2014 Apr 2 – Web version of report: Effect of Two Pumps on Filter Retention
簡介
隔膜和風囊泵產生巨大流量和脈衝,通常使用緩衝器減少脈衝。 泵脈衝對膜式過濾器的保留效果以往的研究表明沒有濾波器的保留減少與增加泵脈動強度和粒子loading.1,2此評價是下採取確定性礦一個新的閉迴路壓力控制系統裝有一個白色的有效性在最小流速和壓力脈衝,從而提高泵的下游保留濾波器風囊泵(型號#:PSA060)和緩衝器(DBA060型號#)。以前的研究的影響泵的脈衝的膜過濾器固定顯示,濾芯固定架中減少增加泵的脈動強度和顆粒載入中1、2、此評價,以確定其有效性新的閉迴路壓力控制系統採用了 White Knight 風囊泵(型號#:PSA060)和緩衝器(型號#:DBA060)在儘量減少流量和壓力的脈衝,從而改善固定在過濾器下游的泵。
這種評價的目的是對比兩種泵壓力和流量脈衝的大小,並比較這兩種泵在經過過濾器時的效率。
Pulsation intensity:
快速反應的壓力和流量感測器被安裝在泵的下游用於量化的評估壓力及流動脈衝。 Entegris 型號為 4100 單埠壓力感測器(0-60 psig)被用於量化大規模的壓力脈動。 Futurestar的FM 3103 – PS XP / F ( 0-50 lpm )流量計被用於量化大量的流量的脈動。 在1000Hz的收集壓力和流量測量值。 在每個測試的狀態下資料收集和分析超過一分鐘的間隔。
過濾器固定測量:
圖1給出了測試系統的示意圖。循環泵是用來提供一個連續的低顆粒飼料(神秘;1.0/ml≥0.05μm)去離子水對泵的評價。
兩個光學粒子計數器是用於這一評價:粒子測量系統HSLIS M 50粒子監控器和粒子測量系統LiQuilaz S 05液體顆粒計數器。 在M50有四個大小通道和測量顆粒從≥0.05,≥0.10,≥0.15,或0.20≥微米。 LiQuilaz S05有15個通道從≥0.5到≥20μm。
過濾器固定測量結果由噴射PSL到泵的上游流量進行評估。 PSL解決方案包括溶液由顆粒尺寸範圍從73到直徑為400nm。 在流量範圍從5到10加侖的條件下,進行了微粒值的測量。 微粒濃度監測儀在過濾器的進出口監測每個粒子注入。 此外,上下游的背底量測之前和之後的每個粒子噴射測試,以確保該粒子的濃度足夠低迎接挑戰。 WO 10″0.05μM mykrolis進行ATM過濾器平行排列,這期間保持評估。 過濾器的表面速度是0.5-1.0 cm/min,取決於測試流量。 這對於每一個泵在每個粒子的大小計算挑戰的保留效率。
圖1。 測試系統電路圖
在這份報告中,過濾器保持資料表示為過濾減量值。 LRV是被規定:
- LRV = log10 ((CI – CBI)/ (CO – CBO))
where:
- C1=在微粒子注入時位於過濾器進口的粒子濃度
- CBI=在微粒子注入後位於過濾器進口的環境粒子濃度
- CO=在顆粒噴射時過濾器出口的顆粒濃度
- CBO=在微粒子注入後位於過濾器出口的環境粒子濃度
LRV和過濾保持效率之間的關係如表一所示.
過濾截留效率和LRV的表一的關係
LRV | Filter Retention Efficiency (%) |
---|---|
1 | 90 |
2 | 99 |
3 | 99.9 |
4 | 99.99 |
結果和討論
脈衝強度:
圖2至4顯示的數位表示在大壓力和流量脈動下每種類型的泵的分別大約是5、7.5和10加侖/分。 分析壓力和流量的資料會在表格二上顯示。 相對標準差(RSD)是在每個測試條件下的每個泵一分鐘測試間隔計算。
White Knight 泵和 Levitronix 的流量、脈動的對較低和幾乎相同的。 脈衝的大小隨流量的減小而減小.
