Pada akhir tahun Lima Puluhan, adalah mungkin - melalui reka bentuk seperti turbin dan dengan pengubahsuaian idea Gaede - untuk menghasilkan pam yang secara teknikalnya boleh digunakan yang dipanggil “pam turbomolekul”. Ruang antara stator dan cakera rotor dibuat dalam lingkungan milimeter, supaya toleransi yang lebih besar dapat diperoleh. Dengan itu, keselamatan yang lebih tinggi dalam operasi telah dicapai. Walau bagaimanapun, kesan pam yang signifikan hanya dicapai apabila kelajuan keliling (di tepi luar) bilah rotor mencapai magnitud yang sama dengan kelajuan termal purata molekul yang akan dipam. Teori gas kinetik menyediakan untuk c- o persamaan 1,17: 

di mana kebergantungan terhadap jenis gas sebagai fungsi daripada jisim molar M terkandung. Pengiraan yang melibatkan unit cgs (di mana R = 83,14 · 106 mbar · cm³ / mol · K) menghasilkan Jadual berikut:  

Manakala kebergantungan kelajuan pam terhadap jenis gas adalah agak rendah.

kebergantungan kepada pemampatan k₀ pada throughput sifar dan dengan itu juga pemampatan k, kerana 

adalah lebih besar seperti yang ditunjukkan oleh hubungan yang ditentukan secara eksperimen dalam Raj. 2,55.

Contoh:
dari teori, ia mengikuti bahawa

Ini sejalan dengan baik, seperti yang dijangkakan (order of magnitude), dengan nilai yang ditentukan secara eksperimen untuk k₀ (N₂) = 2,0 · 10⁸ dari Rajah. 2,55. Memandangkan pengoptimuman untuk tahap rotor individu yang biasa hari ini, pertimbangan ini tidak lagi tepat untuk keseluruhan pam. Ditunjukkan dalam Rajah. 2,56 adalah nilai yang diukur untuk TURBOVAC 340 M moden. 

Untuk memenuhi syarat tersebut, kelajuan keliling bagi rotor yang sebanding dengan c diperlukan untuk pam turbomolekul yang beroperasi pada kelajuan rotor yang tinggi. Kelajuan mereka berkisar dari sekitar 36,000 rpm untuk pam yang mempunyai rotor berdiameter besar (TURBOVAC 1000) hingga 72,000 rpm bagi rotor berdiameter lebih kecil (TURBOVAC 35 / 55). Kelajuan yang tinggi ini secara semula jadi menimbulkan persoalan mengenai konsep galas yang boleh dipercayai. Leybold menawarkan tiga konsep, kelebihan dan kekurangan yang diperincikan dalam yang berikut: 

Pelinciran minyak / galas bola keluli

+ Keserasian yang baik dengan partikel melalui pelincir minyak yang beredar 
- Hanya boleh dipasang secara menegak 
+ Penjagaan rendah 

Pelinciran gris / galas hibrid 

+ Pemasangan dalam sebarang orientasi 
+ Sesuai untuk sistem mudah alih 
± Penyejukan udara akan mencukupi untuk banyak aplikasi 
+ Pelincir untuk seumur hidup (galas) 

Tanpa pelincir / penggantungan magnetik

+ Tiada keausan 
+ Tiada penyelenggaraan 
+ Sepenuhnya bebas daripada hidrokarbon 
+ Tahap bunyi dan getaran yang rendah 
+ Pemasangan dalam sebarang orientasi 

Bola galas keluli / bola galas hibrid (bola galas seramik):

