Comment créer un vide sans huile et éliminer les vapeurs d'hydrocarbures dans les pompes

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Le refoulement de vapeurs de fluides de pompe, de vapeurs d'huiles, de lubrifiants de pompe rotative et de leurs produits de craquage peut perturber considérablement les différents procédés de travail sous vide. Pour certaines applications, il est donc recommandé d'utiliser des pompes et des dispositifs qui excluent de manière fiable la présence de vapeurs d'hydrocarbures.

Les hydrocarbures sont des composés chimiques constitués de carbone et d'hydrogène qui sont à la base des carburants courants tels que le pétrole et le gaz. L'élimination de ces hydrocarbures de votre pompe réduira les coûts de fonctionnement et d'entretien à terme. Les vapeurs d'hydrocarbures peuvent être éliminées en utilisant diverses méthodes. Certains types de pompes sont plus adaptés à ce procédé, ce qui signifie que les facteurs suivants doivent impérativement être pris en compte lors du choix d'un certain type de pompe.

Zone de vide grossier (1013 à 1 mbar)

Au lieu des pompes rotatives, il est possible d'utiliser de grosses pompes à jet d'eau, à éjecteur de vapeur ou à anneau liquide. Pour l'évacuation par lots et la production de vide primaire sans hydrocarbures pour les pompes ioniques à pulvérisation, les pompes à adsorption sont bien adaptées. Si l'utilisation de pompes à palettes rotatives lubrifiées ne peut être évitée, il convient d'utiliser des pompes à palettes rotatives bi-étagées. La petite quantité de vapeur d'huile qui reflue par les orifices d'entrée de ces pompes peut être presque entièrement éliminée par un piège à sorption (consultez la page sur les accessoires pour pompes rotatives) inséré dans la ligne de pompage.

Zone de vide moyen (1 à 10^-3 mbar)

Pour le pompage de grandes quantités de gaz dans cette zone de pression, les pompes à éjecteur de vapeur sont de loin les mieux adaptées. Avec les pompes à éjecteur de vapeur de mercure, il est possible de produire un vide totalement sans huile. Par mesure de précaution, il est recommandé d'insérer un piège froid refroidi à l'azote liquide pour que la vapeur de mercure nocive ne pénètre pas dans le réservoir. Avec les pièges à sorption à vide moyen décrits dans la section a), il est possible de produire un vide ne comportant presque pas d'huile jusqu'à moins de 10^-4 mbar à l'aide de pompes à palettes rotatives bi-étagées.

Les pompes à adsorption permettent de produire des vides totalement sans huile dans la zone de vide moyen. Etant donné que l'action de pompage de ces pompes est faible pour les gaz nobles légers, les réservoirs initialement remplis d'air ne peuvent être évacués que jusqu'à environ 10^-2 mbar. Avec des pompes à adsorption, il n'est possible d'obtenir des pressions de 10^-3 mbar ou moins que si le mélange gazeux à pomper ne contient ni néon ni hélium. Dans ce cas, il peut s'avérer utile d'expulser l'air présent dans le réservoir en le remplissant d'abord d'azote puis en le pompant.

Zone de vide poussé et très poussé (< 10^-3 mbar)

En cas d'évolution importante du gaz dans les zones sous pression devant être pompées, il convient d'utiliser des pompes turbomoléculaires ou des pompes cryogéniques. Les pompes ioniques à pulvérisation sont particulièrement bien adaptées pour maintenir la pression la plus basse possible pendant de longues périodes dans un système étanche dans lequel le procédé ne dégage pas de grandes quantités de gaz. Les pompes turbomoléculaires à suspension magnétique garantissent également un vide sans hydrocarbures. Toutefois, lorsque ces pompes sont à l'arrêt, des vapeurs d'huile peuvent pénétrer dans le réservoir par la pompe. Certains moyens appropriés (par exemple, l'utilisation d'une vanne d'isolement ou la ventilation du réservoir avec de l'argon) permettent d'empêcher la contamination des parois du réservoir lorsque la pompe est à l'arrêt. Si l'accent est mis sur la génération d'un « vide sans hydrocarbures » avec des pompes turbomoléculaires, il convient d'utiliser des pompes turbomoléculaires hybrides combinées à des pompes à membrane ou des pompes turbomoléculaires classiques combinées à des pompes à spirales en tant que pompes primaires sans huile.

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