Pfeiffer Vacuum

4.9.2 应用

产生清洁真空

涡轮分子泵适合于在 10-3 至 10-10 hPa 的范围内产生清洁真 空。得益于其高压缩比,它们使油密封泵入口区域的油可靠 地远离接收器。具有不锈钢外壳和 CF 法兰的型号可烘烤。 这使得这些泵非常适合于要求实现超高真空的研发应用。

涡轮分子泵可用于排空使用旋片泵作为前级泵的大型容器。 如果是涡轮拖式泵,两极隔膜泵就可以作为前级泵;然而, 由于其低抽速,它们将花费很长时间来抽空较大的容器。该 泵组合的气体吞吐量也将受到隔膜泵的极大限制。但是,该 组合是干式泵站极具成本效益的解决方案。它通常用于差动 排气质谱仪及其他分析或研发应用。如果前级泵区域需要较 高的抽速,我们建议使用 ACP 系列的多级罗茨泵,或者对于 半导体或太阳能行业的化学真空工艺,建议使用具有过程能 力的前级泵。

包括一个前级泵和一个涡轮分子泵的泵站无需阀门。这两种 泵同时打开。只要前级泵已经达到必要的前真空,涡轮分子 泵就很快加速到期额定速度,并凭借其高抽速快速排空容器,使压力 $p$ < 10-4 hPa。短时间的停电可通过转子的高转 速进行弥补。在停电时间较长的情况下,如果转速下降到最 低速度以下,泵体和接收器可自动排气。

在排空容器中发挥作用的影响在第 2 章中进行了描述。尺寸 标注问题以及抽空时间的计算也在该章进行了描述。

排空预真空锁室

当在真空工艺中传送要处理的工件时,排空预真空锁室绝对 需要清洁搬运。如果这些工件从气压渠道进入,该腔室必须 通过旁路管道进行预排空。运行的涡轮分子泵然后通过阀在 前级泵和腔室之间被连接。

分析应用

如今在很多情况下,将质谱仪用在分析仪中。液体通常在真 空系统的进气室被注入并蒸发。在几个阶段中,压力下降, 各个腔室通过孔彼此隔离。由于每个腔室必须被抽空,目的 是通过前级泵与涡轮分子泵的巧妙组合经由涡轮分子泵上的 抽头结合气体流量。特别修改的、带有抽头的涡轮分子泵用 于一系列应用。除第 4.9.3 节中描述的 SplitFlow 50 之外,可 以提供客户特定的解决方案。

氦气检漏仪也配备了涡轮分子泵。在这种情况下,经常使用 逆流原理(见第 7.2.1 节);即:质谱仪位于泵的高真空侧。 由于涡轮分子泵氦压缩比低于氮或氧,该泵担当氦选择性过 滤器的作用。

在真空工艺中具有高气体负荷的泵

涡轮分子泵在抽吸真空工艺的高气体负荷时,提供两大优 势。它在每个工艺步骤开始时产生清洁真空,然后可以在无 任何有害回流的情况下抽空过程气体。在第二个步骤中,其 主要目的是保持真空过程应该运行所需的一定压力。在该过 程中,气体吞吐量和工作压力将由所涉及的应用来决定; 即:将在一定的气体吞吐量下抽吸一定的体积流量。而且, 在改变工件时应该可以快速实现清洁中间真空。由于这些是 相互矛盾的要求,必须选择适用于所需气体吞吐量、有足够 尺寸的涡轮分子泵和所需的中间真空。将通过入口阀(如蝶 阀)来调节过程压力。如何标注这种类型泵站尺寸的例子如 第 2 章所示。技术数据中规定的最大允许气体负荷应理解为 允许的连续负荷。这适用于根据规格保证足够冷却的主体以 及因此被调节到最大临界前级压力以下的前级压力。

抽吸腐蚀性和磨蚀性物质

在抽吸腐蚀性气体时,必须采取措施保护电机/轴承区域和转 子,特别是防止它们受到腐蚀。要实现这一点,与腐蚀性气 体接触的所有表面要么有涂层,要么由能够经受这些气体侵 蚀的材料制成。允许规定的惰性气体流通过特殊的密封气体 阀进入前真空的电机/轴承区域。气体从这里流经迷宫密封进 入前真空区域,与腐蚀性气体混合,并通过前级泵与腐蚀性 气体一起被抽出。如果泵具有钟形转子(如 ATH M 系列) ,Holweck 级内侧的密封气体也可充当对流冷却,并通过降 低温度增加可使用的过程窗口。即使在非腐蚀性但含尘的过 程中,密封气体也能有效地保护轴承和电机区域。

可机械磨损的涡轮转子叶片应该积累了灰尘;这可能需要维 修和更换转子。还应注意,预计沉积物可以在泵内形成,这 将缩短维修间隔。尤其是,必须确保泵内的沉积物不与带水 分的腐蚀性物质发生反应。因此,应该只用干燥惰性气体对 泵进行排气,而且在需要维修时,泵应该装有密封的前真空 和高真空法兰。适用于这些应用的涡轮分子泵要么是无 Holweck 级的经典涡轮分子泵,要么是有 Holweck 级的涡轮分 子泵,后者将是临界前级压力和粒子耐受性之间的一个折中 方案。通过增大 Holweck 级中转子与定子之间的间隙,可减 少 Holweck 级中灰尘沉积导致的转子堵塞。例如,在 ATH M 系列涡轮分子泵中,在具有粒子含量的溅射应用中经过长 期操作后,在靠近前真空法兰的收集槽中主要发现的是非粘 附灰尘。Holweck 级仍然是清洁的,且泵保持运行。

Page: