CA2961977A1 - Systeme de pompage pour generer un vide et procede de pompage au moyen de ce systeme de pompage - Google Patents
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Abstract
Système de pompage pour générer un vide (SP), comprenant une pompe à vide principale qui est une pompe sèche à vis (3) ayant une aspiration d'entrée des gaz (2) reliée à une enceinte à vide (1) et un refoulement de sortie des gaz (4) donnant dans un conduit (5) d'évacuation des gaz vers une sortie d'échappement des gaz (8) hors du système de pompage. Le système de pompage comprend un clapet anti-retour (6) positionné entre le refoulement de sortie des gaz (4) et la sortie d'échappement des gaz (8), et une pompe à vide auxiliaire (7) raccordée en parallèle du clapet anti-retour. La pompe à vide principale (3) est mise en marche afin de pomper les gaz contenus dans l'enceinte à vide (1) et de refouler ces gaz par son refoulement de sortie des gaz (4), simultanément la pompe à vide auxiliaire (7) est mise en marche. En outre, la pompe à vide auxiliaire (7) continue de pomper tout le temps que la pompe à vide principale (3) pompe les gaz contenus dans l'enceinte à vide (1) et/ou tout le temps que la pompe à vide principale (3) maintient une pression définie dans l'enceinte à vide (1).
Description
Système de pompage pour générer un vide et procédé de pompage au moyen de ce système de pompage Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte au domaine des techniques du vide. Plus précisément, elle concerne à un système de pompage comprenant une pompe sèche à vis, ainsi qu'un procédé de pompage au moyen de ce système de pompage.
Art antérieur Les objectifs généraux d'augmentation des performances des pompes à vide, de réduction des coûts des installations et de la consommation d'énergie dans les industries comme l'industrie chimique, l'industrie pharmaceutique, l'industrie du dépôt sous vide, l'industrie des semi-conducteurs, etc. ont conduit à des évolutions significatives en termes de performances, d'économie d'énergie, d'encombrement, dans les entrainements, etc.
L'état de la technique montre que pour améliorer le vide final, il faut ajouter des étages supplémentaires dans les pompes à vide de type Roots multi-étagées ou à ergots (Claws) multi-étagées. Pour les pompes à vide sèches de type à vis, on sait qu'il faut mettre des tours supplémentaires aux vis, et/ou augmenter le taux de compression interne.
La vitesse de rotation de la pompe joue un rôle très important, en définissant le fonctionnement de la pompe lors des différentes phases se succédant au cours du vidage de l'enceinte à vide. Avec les taux de compression interne des pompes disponibles sur le marché (dont l'ordre de grandeur se situe par exemple entre 2 et 20), la puissance électrique requise dans les premières phases de pompage, lorsque la pression à l'aspiration se trouve entre la pression atmosphérique et 100 mbar environ, c'est-à-dire lors de fonctionnement à débit massique fort, serait très élevée si la vitesse de rotation de la pompe ne pouvait être réduite. La solution triviale est d'utiliser un variateur
Art antérieur Les objectifs généraux d'augmentation des performances des pompes à vide, de réduction des coûts des installations et de la consommation d'énergie dans les industries comme l'industrie chimique, l'industrie pharmaceutique, l'industrie du dépôt sous vide, l'industrie des semi-conducteurs, etc. ont conduit à des évolutions significatives en termes de performances, d'économie d'énergie, d'encombrement, dans les entrainements, etc.
L'état de la technique montre que pour améliorer le vide final, il faut ajouter des étages supplémentaires dans les pompes à vide de type Roots multi-étagées ou à ergots (Claws) multi-étagées. Pour les pompes à vide sèches de type à vis, on sait qu'il faut mettre des tours supplémentaires aux vis, et/ou augmenter le taux de compression interne.
La vitesse de rotation de la pompe joue un rôle très important, en définissant le fonctionnement de la pompe lors des différentes phases se succédant au cours du vidage de l'enceinte à vide. Avec les taux de compression interne des pompes disponibles sur le marché (dont l'ordre de grandeur se situe par exemple entre 2 et 20), la puissance électrique requise dans les premières phases de pompage, lorsque la pression à l'aspiration se trouve entre la pression atmosphérique et 100 mbar environ, c'est-à-dire lors de fonctionnement à débit massique fort, serait très élevée si la vitesse de rotation de la pompe ne pouvait être réduite. La solution triviale est d'utiliser un variateur
2 de vitesse qui permet la réduction ou l'augmentation de la vitesse et par conséquent de la puissance en fonction des différents critères de type pression, courant maximal, couple limite, température, etc. Mais durant les périodes de fonctionnement en vitesse de rotation réduite il y a des baisses de débit à
haute pression, le débit étant proportionnel à la vitesse de rotation. La variation de vitesse par variateur de fréquence impose un coût et un encombrement supplémentaires. Une autre solution triviale est l'utilisation des clapets de type by-pass à certains étages, dans les pompes à vide multi-étagées de type Roots ou à ergots (Claws), ou à certaines positions bien définies le long des vis, dans les pompes à vide sèches de type à vis. Cette solution nécessite de nombreuses pièces et présente des problèmes de fiabilité.
