Turbomolekyylipumput

Turbomolekyylipumppu on korkean vakiopaineen neutraalimman painealueen pumpulla, joka tuottaa erittäin matalaa painetta käyttämällä nopeasti pyörivää roottoria. Siinä roottorin siivet ovat muotoiltu siten, että niiden liike siirtää kaasumolekyylien liikettä kohti poistoputkea, jolloin molekyylit poispaineistuvat järjestelmää kohti. Turbomolekyylipumput voivat käyttää useita yhtäaikaisia vaiheita, jolloin molemmat tukevat ilmavirta siirretään ulos järjestelmästä.

Toiminta perustuu siihen, että roottorin pyörimisnopeus on kohonnut useisiin kymmeniin tai satoihin tuhansiin kierros–minuutissa. Matalissa paineissa kaukaisimmat molekyylit törmäävät nopeisiin siiviin ja saavat suunnatun impulssin, mikä johtaa kaasun siirtämiseen poispäin pumppuun. Pumppua käytetään aina yhdessä takapumpun (roughing pump) kanssa, jotta etuja paineet pysyvät riittävän alhaisina ja pumppu käynnistyy.

Rakenne ja ohjaus: Turbomolekyylipumpuissa on usein roottori, jonka akseli on tuettu magneettisilla tai öljyttömillä laakereilla. Monet modernit mallit käyttävät sähkömagneettista tukirakennetta (magnetic bearing) öljyvuotojen välttämiseksi ja puhtaudelle altistumisen minimoimiseksi. Pumppua hallitseva ohjausyksikkö sisältää paineanturit, nopeusmittauksen ja venttiilit sekä suojauslogiikan.

Käyttökohteet ja suorituskyky: Ne ovat yleisiä tieteellisissä ja teollisissa laitteissa, kuten elektronimikroskopeissa, massaspektrometreissä, alipaine-reaktoriympäristöissä ja pintatutkimuksessa. Tyypillinen pumppausnopeus vaihtelee muutamista kymmenistä litroista sekunnissa jopa tuhansiin litroihin sekunnissa. Tärkeimmät päästötason tavoitteet ovat korkeiden elektronimikroskooppien ja spektroskopian vaatimat matalat paineet, usein 10^-9...10^-11 mbarin alueella, kun pumppu yhdistetään asianmukaiseen takapumppuun ja mahdollisiin kylmäsuodattimiin.

Hoitokäytännöt: Turbomolekyylipumput jaetaan öljyjäöittömiin ja öljyllä varustettuihin malleihin; käyttöalueella on huomioitava sisääntulojännitteet, backstreaming-esto sekä venttiilijärjestelmät, joita käytetään pumppuasennon suojaamiseksi käynnistyksen ja pysäytyksen aikana.