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Matching primary and secondary vacuum pumps

二級幫浦會需要初級幫浦來對其初始「灌注」,以便能進行運作和/或支援其連續運作。要正確組合或「搭配」初級與二級幫浦需要考慮許多因素,以確保安全與最佳性能。

為什麼選擇正確的幫浦組合很重要?

錯誤選擇可能會造成嚴重的後果,包括擴散泵浦「失速」(及嚴重機油汙染) 到渦輪分子泵浦過熱等。

以下用常見範例說明這些需求。

初級與二級幫浦用途為何?

初級真空幫浦 (PP) 能排氣至大氣壓力。包括油封式旋轉葉片幫浦 (OSRV)、隔膜幫浦、渦捲式幫浦、多段魯式幫浦、活塞、螺旋與水封式幫浦等都是。

二級泵浦 (SP) 需要由初級泵浦啟動初始抽空,有時要先讓將其他二級泵浦達到所需壓力後才能操作。例如油擴散泵浦 (ODP)、渦輪分子泵浦 (TMP)、蒸氣增壓器 (VB)、機械增壓器 (MB)、離子結拖泵浦 (IGP)、鈦昇華泵浦 (TSP)、非蒸發結拖泵浦 (NEG)、低溫、分子拖曳和再生泵浦等都是。

在某些情況下,連續操作會需要支援的備用泵浦;這包括使用 ODP、TMP 和 VB 泵浦的情況。

搭配初級和二級泵浦時應考量的因素

如果要搭配 PP 與 SP,有幾件事需要考慮:

  •  PP 最初會抽氣到某個時間點,再由 SP 「接手」抽氣製程。如果 SP 與 PP 同時啟動,而且必須在指定時間內達到特定壓力,以防止 SP 逾時,這一點尤其重要。
  • SP 啟動時,一開始會有氣流「噴發」與壓力驟增的情況。如下圖所示,其中 nXDS15i 渦捲式泵浦 為 PP,而 nEXT300D 則是二級 TMP ;當 SP (nEXT300D)「接手」抽氣時,驟增的輸送量會與上升的壓力相當。
真空泵浦組合範例

如此可讓 PP 的上升至約 1.5 mbar,如下所示: 

真空泵浦組合範例的輸送量

  • 請勿超過最大前級真空泵背壓 (MBP) / 臨界背壓 (CBP)。這樣會限制最大氣流量。PP 必須在必要的前級壓力下有足夠的速度效能,而不是假設 PP 的尖峰/額定速度。
  • 製造商可能會針對零流量而非有流量來估算 MBP 值。
  • 清潔度 (是否需要乾式泵浦?)。
  • PP 與 SP 之間是否要能整合?
  • PP 的一般殘餘氣體為何 – 特別是在結合 TMP 進行壓縮的情況下?這一點很重要,因為舉例來說,如果TMP 對 H2 的壓縮比相對低,若前級泵浦的 H2 分壓很大,則會限制可達到的終極壓力。