L'état de la technique concernant les systèmes de pompes à vide qui visent l'amélioration du vide final et l'augmentation du débit comprend aussi des pompes booster de type Roots agencées en amont des pompes principales sèches. Ce type de systèmes est encombrant, fonctionne soit avec des clapets by-pass présentant des problèmes de fiabilité, soit en employant des moyens de mesure, contrôle, réglage ou asservissement. Cependant, ces moyens de contrôle, réglage ou asservissement doivent être pilotés d'une manière active, ce qui résulte forcément en une augmentation du nombre de composants du système, de sa complexité et de son coût.
Résumé de l'invention La présente invention a pour but de permettre l'obtention d'un vide meilleur que celui (de l'ordre de 0.0001 mbar) qu'une seule pompe à vide sèche de type à vis peut générer dans une enceinte à vide.
La présente invention a aussi pour but de permettre l'obtention d'un débit de vidange qui soit supérieur à basse pression à celui qui peut être obtenu à l'aide d'une seule pompe à vide sèche de type à vis lors d'un pompage pour réaliser un vide dans une enceinte à vide.
haute pression, le débit étant proportionnel à la vitesse de rotation. La variation de vitesse par variateur de fréquence impose un coût et un encombrement supplémentaires. Une autre solution triviale est l'utilisation des clapets de type by-pass à certains étages, dans les pompes à vide multi-étagées de type Roots ou à ergots (Claws), ou à certaines positions bien définies le long des vis, dans les pompes à vide sèches de type à vis. Cette solution nécessite de nombreuses pièces et présente des problèmes de fiabilité.
L'état de la technique concernant les systèmes de pompes à vide qui visent l'amélioration du vide final et l'augmentation du débit comprend aussi des pompes booster de type Roots agencées en amont des pompes principales sèches. Ce type de systèmes est encombrant, fonctionne soit avec des clapets by-pass présentant des problèmes de fiabilité, soit en employant des moyens de mesure, contrôle, réglage ou asservissement. Cependant, ces moyens de contrôle, réglage ou asservissement doivent être pilotés d'une manière active, ce qui résulte forcément en une augmentation du nombre de composants du système, de sa complexité et de son coût.
Résumé de l'invention La présente invention a pour but de permettre l'obtention d'un vide meilleur que celui (de l'ordre de 0.0001 mbar) qu'une seule pompe à vide sèche de type à vis peut générer dans une enceinte à vide.
La présente invention a aussi pour but de permettre l'obtention d'un débit de vidange qui soit supérieur à basse pression à celui qui peut être obtenu à l'aide d'une seule pompe à vide sèche de type à vis lors d'un pompage pour réaliser un vide dans une enceinte à vide.
3 PCT/EP2014/070691 La présente invention a également pour but de permettre une réduction de l'énergie électrique nécessaire pour le vidage d'une enceinte à
vide et le maintien du vide, ainsi qu'une baisse de la température des gaz de sortie.
Ces buts de la présente invention sont atteints à l'aide d'un système de pompage pour générer un vide, comprenant une pompe à vide principale qui est une pompe sèche à vis ayant une aspiration d'entrée des gaz reliée à une enceinte à vide et un refoulement de sortie des gaz donnant dans un conduit d'évacuation des gaz vers une sortie d'échappement des gaz hors du système de pompage. Le système de pompage comprend en outre - un clapet anti-retour positionné entre le refoulement de sortie des gaz (4) et la sortie d'échappement des gaz, et - une pompe à vide auxiliaire raccordée en parallèle du clapet anti-retour.
La pompe à vide auxiliaire peut être de type sèche à vis, à ergots, Roots multi-étagé, à membrane, sèche à palettes, à palettes lubrifiées.
L'invention a également pour objet un procédé de pompage au moyen d'un système de pompage tel que défini précédemment. Ce procédé
comporte des étapes dans lesquelles :
- la pompe à vide principale est mise en marche afin de pomper les gaz contenus dans l'enceinte à vide et de refouler ces gaz par son refoulement de sortie des gaz ;
- de manière simultanée, la pompe à vide auxiliaire est mise en marche ; et - la pompe à vide auxiliaire continue de pomper tout le temps que la pompe à vide principale pompe les gaz contenus dans l'enceinte à vide et/ou
vide et le maintien du vide, ainsi qu'une baisse de la température des gaz de sortie.
