Турбомолекулярные насосы

 

Принцип действия. Основные характеристики. Турбомолекулярные вакуумные насосы нашли довольно широкое распространение как в лабораторной практике, так и в промышленном производстве. По сравнению со многими другими сверхвысоковакуумными насосами им присущ ряд преимуществ: постоянная готовность к работе, быстрый запуск (10—15 мин), нечувствительность
к резкому повышению давления (вплоть до атмосфер-
ного), широкий диапазон рабочих давлений (10^-7 —
10^-1 Па), примерно оди-
наковая быстрота дей-
ствия по большинству
газов, чрезвычайно вы-
сокая степень сжатия
(10¹⁵) для газов с боль-
шой молекулярной мас-
сой (М>44). Послед-
нее обеспечивает дав-
ление углеводородов на
ВХОДе турбомолекуляр-    

ного насоса не более 1(Н5 Па (10~13 мм рт. ст.), т. е. практически безмасляный вакуум, при давлении на фор­вакууме 1—13 Па (7-Ю-3—0,1 мм рт.ст.), соответствую­щем остаточному давлению большинства насосов с мас­ляным уплотнением.

 

Схема устройства турбомолекулярного насоса при­ведена на рис. 2-15. В корпусе 1 размещены статорные диски 2. В центре цилиндрической части насоса в опор­ных подшипниках 3 расположен вал 4 с закрепленны­ми на нем роторными дисками 5. Статорные и ротор­ные диски, в  которых  выполнены  радиальные  косые (под углом 15—40° к плоскости диска) пазы, образуют рабочий механизм насоса. Встроенным электродвигате­лем  6 вал   вращается   со ско­ростью более 10 000 об/мин. На опорные подшипники маслонасосом (на рисунке не показан) по­дается смазка. Откачиваемая сре­да поступает в среднюю часть на­соса через впускной патрубок 7. К выпускному патрубку 8 при­соединяется   форвакуумный   на­сос.

Как показано на рис. 2-16, па­зы статорных дисков зеркально отображают пазы роторных дис­ков. При молекулярном режиме течения молекулы откачиваемого газа, прошедшие через паз статорного диска слева или отразив­шиеся от него и попавшие в паз роторного диска, имеют большую вероятность  пройти через  него В тех редких случаях, когда стенка 2 нагоня­ет часть молекул, большинство из них после соударения приобретает результирующее направление дальнейшего движения в направлении откачки, на  рисунке слева направо. Напротив, молекулы, вошедшие в паз роторно­го диска справа, против направления откачки, с боль­шой вероятностью отражаются им обратно

Отношение вероятностей пролета молекул любого газа в прямом и обратном направлениях характеризу­ется степенью сжатия данного газа насосом. Легкие газы, тепловая скорость турбомолекулярных насосов, составляющее у неболь­ших насосов 10^-8— 10^-7 Па (10^-10—10^{-9 мм рт. ст.), у крупных — до 10-9} Па (10^{-11 мм рт. ст.).}