DE10159835A1 - Vakuumpumpsystem - Google Patents

Abstract

Die Erfindung stellt ein Vakuumpumpsystem vor, bestehend aus einer Hochvakuumpumpe (1) und einer nach höherem Druck hin ausstoßenden Vorvakuumpumpe (3). Zwischen beiden Pumpen ist ein Leitwertsystem angeordnet. Dieses besteht aus Leitwertbegrenzern (5-8) und jeweils zugehörigem Ventil (15-18). Durch Zu- und Abschalten der einzelnen Leitwertbegrenzer oder auch von Gruppen von Leitwertbegrenzern kann der Leitwert auf der Vorvakuumseite gezielt geändert werden. Somit können die vakuumtechnischen Daten, wie Druck- und Saugvermögen auf der Hochvakuumseite beeinflusst und dem jeweiligen Prozessablauf angepasst werden.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Vakuumpumpsystem nach dem Oberbegriff des 1. Schutzanspruches.
• Vakuumpumpsysteme der hier zur Diskussion stehenden Art werden unter anderem eingesetzt bei Anlagen zur Durchführung von Vakuumprozessen, wie chemische Verfahren, oder in der Halbleiterfertigung. Zur Bereitstellung und Aufrechterhaltung von bestimmten Drücken eines Gases oder eines Gasgemisches, unter welchem der jeweilige Prozess abläuft, müssen Einrichtungen vorhanden sein, mit denen definierte und reproduzierbare vakuumtechnische Größen, wie Druck- und Saugvermögen, eingestellt werden können.
• In der DE-OS 38 28 608 wird eine Vakuumpumpvorrichtung beschrieben, bei der zur Regelung von vakuumtechnischen Größen der Hochvakuumseite zwischen Hochvakuumpumpe und Vorvakuumpumpe eine drehzahlgeregelte Wälzkolbenpumpe eingesetzt wird. Die US 5,944,049 stellt mehrere Möglichkeiten für eine solche Regelung vor, unter anderem auch geregelte Vakuumpumpen und geregelte Ventile.
• Solche komplexen Systeme stellen ziemlich aufwändige Lösungen dar. Die mit viel Elektronik bestückten Regeleinrichtungen und deren Ansteuerung sind fehleranfällig und nicht für alle Anwendungsfälle geeignet.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Vakuumpumpsystem vorzustellen, welches die Möglichkeit bietet, vakuumtechnische Größen, wie Druck- und Saugvermögen, auf der Hochvakuumseite dem jeweiligen Prozess anzupassen und definiert und reproduzierbar einzustellen. Das System soll einen zuverlässigen und fehlerfreien Betrieb sicherstellen und mit wenig Aufwand und günstigen Herstellkosten zu verwirklichen sein.
• Die Aufgabe wird durch die Merkmale des 1. Schutzanspruches gelöst. Die Ansprüche 2-4 beschreiben weitere Ausgestaltungsformen der Erfindung.
• Die erfindungsgemäße Anordnung stellt ein Leitwertsystem zwischen Vorvakuumpumpe und Hochvakuumpumpe eines Pumpsystems dar, welches die Steuerung von vakuumtechnischen Größen, wie Druck- und Saugvermögen, auf der Hochvakuumseite erlaubt. Zwei verschiedene Ausführungsformen, eine mit mehreren Leitwertbegrenzern und jeweils zugehörigem Ventil und eine mit einem Leitwertbegrenzer und einem zugehörigen getakteten Ventil, sind als vorteilhafte Lösungen für die Aufgabenstellung angeführt.
• Durch die erste Anordnung können unterschiedliche Leitwerte zwischen Vorvakuumpumpe und Hochvakuumpumpe gestaltet werden. Diese Leitwerte werden durch Zuschaltung einzelner Leitwertbegrenzer mit verschiedenen Leitwerten oder auch durch die Kombination mehrerer Leitwertbegrenzer erreicht. Die Variation der Leitwerte bei der zweiten Ausführungsform erfolgt bei nur einem Leitwertbegrenzer und zugehörigem Ventil durch Öffnen und Schließen dieses Ventils nach vorgegebenen Taktzeiten, so dass im Mittel ein angestrebter Leitwert erreicht wird.
• Beide Anordnungen sind optimal dazu geeignet, Druck- und Saugvermögen auf der Hochvakuumseite durch gezielte Variationen der Leitwerte auf der Vorvakuumseite zu beeinflussen. Dies geschieht unter Berücksichtung der Pumpeigenschaften der Hochvakuumpumpe und des jeweiligen Prozesses bzw. Prozessschrittes im Rezipienten. So kann auf Veränderungen im Prozessablauf schnell reagiert werden und vorgegebene Zustände können durch Variation der vorvakuumseitigen Leitwerte schnell realisiert werden. Das Zu- und Abschalten von Leitwerten bzw. die Wahl der Taktzeiten bei der zweiten Lösung können z. B. Zeit- oder drehzahlgesteuert erfolgen. Das System besteht aus einfachen und betriebssicheren Bauteilen und kann gegenüber herkömmlichen Systemen mit geringeren Herstellungskosten verwirklicht werden. Daher ist es auch wenig fehleranfällig und gestattet einen zuverlässigen Betrieb.
• Anhand der Fig. 1 und 2 wird die Erfindung näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung.
• Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
• In Fig. 1 ist eine Hochvakuumpumpe mit 1 und eine nach höherem Druck ausstoßende Vorvakuumpumpe mit 3 bezeichnet. Am Ansaugflansch der Hochvakuumpumpe ist ein dort anschließbarer Rezipient 2 angedeutet. Zwischen der Vorvakuumpumpe und der Hochvakuumpumpe ist ein Ventil 4 angebracht. Dazu parallel sind Leitwertbegrenzer 5-8, welche im vorliegenden Beispiel als Blenden ausgestaltet sind, und jeweils zugehörigem Ventil 15-18 installiert. Die Blenden weisen entweder alle oder auch nur teilweise unterschiedliche Leitwerte auf. Bei geschlossenen Ventilen 5-8 und geöffnetem Ventil 4 wird das Pumpsystem in herkömmlicher Weise betrieben. Bei geschlossenem Ventil 4 können die Ventile 15-18 einzeln oder auch in Gruppen so geöffnet werden, dass unterschiedlich definierte Leitwerte zwischen Vorvakuumpumpe und Hochvakuumpumpe geschaltet werden. Prinzipiell kann dies auch bei geöffnetem Ventil 4 geschehen, wenn unterschiedliche Leitwerte über den Leitwert des Ventils 4 hinaus erforderlich werden. Im vorliegenden Beispiel wurden vier Blenden 5-8 mit jeweils zugehörigem Ventil 15-18 dargestellt. Diese Anzahl kann jedoch beliebig variiert werden.
• Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Anstelle mehrerer paralleler Blenden und Ventile ist hier eine Blende 9 mit zugehörigem Ventil 19 dargestellt. Unterschiedliche Leitwerte werden dadurch erzeugt, dass das Ventil 19 über eine Steuereinheit 22 in Abständen geöffnet und geschlossen wird. Durch einen solchen Taktbetrieb kann der Leitwert der Anordnung gezielt eingestellt werden.

