Trockene Scrollpumpen: Die Leistungslücke schließen – Physics World

Denken Sie klein, gewinnen Sie groß. Dieses Mantra hat sich seit einiger Zeit als verlässlicher Bezugsrahmen für den Vakuumspezialisten erwiesen Edwards Das Unternehmen stellt im Rahmen einer viel umfassenderen Produktentwicklungs-Roadmap ein Portfolio kleiner Vakuumpumpen her, die maßgeschneidert sind für Erstausrüster von Analyseinstrumenten (zur Integration in deren Elektronenmikroskopie- und Massenspektrometriesysteme), Hochenergiephysiklabore (für den Einsatz in Beschleunigerstrahllinien und Hochleistungslasersystemen) sowie eine Reihe von F&E- und Leichtindustrieanwendungen (einschließlich Dünnschichtbeschichtungssysteme, Oberflächenwissenschaftsinstrumentierung und Leckerkennung).

Wenn man ein wenig näher heranschaut, deckt das Kleinpumpenangebot von Edwards bisher die EM- und RV-Reihe ölgedichteter Drehschieberpumpen (0.7–12 m) ab³/h Saugvermögen); die Membranpumpe XDD1 (1.4 m).³/H); und nXDSi Trockenscrollpumpen (6–20 m).³/H). Hierin liegt die Chance. „Wir haben eine Lücke in der Scroll-Pumpen-Produktfamilie erkannt und damit eine Möglichkeit gefunden, unseren Kunden mehr Auswahl und Optionen zu bieten“, erklärt Dave Goodwin, Produktmanager für Scroll- und Drehschieberpumpen bei Edwards. „Das Ziel bestand darin, eine kompakte Pumpe mit geringerer Sauggeschwindigkeit als die nXDSi, verbesserter Leistung gegenüber der XDD1 und gleichzeitig eine trockene Alternative zu unseren kleinen, ölgedichteten Drehschieberpumpen zu entwickeln.“

Schneller Vorlauf und diese Leistungslücke wurde nun mit den neuesten Ergänzungen der Edwards-Reihe trockener Scrollpumpen geschlossen – der mXDS3 und mXDS3s – mit einer Sauggeschwindigkeit von 3 m³/h zusammen mit einem Enddruck von 0.1 mbar. Die konfigurierte mXDS3s-Version (mit 8 kg) ist werkseitig mit einem Einlassventil mit Verzögerungsöffnung ausgestattet (und wird auch mit einem Abgasschalldämpfer geliefert), während die mXDS3 (7.8 kg) die Standardpumpenoption (ohne eingebautes Einlassventil) bietet. Im ersten Fall bietet das Einlassventil Schutz für das Vakuumsystem, wenn die Pumpe angehalten wird (oder aufgrund eines Stromausfalls stoppt), indem es verhindert, dass sich teilweise komprimiertes Gas erneut durch den Pumpeneinlass ausdehnt. „Hier geht es um zusätzliche Sicherheit für den Benutzer“, sagt Goodwin. „Die verzögerte Öffnung bedeutet, dass das Ventil bei Wiederherstellung der Stromversorgung erst dann öffnet, wenn die Pumpe ihre volle Betriebsleistung erreicht hat.“

Beide Versionen der Pumpe haben die gleiche kompakte Grundfläche (223 x 158 x 231 mm) und verfügen über einen IEC-Anschluss für die Netzversorgung, einen Ein-/Ausschalter zur einfachen Steuerung sowie eine Nenndrehzahl von 3000 U/min (50 Hz) und 3600 U/min (60 Hz). „Der mXDS3 und der mXDS3s liefern eine hohe Pumpdichte – ideal für die Unterstützung von Turbomolekularpumpen, die im Mittel- und Hochvakuumbereich arbeiten“, bemerkt Goodwin. „Sie eignen sich auch hervorragend für Instrumenten-OEMs, Hersteller kleiner Vakuumsysteme in akademischen Labors sowie für Endanwender in der Industrie.“

Kollaborative Innovation

Ungeachtet der betrieblichen Vorteile ist es offensichtlich, dass der Ansatz von Edwards zur Produktinnovation fest auf einer kontinuierlichen Verbesserungsmentalität und einem kontinuierlichen Dialog mit der vielfältigen Kundenbasis des Unternehmens basiert. „Wir berücksichtigen systematisch die Eingaben unserer Endbenutzer“, erklärt Goodwin. „Auf diese Weise versuchen wir, ihre Probleme zu lösen, indem wir bestehende Produkte anpassen oder neue entwickeln.“