測得的壓力脈動是至少10倍高於測量的流量脈動,無論泵的或流速。 這可能會影響流量計,使流計量不是會第一時間反應出流量的變化。 5GPM每個泵的測量的脈衝大小類似. 但是,由於流量增加,壓力脈衝對 White Knight 泵是增加的,對 Levitronix 的泵是減少的如圖5所示。
表II中。壓力和流量資料的相對標準差
Flow Rate | RSD of Pressure Measurements (%) | |
---|---|---|
White Knight | Levitronix | |
5 gpm | 4.3 | 3.8 |
7.5 gpm | 4.7 | 3.3 |
10 gpm | 6.0 | 2.7 |
Flow Rate | RSD of Flow Measurements (%) | |
White Knight | Levitronix | |
5 gpm | 0.5 | 0.4 |
7.5 gpm | 0.3 | 0.3 |
10 gpm | 0.2 | 0.2 |
圖2。 每次泵送5gpm的流量產生巨大的壓力和流量脈動。
圖3。 每次泵送7.5gpm的流量產生巨大的壓力和流量脈動。
圖4。 每次泵送10gpm的流量產生巨大的壓力和流量脈動。
圖5。 壓力測量有衡量流量的功能相對標準差
過濾器固定測量:
表III和圖6示出了過濾器保留測量每個泵作為顆粒尺寸的結果和流速。 圖7 顯示每個泵的過濾器固定測量的功能區的在這項研究中壓力測量量化RSD。 本測試方法的最大可檢測LRV為4,或99.99%的過濾器固持。 73至400納米的PSL粒子的由0:05微米快速轉換的ATM盒被發現是大於4的LRV與流量範圍為5至10加侖雙泵的保留。 過濾器保留對這些泵沒有明顯的影響。 73納米PSL尺寸最小檢測PSL尺寸的測量系統HSLIS M50顆粒顯示器能夠有效地檢測。
表III。過濾器保留每個泵每個PSL細微性
Particle Size (nm) | RSD of Pressure Measurements (%) | |
---|---|---|
White Knight | Levitronix | |
5 gpm | ||
73 | > 4 | > 4 |
97 | > 4 | > 4 |
200 | > 4 | > 4 |
400 | > 4 | > 4 |
10 gpm | ||
73 | > 4 | > 4 |
97 | > 4 | > 4 |
200 | > 4 | > 4 |
400 | > 4 | > 4 |
圖6。 固定通過率作為衡量顆粒大小的功能
圖7。液體固定效率作為多流速壓力脈衝的功能
提要
White Knight 的系統控制後的流量和壓力波動特點和 Levitronix BPS-4泵是相同.
White Knight 的系統控制後的流量和壓力波動特點和 Levitronix BPS-4泵是相同 White Knight 的系統控制後的流量和壓力波動特點和 Levitronix BPS-4 泵是相同。 脈動壓力測量至少10倍高於脈動流動測量的因素,無論泵的測試。 5GPM每個泵的測量的脈衝大小類似. White Knight 的泵壓力脈衝會隨著流量的增加而增加,Levitronix 的泵會隨之減少。
73至400納米的PSL粒子的由0:05微米快速轉換的ATM盒被發現是大於4的LRV與流量範圍為5至10加侖雙泵的保留。 過濾器保留對這些泵沒有明顯的影響。
References
1. Litchy MR, DC Grant and R Schoeb (2005), “Effect of pump pulsation on membrane filter retention," SCP Global Technologies’ 9th International Symposium on Wafer Cleaning and Surface Preparation.
2. Litchy MR, DC Grant, and R Schoeb (2006). “Effect of Pump Pulsation and Particle Loading on Membrane Filter Retention," Proceedings of the 25th Annual Semiconductor Pure Water and Chemicals Conference, Sunnyvale, CA., pp 105-125, Feb 15, 2006.