Rajah. 2,52 menunjukkan lukisan sectional pam turbomolekul yang tipikal. Pam ini adalah pemampat aliran paksi dengan reka bentuk menegak, di mana bahagian aktif atau pam terdiri daripada rotor (6) dan stator (2). Bilah turbin terletak di sekitar keliling stator dan rotor. Setiap pasangan rotor - stator bagi barisan bilah bulat membentuk satu tahap, supaya pemasangan terdiri daripada pelbagai tahap yang dipasang secara bersiri. Gas gas yang akan dipam tiba terus melalui bukaan flens inlet (1), iaitu, tanpa sebarang kehilangan konduktans, di kawasan pam aktif pada bilah atas rotor – pemasangan stator. Ini dilengkapi dengan bilah yang mempunyai jangkauan radial yang sangat besar untuk membolehkan kawasan masuk annular yang besar. Gas yang ditangkap oleh peringkat ini dipindahkan ke peringkat pemampatan yang lebih rendah, di mana bilahnya mempunyai jangkauan radial yang lebih pendek, di mana gas dipampatkan kepada tekanan sokongan atau tekanan vakum kasar. Rotor turbin (6) dipasang pada aci penggerak, yang disokong oleh dua galas bola ketepatan (8 dan 11), yang ditempatkan dalam rumah motor. Shaft rotor dipacu secara langsung oleh motor frekuensi sederhana yang terletak di ruang pra-vakum dalam rotor, sehingga tiada penyaluran poros berputar ke atmosfera luar yang diperlukan. Motor ini dikuasakan dan dikawal secara automatik oleh penukar frekuensi luaran, biasanya penukar frekuensi keadaan pepejal yang memastikan tahap bunyi yang sangat rendah. Untuk aplikasi khas, contohnya, di kawasan yang terdedah kepada sinaran, penukar frekuensi generator motor digunakan.  

Konfigurasi rotor menegak - stator menyediakan keadaan aliran optimum bagi gas di saluran masuk. Untuk memastikan operasi tanpa getaran pada kelajuan putaran tinggi, turbin diseimbangkan secara dinamik pada dua tahap semasa pembinaannya. 

Ciri-ciri kelajuan pam (kadar aliran volum) pam turbomolekul ditunjukkan dalam Rajah. 2,53. Kelajuan pam kekal tetap di seluruh julat tekanan kerja. Ia berkurang pada tekanan pengambilan melebihi 10-3 mbar, kerana nilai ambang ini menandakan peralihan dari kawasan aliran molekul flow ke kawasan aliran viskos laminar gas. Fig. 2,54 juga menunjukkan bahawa kelajuan pam bergantung kepada jenis gas. 

Nisbah pemampatan (sering juga disebut pemampatan) pam turbomolekul adalah nisbah antara tekanan separa satu komponen gas di flang forevacuum pam dan di flang vakum tinggi: pemampatan maksimum k₀ dapat ditemui pada aliran sifar. Atas sebab-sebab fizikal, nisbah pemampatan pam turbomolekul adalah sangat tinggi untuk molekul berat tetapi jauh lebih rendah untuk molekul ringan. Hubungan antara pemampatan dan jisim molekul ditunjukkan dalam Rajah. 2,55. Ditunjukkan dalam Rajah. 2,56 adalah lengkung pemampatan bagi TURBOVAC 340 M untuk N₂, He dan H₂ sebagai fungsi tekanan sokongan. Oleh kerana nisbah pemampatan yang tinggi untuk molekul hidrokarbon berat, pam turbomolekul boleh disambungkan terus ke ruang vakum tanpa bantuan satu atau lebih penghalang atau perangkap yang disejukkan dan tanpa risiko tekanan separa yang boleh diukur untuk hidrokarbon dalam ruang vakum (vakum tanpa hidrokarbon!) – lihat juga Raj. 2,57: spektrum gas residu di atas TURBOVAC 361). Oleh kerana tekanan separa hidrogen yang dicapai oleh pam sokongan putar adalah sangat rendah, pam turbomolekul mampu mencapai tekanan akhir dalam julat 10^-11 mbar walaupun pemampatannya agak sederhana untuk H₂. Untuk menghasilkan tekanan yang sangat rendah seperti itu, sudah tentu, perlu untuk mematuhi peraturan umum teknologi UHV dengan ketat: ruang vakum dan bahagian atas pam turbomolekul mesti dibakar, dan penyegel logam mesti digunakan. Pada tekanan yang sangat rendah, gas residu terdiri terutamanya daripada H₂ yang berasal dari dinding logam ruang. Spektrum dalam Rajah. 2,57 menunjukkan komposisi gas residu di hadapan inlet pam turbomolekul pada tekanan akhir 7 · 10^-10 mbar setara nitrogen. Nampaknya bahagian H₂ dalam jumlah keseluruhan gas adalah kira-kira 90 hingga 95%. Pecahan molekul yang "lebih berat" telah dikurangkan dengan ketara dan jisim yang lebih besar daripada 44 tidak dikesan. Kriteria penting dalam penilaian kualiti spektrum gas residu adalah hidrokarbon yang boleh diukur daripada pelincir yang digunakan dalam sistem pam vakum. Sudah tentu, "vakum yang benar-benar bebas hidrokarbon" hanya dapat dihasilkan dengan sistem pam yang bebas pelincir, contohnya dengan pam turbomolekul yang digantung secara magnetik dan pam sokongan pemampatan kering. Apabila beroperasi dengan betul (melepaskan pada sebarang keadaan pegun), tiada hidrokarbon dapat dikesan juga dalam spektrum pam turbomolekul normal. 

