Comment fonctionnent les filtres de pompe ?

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Créer un vide sans huile avec des accessoires pour pompes rotatives

Dans le cadre d'un procédé sous vide, des substances nocives pour les pompes rotatives peuvent être présentes dans une chambre à vide. Différents accessoires permettant d'éviter la contamination sont disponibles, comme décrit ci-dessous. Il s'agit notamment d'accessoires permettant de réduire la vapeur d'eau, la vapeur d'huile et les particules de poussière grâce à l'utilisation de filtres spécialisés ou de pièges à adsorption.

Elimination de la vapeur d'eau

La vapeur d'eau se produit dans les procédés sous vide humide. Cela peut provoquer un dépôt d'eau dans la conduite d'admission. Si ce condensat atteint l'orifice d'entrée de la pompe, l'huile de la pompe peut être contaminée. Les performances de pompage des pompes lubrifiées peuvent être considérablement altérées. De plus, la vapeur d'eau évacuée par la vanne de sortie de la pompe peut se condenser dans la conduite de sortie de refoulement. Si la conduite de sortie n'est pas disposée correctement, le condensat peut descendre et atteindre l'intérieur de la pompe via la vanne de sortie de refoulement. Par conséquent, en présence de vapeur d'eau et d'autres vapeurs, l'utilisation de réservoirs de condensats est fortement recommandée. Si aucune conduite de sortie de refoulement n'est raccordée à la pompe à lest d'air (par exemple, avec les petites pompes à palettes rotatives), il est recommandé d'utiliser des filtres de refoulement. Ces filtres retiennent le brouillard d'huile évacué par la pompe.

Certaines pompes sont équipées de cartouches filtrantes facilement remplaçables qui non seulement retiennent le brouillard d'huile, mais nettoient également l'huile qui circule dans la pompe. Lorsque la quantité de vapeur d'eau présente est supérieure à la tolérance à la vapeur d'eau de la pompe, un condenseur doit toujours être installé entre le réservoir et la pompe. (Pour plus de détails, consultez la section dédiée aux condenseurs)

Elimination de la poussière

Les impuretés solides, telles que la poussière et les gravillons, augmentent considérablement l'usure des pistons et des surfaces à l'intérieur du corps de pompe. Si ces impuretés risquent de pénétrer dans la pompe, il convient d'installer un séparateur de poussière ou un filtre anti-poussière dans la conduite d'admission de la pompe. Aujourd'hui, il existe non seulement des filtres classiques dotés de carters assez grands et d'inserts filtrants correspondants, mais également des filtres à mailles fines montés dans l'anneau de centrage de la petite bride. Si nécessaire, il est recommandé d'élargir la section transversale à l'aide d'adaptateurs KF.

Elimination de la vapeur d'huile

La pression limite pouvant être atteinte avec les pompes rotatives lubrifiées est fortement influencée par la vapeur d'eau et les hydrocarbures de l'huile de la pompe. Même avec les pompes à palettes rotatives bi-étagées, il est impossible d'éviter un léger reflux de ces molécules de l'intérieur de la pompe vers la chambre à vide. Pour la production de vide poussé et très poussé sans hydrocarbures, par exemple avec les pompes ioniques à pulvérisation ou les pompes turbomoléculaires, un vide aussi exempt que possible d'huile est également nécessaire du côté du vide primaire de ces pompes. Pour y parvenir, des pièges à adsorption à vide moyen (voir Fig. 2.40) remplis d'un matériau d'adsorption approprié (par exemple, le tamis moléculaire 13X de LINDE) sont installés dans la conduite d'admission de ces pompes primaires lubrifiées. Le mode d'action d'un piège à sorption est similaire à celui d'une pompe à adsorption. Pour obtenir plus de détails, consultez la section dédiée aux pompes à sorption.

Fig. 2.40 Section transversale d'un piège à adsorption à vide moyen.

Corps
Panier retenant le tamis
Tamis moléculaire (remplissage)
Brides d'étanchéité
Orifice d'admission avec petite bride
Section supérieure
Réservoir pour le réchauffeur ou le réfrigérant
Raccordement sur le côté de la pompe avec petite bride

Si des pièges à adsorption doivent être installés dans la conduite d'admission des pompes à palettes rotatives lubrifiées en fonctionnement continu, il est recommandé d'installer deux pièges à adsorption en parallèle, chacun étant séparé par des vannes. L'expérience montre que la zéolite utilisée en tant que matériau d'adsorption perd une grande partie de sa capacité d'adsorption au bout d'environ 10 à 14 jours de fonctionnement, après quoi l'autre piège à adsorption, désormais régénéré, peut être utilisé ; le procédé peut donc se poursuivre sans interruption. En chauffant le piège à adsorption, qui n'est désormais plus raccordé dans la conduite de pompage, les vapeurs qui s'échappent de la surface de la zéolite peuvent être évacuées plus facilement à l'aide d'une pompe auxiliaire. Pendant le fonctionnement, le pompage via la pompe à lest d'air conduit généralement à un recouvrement de la zéolite dans l'autre piège à adsorption non chauffé et donc à une réduction prématurée de la capacité d'adsorption de ce piège.

Réduction de la vitesse de pompage effective

L'ensemble des filtres, séparateurs, condenseurs et vannes de la conduite d'admission réduisent la vitesse de pompage effective de la pompe. Sur la base des valeurs des conductances ou des résistances normalement fournies par les fabricants, il est possible de calculer la vitesse de pompage effective de la pompe. Pour obtenir plus de détails, consultez la section portant sur le calcul de la conductance.

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