Matching primary and secondary vacuum pumps

Las consecuencias de una selección incorrecta pueden ser graves, desde el "estancamiento” de una bomba de difusión (y una contaminación importante del aceite) hasta el sobrecalentamiento de una bomba turbomolecular.

A continuación, se describen estos requisitos ilustrados con ejemplos comunes.

Una bomba de vacío primaria (PP, del inglés Primary Pump) es una que tiene salida a la presión atmosférica. Estas incluyen bombas de paletas rotativas con cierre de aceite (OSRV, del inglés Oil-Sealed Rotary Vane), de diafragma, helicoidal, de raíces de múltiples etapas, de pistón, de tornillo y de anillo líquido.

Las bombas secundarias (SP, del inglés Secondary Pumps) requieren una evacuación inicial por parte de las bombas primarias y, a veces, otras bombas secundarias a una presión requerida antes de la operación. Por ejemplo, bombas de difusión de aceite (ODP, del inglés Oil Diffusion Pumps), bombas turbomoleculares (TMP, del inglés Turbomolecular Pumps), refuerzos de vapor (VB, del inglés Vapour Boosters), refuerzos mecánicos (MB, del inglés Mechanical Boosters), bombas de vacío de adsorción iónica (IGP, del inglés Ion Getter Pumps), bombas de sublimación de titanio (TSP, del inglés Titanium Sublimation Pumps), getters no evaporables (NEG, del inglés Non-Evaporable Getters), bombas criogénicas, de arrastre molecular y regenerativas.

En algunos casos, se requieren bombas de retorno de apoyo para el funcionamiento continuo; este es el caso de las bombas ODP, TMP y VB.

Para combinar PP y SP, hay varios aspectos que se deben considerar:

•  Tiempo de bombeo inicial por parte de la PP hasta un punto en el que la SP "se hace cargo" del proceso de bombeo. Esto es especialmente importante si la SP arranca al mismo tiempo que la PP y se debe alcanzar una presión determinada en un tiempo determinado para evitar que la SP se “agote”.
• "Aumento" inicial del flujo de gas y punto máximo de presión cuando arranca la SP. Esto se ilustra en la siguiente figura, en la que una bomba helicoidal nXDS15i es la PP y una nEXT300D es la TMP secundaria; el punto máximo en el rendimiento corresponde al aumento de la presión cuando la SP (nEXT300D) "se hace cargo" del bombeo.

Esto daría un aumento correspondiente a ~1,5 mbar en la PP, como se muestra a continuación: 

• No se debe exceder la presión máxima de retorno (MBP, del inglés Maximum Backing Pressure)/presión crítica de retorno (CBP, Critical Backing Pressure). Esto establece un límite en el flujo máximo de gas. La PP debe tener un rendimiento de velocidad suficiente a la presión de retorno requerida en lugar de adoptar la velocidad máxima/nominal de la PP.
• El fabricante puede determinar el valor de la MBP para el flujo cero en lugar de con flujo.
• Limpieza (¿se requiere una bomba en seco?).
• ¿Es necesario que la PP se pueda integrar con la SP?
• ¿Cuál es la atmósfera residual típica de la PP, particularmente cuando se combina con las TMP con respecto a la compresión? Esto es importante, ya que, por ejemplo, la relación de compresión relativamente baja de una TMP para H₂ puede limitar su presión final alcanzable si la presión parcial de H₂ en la bomba de retorno es significativa.