Im Mittelpunkt dieses gemeinsamen Gesprächs steht das Global Technology Centre (GTC) von Edwards in Burgess Hill, Großbritannien. Im Rahmen der internationalen Forschungs- und Entwicklungsbemühungen von Edwards beschäftigt das GTC ein Team aus Wissenschaftlern und Ingenieuren, das sich der Entwicklung und Validierung von Kerntechnologien für alle Produktlinien des Unternehmens, einschließlich des Kleinpumpenportfolios, widmet. Ihr Ziel: die richtigen Produkte, Merkmale und Funktionen zur richtigen Zeit auf den Markt zu bringen, um sie an die sich verändernden Vakuumanforderungen der Kunden anzupassen.

Bei der Entwicklung von mXDS3 und mXDS3s bestand die erste Aufgabe für Goodwin und das funktionsübergreifende GTC-Projektteam – bestehend aus anderen Produktmanagern, Anwendungsspezialisten und Geschäftsbereichsmanagern – darin, eine vorläufige Marktanforderungsspezifikation und einen Technologiedemonstrator im Frühstadium zu erarbeiten. „Anschließend haben wir die Demonstratoren in einer Reihe von Kundenumgebungen eingesetzt – im akademischen Bereich, in der Industrie und bei OEMs – um zu sehen, ob wir ein tragfähiges Produktkonzept hatten, das wir bis zur vollständigen kommerziellen Markteinführung durchsetzen konnten“, bemerkt er.

Das Kundenfeedback bestätigte, dass das Edwards-Team auf dem richtigen Weg war und untermauerte darüber hinaus eine detaillierte technische Anforderungserfassung zur Feinabstimmung der Produktfunktionalität. „Zu diesem Zeitpunkt“, fügt Goodwin hinzu, „wurden alle relevanten Lern- und Fachkenntnisse aus dem GTC an unseren Produktionsstandort in Lutin, Tschechische Republik, übertragen, um das Pumpendesign in ein marktreifes Produkt zu überführen und vor der Markteinführung bei ausgewählten Kunden ‚Straßentests‘ durchzuführen.“

Dem Kunden das Leben erleichtern

Während bei der kommerziellen Positionierung größtenteils die kompakte Stellfläche, das leichte Design und die Pumpgeschwindigkeit im Vordergrund stehen, möchte Edwards weitere betriebliche Vorteile der mXDS3/mXDS3s-Plattform hervorheben. Zunächst einmal handelt es sich um trockene Pumpen, sodass der Benutzer kein Öl prüfen, nachfüllen oder ersetzen muss (wie bei ölgedichteten Drehschieberpumpen). Dieser Umweltvorteil führt auch zu einem geringeren Wartungsaufwand und weniger Eingriffen, da der Benutzer in der Regel nur alle zwei Jahre die Spitzendichtung zwischen den festen und rotierenden Spiralen der Pumpe wechseln muss (im Gegensatz zu zwei oder drei Ölwechseln pro Jahr bei einer Drehschieberpumpe).

Weitere wichtige Merkmale sind die Helium-Pumpleistung (die der von Luft ähnelt und keinen „Memory-Effekt“ aufweist); niedriger Geräuschpegel – spezifiziert mit 54.0 ± 2.5 dB (A) – um eine bessere Arbeitsumgebung zu gewährleisten, wenn die Pumpe im Endvakuum läuft; und die Flexibilität, die Pumpe horizontal (standardmäßig) oder vertikal (mit dem Motor oben) montieren zu können, wenn sie in ein bestehendes Vakuumsystem integriert wird.

„Die mXDS3 und mXDS3s verstärken die Breite und Tiefe des Scrollpumpen-Angebots von Edwards“, schließt Goodwin. „Darüber hinaus stellen diese Produkte unser unübertroffenes Anwendungswissen und technisches Know-how unter Beweis, wenn es um Design, Verbesserung und Innovation im gesamten Kleinpumpenportfolio geht.“

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• Quelle: https://physicsworld.com/a/dry-scroll-pumps-filling-the-performance-gap/