mehr verfärbt ist. Erfahrungsgemäß werden für die Reinigung zwischen 3,0 und 8,0 Litern Spülflüssigkeit benötigt, so dass die Reinigung wenige Minuten dauert. Nach dem eigentlichen Reinigungsvorgang bleiben das Spülgas-Ventil 22 und ggf. das Spülflüssigkeits-Ventil 20 noch einige Minuten geöffnet, um eine schnellstmögliche Trocknung des Inneren der Schraubenpumpe 12 zu gewährleisten.
Versuche haben ergeben, dass 20–30 Sekunden nach dem Öffnen des Spülflüssigkeits-Ventils 20 ein Dampfstrahl von 2–3 Sekunden am Auslass der Schraubenpumpe 12 austritt. Dies kann damit erklärt werden, dass die Spalte in der Schraubenpumpe 12 zwischen den Schraubenrotoren bzw. zwischen den Schraubenrotoren und dem Gehäuse durch die eintretende Flüssigkeit abgedichtet werden, wodurch das Saugvermögen sprunghaft ansteigt. Durch die starke Komprimierung des Spülgases erfolgt eine schnelle und starke Aufheizung, so dass die Spülflüssigkeit im Schöpfraum verdampft. Der Wasserdampf wird durch den Gasauslass der Schraubenpumpe 12 ausgestoßen, und die Spalte ist wieder relativ schlecht abgedichtet. Der beschriebene Zyklus beginnt nunmehr von Neuem.
Nach der eigentlichen Reinigung bleiben das Spülgas-Ventil 22 und das Spülflüssigkeits-Ventil 20 noch 10–20 Minuten geöffnet, um die Trocknung des Innenraumes der Schraubenpumpe 12 zu beschleunigen. Während und/oder nach der Reinigung wird ein Gasballast-Ventil der Schraubenpumpe 12, soweit vorhanden, geöffnet. Hierdurch wird die Trocknung nach dem eigentlichen Reinigungsvorgang beschleunigt.

Claims

Verfahren zum Reinigen einer trocken verdichtenden Vakuum-Schraubenpumpe (12) mit innerer Verdichtung, mit den Verfahrensschritten – Betrieb der Schraubenpumpe (12) mit Nenndrehzahl – Mischen eines Reinigungsfluides aus einer Spülflüssigkeit und einem Spülgas im Volumenverhältnis von mindestens 1:10, und – Einleiten des Reinigungsfluides in den Gaseinlass (16) der Schraubenpumpe (12).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen des Reinigungsfluides in einem Volumenverhältnis von mindestens 1:100, vorzugsweise von mindestens 1:1000 erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen des Reinigungsfluides mit Wasser als Spülflüssigkeit erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen des Reinigungsfluides mit Luft als Spülgas erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülgas einen Druck von mindestens 500 mbar hat.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülgas annähernd atmosphärischen Druck hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülgas Stickstoff und/oder Argon ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass während der Reinigung ein Gasballast-Ventil der Schraubenpumpe (12) geöffnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: – vor dem Einleiten des Reinigungsfluides: Schließen der zum Gaseinlass (16) der Vakuumpumpe (12) führenden Vakuumleitung (24), und – nach dem Beenden der Reinigungsfluid-Einleitung: Öffnen der Vakuumleitung (24).