Turbomolekyylipumppu on tyhjiöpumpputyyppi, jota käytetään korkean tyhjiön luomiseen ja ylläpitämiseen. Turbomolekyylipumpun toiminta perustuu siihen, että pumpattavan kaasun molekyyleille saadaan lisänopeutta pyörivän roottorin pumppaussuuntaan. Roottori koostuu levyjärjestelmästä. Turbomolekyylipumpun luoma tyhjiö on 10 -2 Pa - 10 -8 Pa (10 -10 mbar; 7,5 -11 mm Hg). Roottorin pyörimisnopeus on kymmeniä tuhansia kierroksia minuutissa. Vaatii keulapumpun toimiakseen .
Turbomolekulaariset pumput (TMP) mahdollistavat keskisuuren, korkean ja ultrakorkean tyhjiön aikaansaamisen jäännöskaasuilla, joiden molekyylipaino on alle 44.
TMP on monivaiheinen aksiaalikompressori, jonka roottori- ja staattoriportaat on varustettu litteillä kaltevilla kanavilla siipien säteellä. Kun roottoriportaat pyörivät suurella nopeudella, kaasumolekyylejä pumpataan ulos, koska niillä on erilainen todennäköisyys kulkea portaiden kaltevien kanavien läpi eteen- ja taaksepäin.
TMP on suunniteltu toimimaan kaasuvirtauksen molekyylitason olosuhteissa. TMP:n toimivuuden varmistamiseksi on tarpeen varmistaa kaasun virtauksen molekyylijärjestelmä sen viimeisen vaiheen ulostulossa millä tahansa alustavalla tyhjiöpumpulla (tyhjiöpumpulla), jonka pakokaasu johdetaan ilmakehään.
Molekyylipumppu (MH) koostuu molekyylivaiheista, jotka on asennettu yhdelle roottorille. Sen toimivuuden varmistamiseksi on mahdollista käyttää etutyhjiöpumppua (riippuen MH-portaiden suunnittelusta).
Hybridi-TMP (HTMP) sisältää ensimmäiset vaiheet turbomolekyylipumpusta ja viimeiset vaiheet molekyylipumpusta. GTMP:n roottoriportaat on kiinnitetty yhteiselle akselille. Molekyyliasteiden tarkoituksena on varmistaa TMP:n viimeisten vaiheiden normaali toiminta lisäämällä painetta TMP: n sisääntulossa sekä mahdollisuus käyttää halvempia yksivaiheisia etutyhjiöpumppuja, joissa on korkea lopputulos. paine.
Pumppausnopeus määräytyy roottorivaiheiden ulkohalkaisijan, siipien pituuden, lukumäärän, ensimmäisten vaiheiden siipien kaltevuuskulman ja pyörimisnopeuden perusteella. Korkeassa paineessa TMP:n sisääntulossa sen toimintanopeus riippuu myös etulinjapumpun pumppausnopeudesta. Kun kaasun paine TMP:n sisääntulossa kasvaa, sen kitka TMP-virtausreitin vaiheissa ja sähkömoottorin kuluttama teho kasvavat, varsinkin kun roottorin nopeus laskee kaasukitkan vuoksi. Tämä aiheuttaa TMP:n virtausosan, laakereiden pyörimisyksiköiden kuumenemisen lisääntymistä, pumppausnopeuden laskua ja voi johtaa onnettomuuteen. Siksi, kun roottorin pyörimissolmujen lämpötila nousee tietyn arvon yläpuolelle, TMP-sähkömoottori sammutetaan lämpötila-anturin avulla, joka on asennettu lähelle yhden roottorin pyörimissolmuista. Näin TMP-sisääntulon suurimman kaasuvirran pumppausaikaa rajoitetaan.
Kun korkea tyhjiö saavutetaan, kaasumolekyylit törmäävät paljon useammin tyhjökammion seiniin kuin toisiinsa. Kaasun painegradientti lakkaa olemasta, ja nyt ei ole mahdollista osoittaa molekyylejä tarkoituksellisesti "poistumiselle", tämä tapahtuu todennäköisyydellä. Tästä hetkestä lähtien pumpun tuloikkunoiden pinta-alan suhde tyhjiökammion seinien pinta-alaan vaikuttaa merkittävästi jatkopumppausnopeuteen.
Nimellistehonkulutus on TMP-roottorin nimellispyörimisnopeudella määritetty teho. Kun saavutetaan suuri tyhjiö, sen määräävät kitkavoimat TMP-kiertosolmuissa. TMP-roottorin kiihdytyksen aikana sen käyttövoima kuluttaa maksimitehoa. Yleensä sitä rajoittavat TMP-virtalähteen toimintaparametrit.
Puristussuhteen määrää pyörimisnopeus, vaiheiden lukumäärä ja pumpattavan kaasun molekyylipaino . Se on korkeampi raskaille kaasuille, mikä tarjoaa tehokkaan vastuksen hiilivetyjen tunkeutumiselle pumpattavaan tilavuuteen. Vedyn puristussuhteen arvo on tärkeä, kun pumppua käytetään erittäin korkean tyhjön luomiseen.
Pneurop-standardien mukaisesti määritetty jäännöspaine on jäännöspaine, joka saavutetaan pumpatussa järjestelmässä 48 tunnin pumppauksen jälkeen lämmityskaasun poiston päätyttyä. Tässä tapauksessa vain kaksivaiheinen pyörivä siipipumppu tulee valita etulinjapumpuksi.
Käytetään kahta pääjousitusjärjestelmää: magneettijousitusta ja keraamisia laakereita. Perinteisten teräslaakerien sijaan käytetään huoltovapaita keraamisia laakereita . Piinitridilaakeripallot ovat kevyempiä, kovempia ja tasaisempia kuin teräksiset vastineensa. Niitä käytettäessä resurssi kasvaa ja tärinän taso laskee.
Luotettavuuden lisäys saavutetaan käyttämällä pallo-ura-parissa erilaisia materiaaleja, jotka estävät pintareikien muodostumisen. Magneettisen jousituksen käyttö lisää koko järjestelmän luotettavuutta entisestään. Hybridijousitusjärjestelmää käytetään usein pumpuissa. Pumpun korkeatyhjiöpuolella on magneettilaakerit sisääntulossa ja öljyllä tai rasvalla voideltu keraamiset laakerit ulostulossa.
Roottorin täysin magneettinen jousitus tarjoaa lisäetuja:
Ohjain ohjaa turbomolekyylipumpun käyttöä. Turbomolekyylipumppu vaatii suuria pyörimisnopeuksia, jopa 100 000 rpm. Tällaisten käyttömoottoreiden nopeuksien ja käynnistystilojen varmistamiseksi käytetään säädintä, joka säätää tasaisesti taajuutta melkein nollasta maksimiin.