Глава 37.1 Турбомолекулярные вакуумные насосы

Конструктивные схемы, принцип действия, откачная характеристика.

Турбомолекулярные вакуумные насосы (ТМН), относящиеся к кинетическим вакуумным насосам (вакуумным турбонасосам), широко используют для откачивания газов в области давлений всасывания вплоть до 10^-8 ... 10^-10 Па из различных объектов, используемых в электротехнической, электронной, атомной, авиационной, химической и других отраслях промышленности.

Насосы обладают следующими достоинствами: не «загрязняют» откачиваемый объем парами углеводородов или другими рабочими телами в сравнении с другими высоковакуумными насосами, на­пример диффузионными, с распылением титана; имеют быстроту действия, мало изменяющуюся при откачивании газов и паров с различной молекулярной массой; просты в обслуживании, на­дежны и в работе; стойки к прорыву атмосферного воздуха.

Турбомолекулярные насосы применяют в установках напыле­ния металлов, масспектрометрии, ускорителях . элементарных частиц, установках для имитации космических условий и др.

Конструктивная схема двухпоточного насоса, предложенного Беккером, представлена на рис. 152, а. В корпусе 2 с установлен­ными в нем неподвижными статорными дисками 4 вращается ротор 1, представляющий собой вал с расположенными на нем рабочими колесами 3, которые выполнены в виде дисков с выфрезерованными косыми радиальными пазами или в виде лопаточ­ных колес; их лопатки установлены под определенным углом к тор­цовой поверхности втулки. Когда рабочие колеса выполнены в виде дисков с прорезями, в статорных колесах такой же формы прорези выполняют зеркально по отношению к прорезям ротор­ных колес. Если рабочие колеса имеют лопатки, то и статорные колеса выполняют с лопатками, обычно с тем же углом установки, но зеркально отраженными по отношению к углу установки лопа­ток рабочего колеса. Для удобства монтажа статорные колеса разрезают по диаметру.

Ротор насоса устанавливают на подшипниках качения. Всасы­вающий патрубок выполнен в средней части корпуса. Нагнета­тельные полости, расположенные по торцам корпуса насоса, объединены общим патрубком, к которому подсоединен форвакуумный насос.

Наибольшее распространение получили однопоточные насосы (см. рис. 152, б), отличающиеся, как правило, меньшим сопротивлением на всасывании. Насос приводится в движение от элек­тродвигателя, ротор которого обычно расположен на валу насоса. В насосе допускаются сравнительно большие осевые и радиальные зазоры (до 1,0 ... 2,5 мм) в зависимости от размеров рабочих колес.