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Pompes à palettes
Fonction & Taille de pompe
Les pompes à vide sont utilisées pour générer le vide dans le récipient du système plasma. Les pompes à vide les plus fréquemment utilisées dans la technologie plasma sont les suivantes :
Pompes à palettes
Fonction
La pompe à palettes se compose d'un carter dans lequel un rotor tourne de manière excentrique. Ce boîtier renferme des glissières sollicitées par ressorts, qui sont pressées contre la paroi intérieure du boîtier et glissent le long de celle-ci. Le gaz piégé du côté aspiration est comprimé jusqu'à ce qu'il dépasse la pression ambiante et que la vanne de sortie s'ouvre du côté refoulement.
La pompe fonctionne dans un bain d'huile. Ceci présente les avantages suivants :
1. Étanchéité des côtés aspiration et refoulement
2. Réduction du frottement
Pressure side
Suction side
Rotor
Spring
Rotary vane
Taille de pompe
Pour nos installations standard, des pompes à palettes sont essentiellement utilisées. Plus la pompe est volumineuse, plus la durée du traitement est courte.
La pompe peut être sélectionnée individuellement en fonction du volume de la chambre et du temps de traitement souhaité.
Certains produits de traitement émettent de grandes quantités de gaz (p. ex. pièces en POM, caoutchouc siliconé ou pièces humides). Dans ce cas, il est recommandé d'utiliser une pompe plus puissante. Ceci doit être clarifié à l'aide d'essais préliminaires.
Manipulation de l'oxygène
Si de l'oxygène doit être utilisé, les pompes doivent être préparées à cet effet. Un brouillard d'huile se forme dans le corps de pompe. En cas d'utilisation d'huile minérale, ce brouillard est explosif en combinaison avec de l'oxygène pur.
Il y a deux façons de résoudre ce problème :
1. Les pompes sont remplies d'huile PFPE. Cette huile est incombustible. Mais elle présente de sérieux inconvénients :
- L'huile PFPE est extrêmement chère
- L'huile PFPE contient du fluor. Dans les procédés au plasma, cette huile peut se décomposer et libérer des composés extrêmement toxiques (p. ex. perfluoroisobutylène). Des accidents dangereux se sont déjà produits à cause de ces liaisons d'huile.
- L'huile de polyéther perfluoré doit être éliminée en tant que déchet dangereux.
2. Les pompes sont rincées à l'air ou au N2. Cette solution est à privilégier.
Fonctionnement :
Pressure side
Suction side
Oxygène
Azote
Travail avec des gaz corrosifs
Des pompes à vide spéciales ont été développées pour les travaux effectués avec des gaz corrosifs (CF4 / O2, SF6, ....). Les pompes à palettes suivantes conviennent à de nombreuses applications.
Cependant, si ces pompes sont fréquemment utilisées avec des gaz corrosifs, leur durée de vie est limitée. Une pompe de ce type suffit généralement à un fonctionnement en laboratoire. Pour une utilisation fréquente pendant la production, nous recommandons toutefois l'achat d'une pompe fonctionnant à sec.
Rincer le gaz corrosif à l'air sec ou à l'azote.
Pompes fonctionnant à sec pour traitements avec des gaz corrosifs
Les pompes fonctionnant à sec peuvent être également utilisées pour des traitements avec gaz corrosifs. Cependant, ces pompes doivent être alors spécialement conçues pour tenir tête à cette haute sollicitation. Ces pompes sont conçues pour les charges les plus élevées. Elles peuvent également faire face aux particules, à la condensation ou aux sous-produits de la corrosion. L'avantage des pompes fonctionnant à sec est leur consommation optimisée des ressources d'exploitation. Les pompes ne réclament aucune maintenance préventive. (Vidange d'huile)
Pompes à lobe (pompes Roots)
La pression pouvant être générée par une pompe à palettes est limitée. Pour renforcer la puissance d'aspiration, il est recommandé de la combiner à une pompe à vide à lobe. Ensemble, elles constituent un groupe de pompage. Une combinaison typique est la suivante :
1. La première pompe (par ex. une pompe à palettes) génère un vide préliminaire. On l'appelle « pompe primaire ».
2. Une pompe à vide à lobe est utilisée en tant que deuxième pompe.
Nous vous conseillerons volontiers si vous voulez savoir quelle est la pompe la mieux appropriée à vos besoins.
Intake flange
Conveying chamber
Housing
Roots piston
Outlet flange
Principe de fonctionnement
Les pompes à lobe, également appelées pompes Roots, sont des pompes à piston rotatif dans lesquelles deux pistons rotatifs ou à lobe, de conception symétrique, tournent dans des directions opposées dans le carter d'alimentation.
Les rotors ont une section transversale en forme de 8 environ et sont synchronisés par un mécanisme d'engrenage de manière à se déplacer l'un à côté de l'autre et sur la paroi du carter avec peu de jeu et sans contact mutuel.
Dans les positions I et II du piston, le volume dans la bride d'aspiration est augmenté. Lorsque les pistons continuent de tourner en position III, une partie du volume est fermée du côté aspiration.
En position IV, ce volume est ouvert vers la sortie et le gaz se trouvant sous la pression primaire de vide (supérieure à la pression d'aspiration) s'engouffre. En entrant, le gaz comprime le volume de gaz débité du côté aspiration. Lorsque le piston continue à tourner, le gaz comprimé est évacué par la bride de sortie.
Ce processus se répète deux fois par rotation complète pour chacun des deux pistons. Grâce au fonctionnement sans contact dans la chambre de refoulement, les pompes à lobe peuvent fonctionner à des vitesses élevées. Ceci permet d'atteindre une capacité de pompage relativement élevée avec de petites pompes.
La différence de pression et le taux de compression entre le côté aspiration et le côté refoulement sont limités dans les pompes à lobe.
(Texte et illustrations avec l'aimable autorisation de la société Oerlikon Vacuum GmbH)