Claims (4)

1. Vakuumpumpsystem, bestehend aus einer Hochvakuumpumpe (1), an deren Saugseite ein Rezipient (2) anschließbar ist und eine nach höherem Druck hin ausstoßende Vorvakuumpumpe (3), welche mit der Gasaustrittsseite der Hochvakuumpumpe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Vorvakuumpumpe (3) und der Hochvakuumpumpe (1) ein System von parallel angeordneten Leitwertbegrenzer (5-8) und jeweils zugehörigem Ventil (15-18) angebracht ist, so dass die Leitwertbegrenzer (5-8) einzeln oder in Kombination über die zugehörigen Ventile (15-18) zwischen Vorvakuumpumpe und Hochvakuumpumpe geschaltet werden können.

2. Vakuumpumpsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitwertbegrenzer zum Teil oder alle unterschiedliche Leitwerte aufweisen.

3. Vakuumpumpsystem, bestehend aus einer Hochvakuumpumpe (1), an deren Saugseite ein Rezipient (2) anschließbar ist und eine nach höherem Druck hin ausstoßende Vorvakuumpumpe (3), welche mit der Gasausstoßseite der Hochvakuumpumpe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Vorvakuumpumpe (3) und der Hochvakuumpumpe (1) ein Leitwertbegrenzer (9) mit zugehörigem Ventil (19) angebracht ist und weiterhin eine Steuereinheit (22) vorhanden ist, welche das Ventil (19) in Abständen öffnet und schließt.

4. Vakuumpumpsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu den Leitwertbegrenzern (5-9) und jeweils zugehörigem Ventil (15-19) zwischen der Vorvakuumpumpe (3) und der Hochvakuumpumpe (1) zusätzlich ein Ventil (4) angebracht ist.