Нанесение покрытий, ионное напыление, распыление — в таких процессах основной насос обычно диффузионный или турбомолекулярный, а перед ним нужен форвакуумный насос, который обеспечивает на стороне выпуска основного насоса давление в рабочем диапазоне. Если форвакуумный насос выбран неправильно, основной насос не выходит на рабочий режим либо масло перетекает обратно и загрязняет камеру. При использовании одноступенчатого маслоуплотнённого пластинчато-роторного насоса в качестве форвакуумного часто спрашивают, достаточно ли уровня 0.1 mbar.
1. Сначала разграничьте два давления
- Форвакуумное давление: давление на выпускном патрубке основного насоса; его напрямую определяет форвакуумный насос.
- Давление в камере: давление в месте расположения изделия; определяется совместно основным и форвакуумным насосами.
Технологическое требование 5×10⁻³ mbar не означает, что форвакуумный насос должен откачивать до 5×10⁻³ mbar. Форвакуумному насосу нужно лишь поддерживать на стороне выпуска основного насоса давление ниже максимально допустимого форвакуумного давления, указанного производителем основного насоса: для диффузионного насоса обычно 0.10.5 mbar, для турбомолекулярного — порядка 110 mbar.
2. Фактические возможности одноступенчатого маслоуплотнённого насоса
| Модель | Скорость откачки 50/60Hz | Предельный вакуум (газобалласт закрыт) | Предельный вакуум (газобалласт открыт) | Мощность |
|---|---|---|---|---|
| V0025A | 20 / 26 m³/h | 0.5 mbar | — | 0.75 kW |
| V0040A | 40 / 48 m³/h | 0.1 mbar | 0.5 mbar | 1.5 kW |
| V0063 | 63 / 75 m³/h | 0.1 mbar | 0.5 mbar | 2.2 kW |
| V0100 | 100 / 110 m³/h | 0.1 mbar | 0.5 mbar | 3.0 kW |
Начиная с V0040A, при закрытом газобалласте достигается 0.1 mbar; для диффузионных насосов с требованием к форвакуумному давлению 0.1~0.5 mbar это подходит. V0025A достигает только 0.5 mbar и подходит лишь для основных насосов, у которых требование к форвакуумному давлению выше 0.5 mbar.
3. В каких случаях 0.1 mbar недостаточно
- Основной насос требует более низкого форвакуумного давления: проверьте инструкцию основного насоса. Если указано 5×10⁻² mbar или ниже, одноступенчатого насоса недостаточно — нужен двухступенчатый 2V80 (предельный вакуум 4×10⁻⁴ mbar).
- Большое газовыделение в процессе: при нанесении покрытия изделие и стенки камеры постоянно выделяют газ; форвакуумный насос должен одновременно отводить поток с выпуска основного насоса и газовыделение. При недостаточной скорости откачки форвакуумное давление повышается.
- Требуется длительная работа вблизи 0.1 mbar: при таком давлении насос работает близко к предельному режиму, температура масла и шум возрастают; для длительной непрерывной работы рекомендуется оставлять запас.
Метод оценки прост: установите вакуумметр на выпускном патрубке основного насоса, проведите полный технологический цикл и посмотрите, до какого максимума поднимается форвакуумное давление. Если пиковое значение превышает 70% допустимого значения основного насоса, следует перейти на насос большего размера или добавить насос Рутса.
4. Предотвращение обратного перетекания масла
При остановке форвакуумного насоса масло может по трубопроводу перетекать обратно в основной насос и камеру. Необходимо выполнить три действия:
- установить на форвакуумном трубопроводе клапан, предотвращающий обратное перетекание масла, либо выполнить входной патрубок насоса с конструкцией, предотвращающей обратное перетекание масла;
- порядок остановки: сначала закрыть высоковакуумный клапан, затем остановить форвакуумный насос, в конце напустить воздух;
- перед длительной остановкой открыть газобалласт и дать насосу поработать несколько минут, чтобы удалить из полости насоса конденсирующиеся газы.
5. Информация, необходимая для выбора модели
Тип газа (агрессивный или нет, наличие пыли), технологический цикл (непрерывный или периодический), оценка газовыделения, верхний предел форвакуумного давления, требуемый основным насосом, электропитание на объекте (однофазное или трёхфазное). После определения этих пунктов можно выбрать модель насоса и диаметр трубопровода.