Ces buts de la présente invention sont atteints à l'aide d'un système de pompage pour générer un vide, comprenant une pompe à vide principale qui est une pompe sèche à vis ayant une aspiration d'entrée des gaz reliée à une enceinte à vide et un refoulement de sortie des gaz donnant dans un conduit d'évacuation des gaz vers une sortie d'échappement des gaz hors du système de pompage. Le système de pompage comprend en outre - un clapet anti-retour positionné entre le refoulement de sortie des gaz (4) et la sortie d'échappement des gaz, et - une pompe à vide auxiliaire raccordée en parallèle du clapet anti-retour.
La pompe à vide auxiliaire peut être de type sèche à vis, à ergots, Roots multi-étagé, à membrane, sèche à palettes, à palettes lubrifiées.
L'invention a également pour objet un procédé de pompage au moyen d'un système de pompage tel que défini précédemment. Ce procédé
comporte des étapes dans lesquelles :
- la pompe à vide principale est mise en marche afin de pomper les gaz contenus dans l'enceinte à vide et de refouler ces gaz par son refoulement de sortie des gaz ;
- de manière simultanée, la pompe à vide auxiliaire est mise en marche ; et - la pompe à vide auxiliaire continue de pomper tout le temps que la pompe à vide principale pompe les gaz contenus dans l'enceinte à vide et/ou
4 tout le temps que la pompe à vide principale maintient une pression définie dans l'enceinte à vide.
Dans le procédé selon l'invention, on fait fonctionner la pompe auxiliaire en continu tout le temps que la pompe à vide principale de type sèche à vis vide l'enceinte à vide, mais aussi tout le temps que la pompe à vide principale sèche à vis maintient une pression définie (p.ex. le vide final) dans l'enceinte en évacuant les gaz par son refoulement.
Grâce au procédé selon l'invention, le couplage de la pompe à vide principale de type sèche à vis et de la pompe auxiliaire peut se faire sans nécessiter de mesures ni d'appareils spécifiques (p.ex. de capteurs de pression, de température, de courant, etc.), ni d'asservissements, ni de gestion de données et sans calcul. Par conséquent, le système de pompage adapté
pour la mise en oeuvre de du procédé de pompage selon la présente invention peut ne comprendre qu'un nombre minimal de composants, présenter une grande simplicité et coûter nettement moins cher, par rapport aux systèmes existants.
Grâce au procédé selon l'invention, la pompe à vide principale de type sèche à vis peut fonctionner à une seule vitesse constante, celle du réseau électrique, ou tourner à des vitesses variables suivant son propre mode de fonctionnement. Par conséquent, la complexité et le coût du système de pompage adapté pour la mise en oeuvre du procédé de pompage selon la présente invention peuvent être réduits davantage.
Par sa nature, la pompe auxiliaire intégrée dans le système de pompage peut toujours fonctionner suivant le procédé de pompage selon l'invention sans s'endommager. Son dimensionnement est conditionné par une consommation énergétique minimale pour le fonctionnement du dispositif. Son débit nominal est choisi en fonction du volume du conduit d'évacuation entre la pompe à vide principale sèche à vis et le clapet anti-retour. Ce débit peut être avantageusement de 1/500 à 1/20 du débit nominal de la pompe à vide principale sèche à vis, mais peut aussi être inférieur ou supérieur à ces valeurs, notamment de 1/500 à 1/10 ou bien de 1/500 à 1/5u débit nominal de la pompe à vide principale.
Le clapet anti-retour, placé dans le conduit en aval de la pompe à
vide principale sèche à vis peut être un élément standard disponible dans le
Dans le procédé selon l'invention, on fait fonctionner la pompe auxiliaire en continu tout le temps que la pompe à vide principale de type sèche à vis vide l'enceinte à vide, mais aussi tout le temps que la pompe à vide principale sèche à vis maintient une pression définie (p.ex. le vide final) dans l'enceinte en évacuant les gaz par son refoulement.
Grâce au procédé selon l'invention, le couplage de la pompe à vide principale de type sèche à vis et de la pompe auxiliaire peut se faire sans nécessiter de mesures ni d'appareils spécifiques (p.ex. de capteurs de pression, de température, de courant, etc.), ni d'asservissements, ni de gestion de données et sans calcul. Par conséquent, le système de pompage adapté
pour la mise en oeuvre de du procédé de pompage selon la présente invention peut ne comprendre qu'un nombre minimal de composants, présenter une grande simplicité et coûter nettement moins cher, par rapport aux systèmes existants.
Grâce au procédé selon l'invention, la pompe à vide principale de type sèche à vis peut fonctionner à une seule vitesse constante, celle du réseau électrique, ou tourner à des vitesses variables suivant son propre mode de fonctionnement. Par conséquent, la complexité et le coût du système de pompage adapté pour la mise en oeuvre du procédé de pompage selon la présente invention peuvent être réduits davantage.
