4.2.1.2. Особенности конструкции

Подшипники насоса и двигатель находятся в пространстве форвакуума. Имеются также конструктивные решения, по которым ротор (короткозамкнутый) двигателя находится в вакууме, а статор — снаружи насоса; при этом ротор двигателя отделен от статора цилиндрической стенкой из немагнитного материала.

На фиг. 4.32 показан дисковый молекулярный насос в разрезе; его конструктивная схема и принцип действия не требуют дополнительных пояснений.

Молекулярные насосы работают при форвакууме порядка сотых долей тора; такой форвакуум необходим для обеспечения достаточно большой (по отношению к характерному размеру насоса) длины свободного пробега молекул откачиваемого газа, с тем чтобы откачиваемый газ находился в молекулярных условиях.

Молекулярные насосы имеют большие частоты вращения. Для малых насосов они достигают 10—20 тыс. об/мин; для больших насосов они меньше. Диаметры роторов имеют порядок нескольких десятков сантиметров, а зазоры должны составлять несколько сотых миллиметра, что создает серьезные конструктивные трудности.

Скорость откачки современных молекулярных насосов достигает нескольких десятков литров в секунду. Они обеспечивают предельный вакуум ~ 10-6 Тор при предварительном вакууме порядка долей тора.

В некоторых молекулярных насосах (например, Бимса, 1959 г.) роторы диаметром до ~20 см устанавливаются в магнитном подвесе, создаваемом системой электромагнитов, ток которых контролируется электронной системой. Для привода используется магнитное поле, вращающееся со скоростью до 20 000 об/мин. Насос при работе может нагреваться до 670 К. При р0 = 10-7 Тор насос обеспечивает S ≈ 6 л/с и предельное давление р∞ = 10-9 Тор.

Смазываемые узлы молекулярного насоса целесообразно располагать в форвакууме, благодаря чему в предельном вакууме пары смазок почти не заметны.

Турбомолекулярные насосы. Существенным недостатком молекулярных насосов, создающим конструктивные и эксплуатационные трудности, является малый зазор между ротором и статором; этот недостаток в значительной степени устранен в турбомолекулярных насосах.

Турбомолекулярный насос своей конструкцией напоминает многоступенчатый турбокомпрессор или паровую турбину (фиг. 4.33, а). Как его статор, так и ротор снабжены лопатками, установленными под соответствующим углом (фиг. 4.33, б).