Perkembangan lanjut bagi pam turbomolekul adalah pam turbomolekul hibrid atau kompaun. Ini sebenarnya adalah dua pam pada satu aci dalam satu casing. Tahap vakum tinggi untuk kawasan aliran molekul adalah pam turbomolekul klasik, pam kedua untuk julat aliran likat adalah pam geseran atau pam drag molekul. 

Leybold mengeluarkan pam seperti TURBOVAC 55 dengan tahap Holweck terintegrasi (kompresor jenis skru) dan, sebagai contoh, HY. CONE 60 atau HY. CONE 200 dengan tahap Siegbahn terintegrasi (kompresor spiral). Tekanan sokongan yang diperlukan kemudian berjumlah beberapa mbar supaya pam sokongan hanya perlu memampatkan dari kira-kira 5 hingga 10 mbar kepada tekanan atmosfera. Pandangan seksyen HY. CONE ditunjukkan dalam Rajah. 2.52a.  

Sebagai peraturan, pam turbomolekul seharusnya dimulakan bersama dengan pam sokongan untuk mengurangkan sebarang aliran balik minyak dari pam sokongan ke dalam ruang vakum. Permulaan yang tertunda bagi pam turbomolekul adalah wajar dalam kes set pam sokongan yang agak kecil dan ruang vakum yang besar. Pada kelajuan pam yang diketahui untuk pam sokongan S_V (m³/j) dan isipadu yang diketahui untuk ruang vakum (m³), adalah mungkin untuk menganggarkan tekanan pemotongan untuk pam turbomolekul: 

Mula serentak apabila
2,24 a 
dan permulaan yang tertangguh apabila 
2,24 b 
pada tekanan pemotongan: 
2,24 c

Mula serentak apabila

dan permulaan yang tertangguh apabila

pada tekanan pemotongan:

Apabila mengepam jumlah yang lebih besar, tekanan pemotongan untuk pam turbomolekul juga boleh ditentukan dengan bantuan rajah dalam Gambar. 2,58. 

Selepas mematikan atau dalam keadaan kegagalan kuasa, pam turbomolekul harus sentiasa dibebaskan untuk mengelakkan sebarang backdiffusion hidrokarbon dari sisi forevacuum ke dalam ruang vakum. Selepas mematikan pam, bekalan air penyejuk juga harus dimatikan untuk mengelakkan kemungkinan pemeluwapan wap air. Untuk melindungi rotor, adalah disyorkan untuk mematuhi masa pengudaraan (minimum) yang dinyatakan dalam arahan operasi. Pam harus diventilasi (kecuali dalam kes operasi dengan gas penghalang) melalui flange ventilasi yang sudah mengandungi throttle logam sintered, supaya ventilasi dapat dilakukan menggunakan injap biasa atau injap ventilasi kegagalan kuasa.  

Operasi gas penghalang

Dalam kes pam yang dilengkapi dengan kemudahan gas penghalang, gas tidak reaktif – seperti nitrogen kering – boleh digunakan melalui flang khas untuk melindungi ruang motor dan galas daripada media yang agresif. Sebuah injap gas penghalang khas dan injap pelepas mengukur jumlah gas penghalang yang diperlukan dan juga boleh berfungsi sebagai injap pelepas.

Pemisahan getaran

Pam TURBOVAC seimbang dengan tepat dan secara amnya boleh disambungkan terus ke peralatan. Hanya dalam kes instrumen yang sangat sensitif, seperti mikroskop elektron, disyorkan untuk memasang penyerap getaran yang mengurangkan getaran yang ada kepada minimum. Untuk pam yang digantung secara magnetik, sambungan terus ke peralatan vakum biasanya mencukupi kerana getaran yang dihasilkan oleh pam tersebut adalah sangat rendah.

For special applications such as operation in strong magnetic fields, radiation hazard areas or in a tritium atmosphere, please contact our Sales Department which has the necessary experience and is available to you at any time.