Par sa nature, la pompe auxiliaire intégrée dans le système de pompage peut toujours fonctionner suivant le procédé de pompage selon l'invention sans s'endommager. Son dimensionnement est conditionné par une consommation énergétique minimale pour le fonctionnement du dispositif. Son débit nominal est choisi en fonction du volume du conduit d'évacuation entre la pompe à vide principale sèche à vis et le clapet anti-retour. Ce débit peut être avantageusement de 1/500 à 1/20 du débit nominal de la pompe à vide principale sèche à vis, mais peut aussi être inférieur ou supérieur à ces valeurs, notamment de 1/500 à 1/10 ou bien de 1/500 à 1/5u débit nominal de la pompe à vide principale.
Le clapet anti-retour, placé dans le conduit en aval de la pompe à
vide principale sèche à vis peut être un élément standard disponible dans le
5 commerce. Il est dimensionné suivant le débit nominal de la pompe à vide principale sèche à vis. En particulier, il est prévu que le clapet anti-retour se ferme quand la pression à l'aspiration de la pompe à vide principale sèche à
vis se situe entre 500 mbar absolu et le vide final (p.ex. 100 mbar).
Selon encore une autre variante, la pompe auxiliaire peut être à
résistance chimique élevée aux substances et gaz communément utilisés dans l'industrie des semi-conducteurs.
La pompe auxiliaire est de préférence de petite taille.
De préférence, suivant le procédé de pompage employant le système de pompage selon l'invention, la pompe à vide auxiliaire pompe toujours dans le volume entre le refoulement de sortie des gaz de la pompe à
vide principale et le clapet anti-retour.
Selon encore une autre variante du procédé de la présente invention, pour répondre à des exigences spécifiques, la mise en route de la pompe à
vide auxiliaire est pilotée de manière tout ou rien . Le pilotage consiste à
mesurer un ou plusieurs paramètres et suivant certaines règles mettre en route la pompe à vide auxiliaire ou l'arrêter. Les paramètres, fournis par des capteurs adéquats, sont p. ex. le courant du moteur de la pompe à vide principale sèche à vis, la température ou la pression des gaz à son refoulement, c'est-à-dire dans le volume en amont du clapet anti-retour dans le conduit d'évacuation, ou une combinaison de ces paramètres.
Le dimensionnement de la pompe à vide auxiliaire vise une consommation d'énergie minimale de son moteur. Son débit nominal est choisi en fonction du débit de la pompe à vide principale sèche à vis, mais aussi en prenant en compte le volume que le conduit d'évacuation des gaz délimite entre
vis se situe entre 500 mbar absolu et le vide final (p.ex. 100 mbar).
Selon encore une autre variante, la pompe auxiliaire peut être à
résistance chimique élevée aux substances et gaz communément utilisés dans l'industrie des semi-conducteurs.
La pompe auxiliaire est de préférence de petite taille.
De préférence, suivant le procédé de pompage employant le système de pompage selon l'invention, la pompe à vide auxiliaire pompe toujours dans le volume entre le refoulement de sortie des gaz de la pompe à
vide principale et le clapet anti-retour.
Selon encore une autre variante du procédé de la présente invention, pour répondre à des exigences spécifiques, la mise en route de la pompe à
vide auxiliaire est pilotée de manière tout ou rien . Le pilotage consiste à
mesurer un ou plusieurs paramètres et suivant certaines règles mettre en route la pompe à vide auxiliaire ou l'arrêter. Les paramètres, fournis par des capteurs adéquats, sont p. ex. le courant du moteur de la pompe à vide principale sèche à vis, la température ou la pression des gaz à son refoulement, c'est-à-dire dans le volume en amont du clapet anti-retour dans le conduit d'évacuation, ou une combinaison de ces paramètres.
Le dimensionnement de la pompe à vide auxiliaire vise une consommation d'énergie minimale de son moteur. Son débit nominal est choisi en fonction du débit de la pompe à vide principale sèche à vis, mais aussi en prenant en compte le volume que le conduit d'évacuation des gaz délimite entre
6 la pompe à vide principale et le clapet anti-retour. Ce débit peut être de 1/500 à
1/20 du débit nominal de la pompe à vide principale sèche à vis, mais peut aussi être inférieur ou supérieur à ces valeurs.
Au départ d'un cycle de vidage de l'enceinte, la pression y est élevée, par exemple égale à la pression atmosphérique. Vu la compression dans la pompe à vide principale sèche à vis, la pression des gaz refoulés à sa sortie est plus haute que la pression atmosphérique (si les gaz à la sortie de la pompe principale sont refoulés directement à l'atmosphère) ou plus haute que la pression à l'entrée d'un autre appareil connecté en aval. Cela provoque l'ouverture du clapet anti-retour.
