Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Турбомолекулярный насос — это высоковакуумный насос, в котором газ откачивается быстровращающимися лопатками ротора. Он создаёт высокий и сверхвысокий вакуум и работает только в паре с форвакуумным насосом. Разберём принцип, устройство и применение.
Турбомолекулярный насос (ТМН) относится к классу кинетических вакуумных насосов. Откачка происходит за счёт передачи импульса молекулам газа от лопаток ротора, вращающегося с очень высокой частотой.
Конструктивно насос напоминает многоступенчатую турбину. Внутри корпуса расположены чередующиеся роторные и статорные диски с лопатками. Лопатки соседних ступеней наклонены в противоположных направлениях.
Первый практичный турбомолекулярный насос разработал инженер Вилли Беккер в 1958 году. Сегодня ТМН — стандартное средство получения чистого безмасляного вакуума в науке и промышленности.
Ключевая особенность: турбомолекулярный насос не может откачивать газ напрямую в атмосферу. Он требует предварительного разрежения, которое создаёт форвакуумный (вспомогательный) насос.
В основе работы лежит передача механического импульса. Молекула газа ударяется о движущуюся лопатку, кратковременно задерживается на ней и вылетает уже с добавленной скоростью в сторону выхода.
ТМН работает только в условиях молекулярного течения. При этом средняя длина свободного пробега молекул должна превышать расстояние между лопатками.
В таком режиме молекулы движутся независимо и чаще сталкиваются с лопатками, чем друг с другом. Именно это обеспечивает направленную откачку газа к выходу насоса.
Эффект откачки заметен, когда окружная скорость концов лопаток сравнима со средней тепловой скоростью молекул. Поэтому ротор раскручивают до огромных частот.
Привод — бесщёточный двигатель постоянного тока с частотным регулированием. Современные роторы вращаются с частотой до 1500 Гц (90 000 об/мин). Линейная скорость лопаток достигает сотен метров в секунду.
Насос состоит из корпуса, роторного пакета лопаток, статорных дисков, привода и системы опор. Отдельная задача конструкции — удержание ротора при экстремальных оборотах.
Применяют три основных схемы опор. Выбор зависит от требований к чистоте вакуума, уровню вибраций и ресурсу.
В насосах с магнитным подвесом предусмотрены страховочные подшипники, которые принимают ротор при сбое и предотвращают повреждение лопаток.
По конструкции различают два основных исполнения турбомолекулярного насоса.
Классический ТМН содержит только турбинные ступени и требует относительно глубокого форвакуума. Широкодиапазонный (комбинированный) насос дополнен молекулярной ступенью Хольвека или Геде у выхода. Это позволяет выпускать газ при более высоком давлении и применять компактный форвакуумный насос, например мембранный.
Ниже приведены типовые рабочие характеристики промышленных и лабораторных моделей.
Важная закономерность: степень сжатия высокая для тяжёлых газов и заметно ниже для лёгких. Поэтому остаточный газ в системе обычно содержит много водорода.
Турбомолекулярный вакуумный насос востребован там, где нужен чистый вакуум без следов масла.
Как и любое оборудование, ТМН имеет сильные и слабые стороны.
Турбомолекулярный насос — основной инструмент получения высокого и сверхвысокого вакуума. Он сочетает чистую безмасляную откачку, широкий диапазон давлений и стабильную быстроту откачки.
При подборе оборудования учитывают тип опор ротора, требуемую быстроту откачки и параметры форвакуумного насоса. Понимание принципа работы помогает грамотно интегрировать ТМН в вакуумную систему.
Статья носит ознакомительный и образовательный характер. Приведённые технические параметры являются типовыми и могут отличаться для конкретных моделей оборудования. Перед проектированием и эксплуатацией вакуумных систем руководствуйтесь действующими стандартами и технической документацией производителя. Автор не несёт ответственности за решения, принятые на основе данного материала.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.