Matching primary and secondary vacuum pumps

Les conséquences d'une mauvaise sélection peuvent être graves, allant d'une pompe à diffusion bloquée (et une contamination importante de l'huile) à la surchauffe d'une pompe turbomoléculaire.

Les paragraphes suivants décrivent ces exigences, illustrées par des exemples courants.

Une pompe à vide primaire (PP) est une pompe qui évacue à la pression atmosphérique. Il s'agit notamment des pompes à bain d'huile à palettes (OSRV), à membrane, à spirale, Roots multi-étagées, à piston, à vis et à anneau liquide.

Les pompes secondaires (SP) nécessitent une évacuation initiale par les pompes primaires et parfois d'autres pompes secondaires à une pression requise avant de fonctionner. Par exemple, les pompes à diffusion d'huile (ODP), les pompes turbomoléculaires (TMP), les unités d'appoint à vapeur (VB), les unités d'appoint mécaniques (MB), les pompes ioniques à piégeur (IGP), les pompes à sublimation en titane (TSP), les pompes à getter non évaporables (NEG), les pompes cryogéniques, moléculaires et régénératives.

Dans certains cas, des pompes d'appoint sont nécessaires pour un fonctionnement continu ; c'est le cas des pompes ODP, TMP et VB.

Pour associer une PP et une SP, plusieurs éléments doivent être pris en compte :

•  Le temps de pompage initial de la PP jusqu'à ce que la PS « prenne le relais » du procédé de pompage. Ceci est particulièrement important si la PS démarre en même temps que la PP et qu'une pression donnée doit être atteinte en un temps donné pour éviter que la PS ne s'arrête.
• La « poussée » initiale du débit de gaz et le pic de pression lorsque la SP démarre. Ceci est illustré par la figure ci-dessous où une pompe à spirale nXDS15i est la PP, et une pompe nEXT300D est la TMP secondaire ; le pic de débit correspond à l'augmentation de la pression lorsque la SP (nEXT300D) « prend le relais » du pompage.

Cela donnerait une augmentation correspondante de ~1,5 mbar dans la PP comme indiqué ci-dessous : 

• La pression de retour maximale (MBP)/contre-pression critique (CBP) ne doit pas être dépassée. Cela limite le débit maximal de gaz. La PP doit avoir une performance de vitesse suffisante à la contre-pression requise plutôt que de supposer la vitesse maximale/nominale de la PP.
• La valeur MBP peut être indiquée par le fabricant pour un débit nul plutôt qu'avec un débit.
• Propreté (une pompe sèche est-elle nécessaire ?).
• La PP doit-elle être intégrable à la SP ?
• Quelle est l'atmosphère résiduelle typique de la PP, en particulier lorsqu'elle est associée à des TMP en ce qui concerne la compression ? Ce point est important, car, par exemple, le taux de compression relativement faible d'une TMP pour H₂ peut limiter sa pression ultime réalisable si la pression partielle de H₂ dans la pompe de refoulement est importante.