Quand ce clapet anti-retour est ouvert, l'action de la pompe à vide auxiliaire est très faiblement ressentie, puisque la pression à son aspiration est presque égale à celle à son refoulement. En revanche, quand le clapet anti-retour se ferme à une certaine pression (parce que la pression dans l'enceinte a entre temps baissé), l'action de la pompe à vide auxiliaire provoque une réduction progressive de la différence de pression entre l'enceinte à vide et le conduit d'évacuation en amont du clapet. La pression à la sortie de la pompe à
vide principale sèche à vis devient celle à l'entrée de la pompe à vide auxiliaire, celle de sa sortie étant toujours la pression dans le conduit après le clapet anti-retour. Plus la pompe à vide auxiliaire pompe, plus la pression à la sortie de la pompe à vide principale sèche à vis, dans le volume limité par le clapet anti-retour fermé, se réduit et par conséquent la différence de pression entre l'enceinte et la sortie de la pompe à vide principale sèche à vis baisse.
Cette faible différence réduit les fuites internes dans la pompe à vide principale sèche à vis et engendre une baisse de la pression dans l'enceinte, ce qui améliore le vide final. De plus, la pompe à vide principale sèche à vis consomme de moins en moins d'énergie pour la compression et produit de moins en moins de chaleur de compression.
D'un autre côté, il est aussi évident que l'étude du concept mécanique cherche à réduire le volume entre le refoulement de sortie des gaz de la pompe à vide principale sèche à vis et le clapet anti-retour dans le but de
1/20 du débit nominal de la pompe à vide principale sèche à vis, mais peut aussi être inférieur ou supérieur à ces valeurs.
Au départ d'un cycle de vidage de l'enceinte, la pression y est élevée, par exemple égale à la pression atmosphérique. Vu la compression dans la pompe à vide principale sèche à vis, la pression des gaz refoulés à sa sortie est plus haute que la pression atmosphérique (si les gaz à la sortie de la pompe principale sont refoulés directement à l'atmosphère) ou plus haute que la pression à l'entrée d'un autre appareil connecté en aval. Cela provoque l'ouverture du clapet anti-retour.
Quand ce clapet anti-retour est ouvert, l'action de la pompe à vide auxiliaire est très faiblement ressentie, puisque la pression à son aspiration est presque égale à celle à son refoulement. En revanche, quand le clapet anti-retour se ferme à une certaine pression (parce que la pression dans l'enceinte a entre temps baissé), l'action de la pompe à vide auxiliaire provoque une réduction progressive de la différence de pression entre l'enceinte à vide et le conduit d'évacuation en amont du clapet. La pression à la sortie de la pompe à
vide principale sèche à vis devient celle à l'entrée de la pompe à vide auxiliaire, celle de sa sortie étant toujours la pression dans le conduit après le clapet anti-retour. Plus la pompe à vide auxiliaire pompe, plus la pression à la sortie de la pompe à vide principale sèche à vis, dans le volume limité par le clapet anti-retour fermé, se réduit et par conséquent la différence de pression entre l'enceinte et la sortie de la pompe à vide principale sèche à vis baisse.
Cette faible différence réduit les fuites internes dans la pompe à vide principale sèche à vis et engendre une baisse de la pression dans l'enceinte, ce qui améliore le vide final. De plus, la pompe à vide principale sèche à vis consomme de moins en moins d'énergie pour la compression et produit de moins en moins de chaleur de compression.
D'un autre côté, il est aussi évident que l'étude du concept mécanique cherche à réduire le volume entre le refoulement de sortie des gaz de la pompe à vide principale sèche à vis et le clapet anti-retour dans le but de
7 pouvoir y faire baisser la pression plus vite.
Brève description des dessins Les particularités et les avantages de la présente invention apparaîtront avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit avec des exemples de réalisation donnés à titre illustratif et non limitatif en référence aux dessins ci-annexés qui représentent :
- la figure 1 représente de manière schématique un système de pompage adapté pour la réalisation d'un procédé de pompage selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; et - la figure 2 représente de manière schématique un système de pompage adapté pour la réalisation d'un procédé de pompage selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention.
Description détaillée des modes de réalisation de l'invention La figure 1 représente un système de pompage SP pour générer un vide, qui est adapté pour la mise en oeuvre d'un procédé de pompage selon un premier mode de réalisation de la présente invention.
Ce système de pompage SP comporte une enceinte 1, laquelle est reliée à l'aspiration 2 d'une pompe à vide principale constituée par une pompe sèche à vis 3. Le refoulement de sortie des gaz de la pompe à vide principale sèche à vis 3 est relié à un conduit d'évacuation 5. Un clapet anti-retour de refoulement 6 est placé dans le conduit d'évacuation 5, qui après ce clapet anti-retour continue en conduit de sortie des gaz 8. Le clapet anti-retour 6, lorsqu'il est fermé, permet la formation d'un volume 4, compris entre le refoulement de sortie des gaz de la pompe à vide principale 3 et lui-même.
