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Come funzionano i filtri delle pompe?

Creazione di un vuoto oil-free con accessori per le pompe rotative

Nel corso di un processo sottovuoto, nella camera a vuoto possono essere presenti sostanze nocive per le pompe rotative. Per prevenire la contaminazione, come descritto nel seguito, sono disponibili vari accessori, in particolare per la riduzione del vapore acqueo, del vapore d'olio e delle particelle di polvere attraverso l'uso di speciali filtri o trappole ad adsorbimento.

Eliminazione del vapore acqueo

I processi sottovuoto a umido danno origine a vapore acqueo. Ciò può causare il deposito di acqua nella linea di ingresso. Se questa condensa raggiunge la luce di ingresso della pompa, può verificarsi contaminazione dell'olio della pompa stessa. In questo modo, le prestazioni di pompaggio delle pompe a tenuta d'olio possono essere notevolmente compromesse. Inoltre, il vapore acqueo scaricato attraverso la valvola di scarico della pompa può condensarsi nella tubazione di uscita dello scarico. La condensa può, se la tubazione di scarico non è posizionata correttamente, scorrere verso il basso e raggiungere l'interno della pompa attraverso la valvola di scarico. Pertanto, in presenza di vapore acqueo e altri vapori, si raccomanda vivamente l'uso di separatori di condensa. Se alla pompa con gas ballast (ad esempio, con pompe rotative a palette più piccole) non è collegata alcuna linea di uscita di scarico, si consiglia l'uso di filtri di scarico. Questi catturano la nebbia d'olio scaricata dalla pompa. 

Alcune pompe sono dotate di cartucce filtranti facilmente sostituibili che non solo trattengono la nebbia d'olio, ma puliscono anche l'olio della pompa di circolazione. Ogni volta che la quantità di vapore acqueo presente è superiore alla quantità di vapore acqueo tollerato dalla pompa, è buona norma installare sempre un condensatore tra il serbatoio e la pompa. (Per ulteriori dettagli, vedere Condensatori).

Eliminazione della polvere

Le impurità solide, come polvere e granuli, aumentano significativamente l'usura dei pistoni e delle superfici all'interno dell'alloggiamento della pompa. Se vi è il pericolo che tali impurità possano penetrare nella pompa, è necessario installare un separatore di polvere o un filtro antipolvere nella tubazione di ingresso della pompa stessa. Oggi sono disponibili non solo filtri convenzionali con alloggiamenti piuttosto grandi e spessori filtranti corrispondenti, ma anche filtri a maglia fine montati nell'anello di centraggio della flangia piccola. Se necessario, si consiglia di allargare la sezione trasversale con adattatori KF. 

Eliminazione del vapore d'olio

La pressione finale ottenibile con le pompe rotative a tenuta d'olio è fortemente influenzata dal vapore acqueo e dagli idrocarburi provenienti dall'olio della pompa. Anche con le pompe rotative a palette a due stadi, non è possibile evitare un piccolo flusso di ritorno di queste molecole dall'interno della pompa nella camera a vuoto. Per la produzione di vuoto alto e ultra alto privo di idrocarburi, ad esempio, con pompe ioniche o turbomolecolari, sul lato di pre-vuoto di queste pompe è necessario anche un vuoto il più privo di olio possibile. A tal fine, trappole di adsorbimento per vuoto medio (vedere la Fig. 2.40) riempite con un apposito materiale adsorbente (ad esempio, il setaccio molecolare LINDE 13X) sono installate nella linea di ingresso di tali pompe a tenuta d'olio. La modalità di funzionamento di una trappola di assorbimento è simile a quella di una pompa di assorbimento. Per ulteriori dettagli, vedere Pompe di assorbimento.

Leybold - Vacuum Fundamentals graphics

Fig 2.40 Sezione trasversale di una trappola di adsorbimento per vuoto medio.

 
 
  1. Alloggiamento
  2. Cestello che ospita il setaccio
  3. Setaccio molecolare (riempimento)
  4. Flange di tenuta
  5. Luce di aspirazione con flangia piccola
  6. Sezione superiore
  7. Serbatoio del riscaldatore o del refrigerante
  8. Collegamento sul lato della pompa con flangia piccola

Se nella tubazione di ingresso di pompe rotative a palette a tenuta d'olio a funzionamento continuo sono installate delle trappole di adsorbimento, si consiglia l'uso di due trappole di assorbimento collegate in parallelo, entrambe separate da valvole. L'esperienza dimostra che la zeolite utilizzata come materiale di assorbimento perde gran parte della sua capacità di adsorbimento dopo circa 10-14 giorni di funzionamento, dopodiché è possibile utilizzare l'altra trappola di assorbimento opportunamente rigenerata. Pertanto, il processo può continuare senza interruzioni. Riscaldando la trappola di assorbimento, attualmente non collegata sulla linea di pompaggio, i vapori che fuoriescono dalla superficie della zeolite possono essere pompati via più comodamente per mezzo di una pompa ausiliaria. Durante il funzionamento, il pompaggio da parte della pompa con gas ballast, porta in genere a una copertura della zeolite nell'altra trappola di assorbimento non riscaldata e quindi a una riduzione prematura della capacità di assorbimento di questa trappola. 

Riduzione della velocità di pompaggio effettiva

Tutti i filtri, i separatori, i condensatori e le valvole presenti nella tubazione di ingresso riducono la velocità di pompaggio effettiva della pompa. Sulla base dei valori delle conduttanze o delle resistenze normalmente fornite dai produttori, è possibile calcolare la velocità di pompaggio effettiva della pompa. Per ulteriori dettagli, vedere Calcolo della conduttanza

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