Какой форвакуумный насос нужен турбомолекулярному?

Турбомолекулярный насос не может запускаться при атмосферном давлении — ему нужен форвакуумный насос, чтобы сначала понизить давление в форвакуумной линии до области низких значений в мбар, а затем поддерживать его там во время работы турбонасоса. Подбор форвакуумного насоса определяется двумя различными требованиями, и большинство ошибок возникает из-за того, что проверяют только одно из них.

Почему турбонасос не справляется в одиночку: турбомолекулярный насос перемещает газ за счёт передачи импульса — быстро вращающиеся лопатки направляют молекулы к выходному патрубку. Это работает только тогда, когда молекулы проходят между столкновениями расстояние большее, чем зазор между лопатками, то есть в режиме молекулярного течения. При атмосферном давлении газ вязкий, и лопатки лишь перемешивают его, поэтому насос не создаёт полезной откачки, а вместо этого нагревается.

Первое требование — критическое давление в форвакуумной линии (иногда называемое максимальным давлением форвакуума), указанное в паспорте турбонасоса — как правило, в области низких значений в мбар, ниже для широколопастных моделей с высокой степенью сжатия. При его превышении сжатие падает: турбонасос продолжает вращаться, потребляет ток, нагревается, а давление в камере изменяется в неверном направлении. Это наиболее распространённая причина ситуации «мой турбонасос не достигает предельного давления».

Второе требование — производительность в вашей рабочей точке. Быстрота действия форвакуумного насоса должна обеспечивать удаление газового потока, который подаёт турбонасос, при том давлении в форвакуумной линии, при котором вы фактически работаете, а не при атмосферном. Насос, которого с избытком хватает при откачке, может оказаться на пределе при проведении процесса, сопровождающегося газовыделением.

Выбор между масляным и сухим насосом важнее, чем принято считать. Пластинчато-роторный форвакуумный насос дёшев и тих, но создаёт риск обратного потока углеводородов, что важно для чистых или аналитических работ; сухой спиральный или диафрагменный насос устраняет этот риск, но стоит дороже в расчёте на м³/ч. Диафрагменные насосы подходят только для малых турбонасосов с низкой газовой нагрузкой, поскольку их предельное давление находится вблизи критического давления форвакуума турбонасоса с малым запасом.

Две детали, определяющие надёжность: оснастите форвакуумную линию клапаном и устройством для напуска, чтобы турбонасос никогда не оказывался при атмосферном давлении во время выбега, и делайте форвакуумную линию короткой и широкой — дросселирование форвакуумной линии повышает давление, которое видит турбонасос, даже когда сам форвакуумный насос подобран правильно.