Brève description des dessins Les particularités et les avantages de la présente invention apparaîtront avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit avec des exemples de réalisation donnés à titre illustratif et non limitatif en référence aux dessins ci-annexés qui représentent :
- la figure 1 représente de manière schématique un système de pompage adapté pour la réalisation d'un procédé de pompage selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; et - la figure 2 représente de manière schématique un système de pompage adapté pour la réalisation d'un procédé de pompage selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention.
Description détaillée des modes de réalisation de l'invention La figure 1 représente un système de pompage SP pour générer un vide, qui est adapté pour la mise en oeuvre d'un procédé de pompage selon un premier mode de réalisation de la présente invention.
Ce système de pompage SP comporte une enceinte 1, laquelle est reliée à l'aspiration 2 d'une pompe à vide principale constituée par une pompe sèche à vis 3. Le refoulement de sortie des gaz de la pompe à vide principale sèche à vis 3 est relié à un conduit d'évacuation 5. Un clapet anti-retour de refoulement 6 est placé dans le conduit d'évacuation 5, qui après ce clapet anti-retour continue en conduit de sortie des gaz 8. Le clapet anti-retour 6, lorsqu'il est fermé, permet la formation d'un volume 4, compris entre le refoulement de sortie des gaz de la pompe à vide principale 3 et lui-même.
8 Le système de pompage SP comporte aussi la pompe à vide auxiliaire 7, branchée en parallèle au clapet anti-retour 6. L'aspiration de la pompe à vide auxiliaire est reliée au volume 4 du conduit d'évacuation 5 et son refoulement est relié au conduit 8.
Dès la mise en route de la pompe à vide principale sèche à vis 3, la pompe à vide auxiliaire 7 est mise en route elle-aussi. La pompe à vide principale sèche à vis 3 aspire les gaz dans l'enceinte 1 par le conduit 2 branché à son entrée et les comprime pour les refouler par la suite à sa sortie dans le conduit d'évacuation 5 par le clapet anti-retour 6. Lorsque la pression de fermeture du clapet anti-retour 6 est atteinte, il se ferme. A partir de ce moment le pompage de la pompe à vide auxiliaire 7 fait baisser progressivement la pression dans le volume 4 jusqu'à la valeur de sa pression limite. En parallèle, la puissance consommée par la pompe à vide principale sèche à vis 3 baisse progressivement. Cela se produit en un court laps de temps, par exemple pour un certain cycle en 5 à 10 secondes.
Avec un ajustement judicieux du débit de la pompe à vide auxiliaire 7 et de la pression de fermeture du clapet anti-retour 6 en fonction du débit de la pompe à vide principale sèche à vis 3 et du volume de l'enceinte 1, il est en outre possible de réduire le temps avant la fermeture du clapet anti-retour 6 par rapport à la durée du cycle de vidage et donc réduire la quantité d'énergie consommée pendant ce temps de fonctionnement de pompe auxiliaire 7 sans effet sur le pompage. En revanche, l'avantage de la simplicité crédite une excellente fiabilité du système.
Selon une première possibilité, la pompe à vide auxiliaire 7 est elle-même une pompe sèche à vis. Ainsi, la pompe principale et la pompe auxiliaire peuvent être du même type, ce qui simplifie l'opération et la manutention.
Aussi, cette combinaison des pompes permet d'utiliser le système de pompage SP
pour toutes les applications où une pompe à sèche à vis seule peut être utilisée.
Selon les autres possibilités, la pompe à vide auxiliaire 7 est une pompe à ergots, une pompe Roots multi-étagée, une pompe à membrane, une
Dès la mise en route de la pompe à vide principale sèche à vis 3, la pompe à vide auxiliaire 7 est mise en route elle-aussi. La pompe à vide principale sèche à vis 3 aspire les gaz dans l'enceinte 1 par le conduit 2 branché à son entrée et les comprime pour les refouler par la suite à sa sortie dans le conduit d'évacuation 5 par le clapet anti-retour 6. Lorsque la pression de fermeture du clapet anti-retour 6 est atteinte, il se ferme. A partir de ce moment le pompage de la pompe à vide auxiliaire 7 fait baisser progressivement la pression dans le volume 4 jusqu'à la valeur de sa pression limite. En parallèle, la puissance consommée par la pompe à vide principale sèche à vis 3 baisse progressivement. Cela se produit en un court laps de temps, par exemple pour un certain cycle en 5 à 10 secondes.
