Table des Matières
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l.5
Kompression (K-Wert)
Beim Betrieb von Turbo - Molekular
pumpen stromen keine schweren Koh
lenwasserstoffe (Oldampfe) durch
die Pumpe ouf die Ansougseite zu
rUck. Das erzeugte Vakuum ist kah
lenwosserstafffrei.
Diese Tatsache beruht auf der Wir
kungsweise von Turbo-Molekularpum
pen. Darcus geht hervor, daB der
K-Wert bei gegebener Pumpengeome
trie
exponentiell mit der Wurzel
aus dem Molekulargewicht M des ge
pumpten Gases ansteigt.
G:
kanstanter Geometriefaktor
u:
Umfongsgeschwindigkeit
Demnach ist der K-Wert am klein
sten fUr Wasserstoff, und steigt
am hochsten fUr schwere MolekUle
(z.B. Kohlenwasserstoffe).
l.6
Restgos
Die Restgaszusommensetzung auf der
Hochvakuumseite der Turbo-Moleku
lar p umpe hangt wesentlich von der
Gasz u sommensetzung_auf der Vorva
kuumseite ob. Der Partialdruck p
eines Gases auf der Vorvakuumsei
te, dividiert <lurch den K-Wert
dieses Gases, ergibt dessen Par
tioldruck P f auf der Hochvokuum
seite •
...
z
+'
Q)
C
C "'O
( Q. 3.4 • 10-11 mbar
Q)
Q)
+'
......
Q)
C
O
U
>
Q)
C
....--1
�M
(])
0
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..
C
C
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Q.I
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H .O
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"'
"'
�iii 1111 I lj iii 11 CHijHliilllfjil ilff 11 ljllll iillijlll iliHljiill Iii I ijllldlilijlhi 1111 lj ii IIIIIHJ
::,
Q)
Q)
k
k
k
0
10
W
Cl
C.. c..
Die Abbildung zeigt die typische
Restgaszus□mmensetzung einer Tur
bo-Molekulorpumpe mit einer zwei
stufigen Vorpumpe bei einem Totol
druck van «'..8°10 - 10 mbor (Stick
stof f aquivalent), Das Restgos be
steht Uberwiegend aus Wosserstoff.
Donac h werden Antei l e von Wasser
dampf, Kohlenmonoxid, Stickstoff
und Kohlendioxid gefunden. Schwe
rere Gase sind im S p ektrum nicht
nachweisbar. Bei de n durchkreuz
ten schweren Massen, handelt es
sich um zwei- bzw. dreifach ioni
sierte Metalldampfe der Rhenium
kathode des verwendeten Ouadrupol
Massenspektrometers Typ: BALZERS
QMG 101.
7
1.5
Compression (value K)
During the operation of turbo-mo
lecular pumps, no heavy hydro-car
bons (ail vapours) stream bock
through the pump ta the inlet
side. The vacuum created is free
from hydro-carbons. This effect
is based on the operation charac
teristics of turbo-molecular pumps.
Accordingly, the k - value increa
ses exponentially with the root
of the molecular weight M of the
gas being pumped, with a given
pump geometry.
G
constant geometry factor
u = circumferential speed
Therefore, the k-value is at its
minimum for hydrogen and rises to
its maximum for heavy molecules
(e.g. hydrocarbons).
1,6
Residual gas
The residual
the high-vacuum side of the tur
bo-molecular pump largely depends
on th e gas composition on the
backing pressure side, The par
0
tial pressure p
backing pressure side, divided by
the k-value of this gas, gives its
partial pressure Pf on the high
vacuum side.
] 4 3.4 • 10-12 mbsr
llfl lllfil fljlhlliti, j I 111111! ij H 111111 q 1 II liiii lj
50
60
70
�
�
�
W
M
The illustration shows the typi
cal residual gas composition of
a turbo-molecular pump with a two
stage backing pump, for a total
pressure of ..:. 8, l 0 -10 mbar (nitro
gen equivalent). The residual gas
mainly consists of hydrogen. The n ,
some water vapour, carbon monoxide,
nitrogen and carbon dioxide is
found. Heavier gases ore not
traceable in the spectrum. The
heavy masses marked by a cross
are double or triple ionized metal
vapours of the rhenium cathode of
the Quadrupole mass spectrometer
used model: BALZERS, QMG 101 .
gas composition on
of a gas on th e
0
80
90
100
m-e·1
m
�
�
m·•
1.5
Compression (valeur de K)
La principale c□ r act,ristique des
pompes turbo-moleculaires est
qu'en fonctionnement, aucun hy
droc□rbure lourd (vapeur d'huile)
ne reflue d travers la pompe vers
le c6te aspiration, Le vide ob
tenu est exempt de vapeurs d'hui
le.
Ce fait repose sur le mode de
fonctionnement des pompes turbo
moleculaires. Il apparait que la
valeur K, pour une geometrie de
pompe donnee, augmente exponenti
ellement avec la racine du poids
moleculaire M du gaz pompe.
G:
focteur geometrique constant
u:
vitesse circonferentielle
Il en decoule que c'est pour
l'hydrogene que lo valeur K est
lo plus foible et qu'elle est la
plus elevee pour les molecules
lourdes (par ex. h□xdrocarbures).
1,6
G□z Residuel
La composition du g□z 11esiduel
du cote vide eleve de la pompe
turbo-moleculaire depend essen
tiellement de la composition des
gaz du c6te vide primaire. La
pression partielle P
cote vide primaire, divisee par
la v□leur K de ce gaz, donne so
p : ess � on � artielle P f du cote
vide eleve.
Po
K
Fig. 5
Restgosspektrum
Residual Gas Spectru m
Spectre de gaz resid u e!
Le schema represente la composi
tion typi que du gaz residuel d'une
pompe turbo-moleculaire avec une
pompe primaire d 2 etages, pour
une pression totale
,,,:.
(equival e nt d l'□zote). Le g□z
residue! se compose princip□le
ment d'hydrogene. On trouve ega
lement des traces de v□peur d'eau,
d'oxyde de carbone, d'azote et de
g□z c□rbonique. On ne trouve tra
ce d'aucun gaz plus lourd dons le
spectre. Les masses lourdes mar
quees d'une croix sont de v□-
peurs metalliques deux ou trois
fois ionisees proven□nt de la ca
thode en rhenium du spectrometre
de m□sse quadripole utilise,
type BALZERS, QMG 101.
d'un gaz du
0
8°1Q - 10mbar
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