Avec un ajustement judicieux du débit de la pompe à vide auxiliaire 7 et de la pression de fermeture du clapet anti-retour 6 en fonction du débit de la pompe à vide principale sèche à vis 3 et du volume de l'enceinte 1, il est en outre possible de réduire le temps avant la fermeture du clapet anti-retour 6 par rapport à la durée du cycle de vidage et donc réduire la quantité d'énergie consommée pendant ce temps de fonctionnement de pompe auxiliaire 7 sans effet sur le pompage. En revanche, l'avantage de la simplicité crédite une excellente fiabilité du système.
Selon une première possibilité, la pompe à vide auxiliaire 7 est elle-même une pompe sèche à vis. Ainsi, la pompe principale et la pompe auxiliaire peuvent être du même type, ce qui simplifie l'opération et la manutention.
Aussi, cette combinaison des pompes permet d'utiliser le système de pompage SP
pour toutes les applications où une pompe à sèche à vis seule peut être utilisée.
Selon les autres possibilités, la pompe à vide auxiliaire 7 est une pompe à ergots, une pompe Roots multi-étagée, une pompe à membrane, une
9 pompe sèche à palettes ou une pompe à palettes lubrifiée. Toutes ces combinaisons de pompes possèdent des avantages liés aux propriétés particulières de chaque type de pompes individuel.
La figure 2 représente un système de pompage SPP adapté pour la mise en oeuvre d'un procédé de pompage selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention.
Par rapport au système montré à la figure 1, le système représenté à
la figure 2 représente le système de pompage piloté SPP, comprenant en outre des capteurs adéquats 11, 12, 13 qui contrôlent soit le courant du moteur (capteur 11) de la pompe principale à vide principale sèche à vis 3, soit la pression (capteur 13) des gaz dans le volume du conduit de sortie de la pompe à vide principale sèche à vis, limité par le clapet anti-retour 6, soit la température (capteur 12) des gaz dans le volume du conduit à sortie de la pompe à vide principale sèche à vis, limité par le clapet anti-retour 6, soit une combinaison de ces paramètres. En effet, quand la pompe à vide principale sèche à vis 3 commence à pomper les gaz de l'enceinte à vide 1 les paramètres tels le courant de son moteur, la température et la pression des gaz dans le volume du conduit de sortie 4 commencent à se modifier et atteignent des valeurs de seuil détectées par les capteurs. Après une temporisation cela provoque la mise en marche de la pompe à vide auxiliaire 7. Quand ces paramètres repassent dans des plages initiales (hors consignes) avec une temporisation la pompe à vide auxiliaire est arrêtée.
Dans le deuxième mode de réalisation de l'invention de la figure 2, la pompe à vide auxiliaire peut être de type sèche à vis, à ergots, Roots multi-étagé, à membrane, sèche à palettes ou à palettes lubrifiées, comme dans le premier mode de réalisation de l'invention de la figure 1.
Bien que divers modes de réalisation aient été décrits, on comprend bien qu'il n'est pas concevable d'exposer de manière exhaustive tous les modes de réalisation possibles. Il est bien sûr envisageable de remplacer un moyen décrit par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention. Toutes ces modifications font partie des connaissances communes d'un homme du métier dans le domaine de la technologie du vide.
La figure 2 représente un système de pompage SPP adapté pour la mise en oeuvre d'un procédé de pompage selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention.
Par rapport au système montré à la figure 1, le système représenté à
la figure 2 représente le système de pompage piloté SPP, comprenant en outre des capteurs adéquats 11, 12, 13 qui contrôlent soit le courant du moteur (capteur 11) de la pompe principale à vide principale sèche à vis 3, soit la pression (capteur 13) des gaz dans le volume du conduit de sortie de la pompe à vide principale sèche à vis, limité par le clapet anti-retour 6, soit la température (capteur 12) des gaz dans le volume du conduit à sortie de la pompe à vide principale sèche à vis, limité par le clapet anti-retour 6, soit une combinaison de ces paramètres. En effet, quand la pompe à vide principale sèche à vis 3 commence à pomper les gaz de l'enceinte à vide 1 les paramètres tels le courant de son moteur, la température et la pression des gaz dans le volume du conduit de sortie 4 commencent à se modifier et atteignent des valeurs de seuil détectées par les capteurs. Après une temporisation cela provoque la mise en marche de la pompe à vide auxiliaire 7. Quand ces paramètres repassent dans des plages initiales (hors consignes) avec une temporisation la pompe à vide auxiliaire est arrêtée.
Dans le deuxième mode de réalisation de l'invention de la figure 2, la pompe à vide auxiliaire peut être de type sèche à vis, à ergots, Roots multi-étagé, à membrane, sèche à palettes ou à palettes lubrifiées, comme dans le premier mode de réalisation de l'invention de la figure 1.
Bien que divers modes de réalisation aient été décrits, on comprend bien qu'il n'est pas concevable d'exposer de manière exhaustive tous les modes de réalisation possibles. Il est bien sûr envisageable de remplacer un moyen décrit par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention. Toutes ces modifications font partie des connaissances communes d'un homme du métier dans le domaine de la technologie du vide.
Claims (18)
1. Système de pompage pour générer un vide (SP), comprenant une pompe à vide principale qui est une pompe sèche à vis (3) ayant une aspiration d'entrée des gaz (2) reliée à une enceinte à vide (1) et un refoulement de sortie des gaz (4) donnant dans un conduit (5) d'évacuation des gaz vers une sortie d'échappement des gaz (8) hors du système de pompage, le système de pompage étant caractérisé en ce qu'il comprend - un clapet anti-retour (6) positionné entre le refoulement de sortie des gaz (4) et la sortie d'échappement des gaz (8), et - une pompe à vide auxiliaire (7) raccordée en parallèle du clapet anti-retour.
2. Système de pompage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe à vide auxiliaire (7) est choisie parmi une pompe sèche à vis, une pompe à ergots, une pompe Roots multi-étagée, une pompe à membrane, une pompe sèche à palettes et une pompe à palettes lubrifiée.
3. Système de pompage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pompe à vide auxiliaire (7) est une pompe sèche à vis.
4. Système de pompage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pompe à vide auxiliaire (7) est une pompe à
ergots.
ergots.
5. Système de pompage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pompe à vide auxiliaire (7) est une pompe Roots multi-étagée.
6. Système de pompage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pompe à vide auxiliaire (7) est une pompe à
membrane.
membrane.
7. Système de pompage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pompe à vide auxiliaire (7) est une pompe sèche à palettes.
8. Système de pompage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pompe à vide auxiliaire (7) est une pompe à
palettes lubrifiée.
palettes lubrifiée.
9. Système de pompage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pompe à vide auxiliaire (7) est agencée pour pouvoir pomper tout le temps que la pompe à vide principale (3) pompe les gaz contenus dans l'enceinte à vide (1) et/ou tout le temps que la pompe à
vide principale (3) maintient une pression définie dans l'enceinte à vide (1).
vide principale (3) maintient une pression définie dans l'enceinte à vide (1).
10. Système de pompage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pompe à vide auxiliaire (7) comporte un refoulement qui est raccordé en aval du clapet anti-retour (6), au conduit d'évacuation des gaz (5).
11. Système de pompage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le débit nominal de la pompe à vide auxiliaire (7) est choisi en fonction du volume que le conduit d'évacuation des gaz (5) délimite entre la pompe à vide principale (3) et le clapet anti-retour (6).
12. Système de pompage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le débit nominal de la pompe à vide auxiliaire (7) est de 1/500 à 1/20 du débit nominal de la pompe à vide principale (3).
13. Système de pompage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pompe à vide auxiliaire (7) est mono-étagée ou multi-étagée.
14. Système de pompage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le clapet anti-retour (6) est configuré
pour se fermer quand la pression à l'aspiration de la pompe à vide principale (3) est inférieure à 500 mbar absolu.
pour se fermer quand la pression à l'aspiration de la pompe à vide principale (3) est inférieure à 500 mbar absolu.
15. Système de pompage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pompe à vide auxiliaire (7) est fabriquée en matières à résistance chimique élevée aux substances et gaz communément utilisés dans l'industrie des semi-conducteurs.
16. Procédé de pompage au moyen d'un système de pompage (SP) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que - la pompe à vide principale (3) est mise en marche afin de pomper les gaz contenus dans l'enceinte à vide (1) et de refouler ces gaz par son refoulement de sortie des gaz (4) ;
- de manière simultanée, la pompe à vide auxiliaire (7) est mise en marche ; et - la pompe à vide auxiliaire (7) continue de pomper tout le temps que la pompe à vide principale (3) pompe les gaz contenus dans l'enceinte à vide (1) et/ou tout le temps que la pompe à vide principale (3) maintient une pression définie dans l'enceinte à vide (1).
- de manière simultanée, la pompe à vide auxiliaire (7) est mise en marche ; et - la pompe à vide auxiliaire (7) continue de pomper tout le temps que la pompe à vide principale (3) pompe les gaz contenus dans l'enceinte à vide (1) et/ou tout le temps que la pompe à vide principale (3) maintient une pression définie dans l'enceinte à vide (1).
17. Procédé de pompage selon la revendication 16, caractérisée en ce que la pompe à vide auxiliaire (7) pompe un débit de l'ordre de 1/500 à
du débit nominal de la pompe à vide principale (3).
du débit nominal de la pompe à vide principale (3).
18. Procédé de pompage selon l'une quelconque des revendications 16 et 17, caractérisée en ce que le clapet anti-retour (6) se ferme quand la pression à l'aspiration de la pompe à vide principale (3) est inférieure à 500 mbar absolu.
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