Pompa turbomolecolare

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Una pompa turbomolecolare.

Le pompe turbomolecolari, introdotte nel 1958, sono delle pompe secondarie per alto vuoto, utilizzate generalmente in laboratorio o nei microscopi elettronici in sostituzione della pompa a diffusione di vapore, rispetto alle quali hanno minori problemi di sporcamento grazie all'assenza del fluido da vaporizzare. Le pompe turbomolecolari sono delle pompe assiali a trascinamento in cui il rotore è formato da vari dischi equipaggiati di alette, i quali ruotano tra i dischi dello statore, pure equipaggiati di alette inclinate in senso opposto. La velocità periferica del rotore è dell'ordine della velocità del suono del gas da evacuare.

In pratica le lamelle rotoriche urtano le molecole d'aria, spingendole verso quelle statoriche successive; l'urto contro queste, grazie al loro orientamento, fa passare le molecole al rotore successivo, dove il processo si ripete. Queste lamelle sono orientate in maniera progressiva in modo da adattarsi alle differenti pressioni presenti all'interno della turbomolecolare stessa. Alcuni modelli includono uno stadio drag nella regione di massima pressione costituito essenzialmente da dischi piatti.

Il rotore delle turbomolecolari in passato arrivava a 1,7 kHz; oggi per diminuire il costo e aumentare l'affidabilità della macchina stessa si è attuata una riduzione della frequenza meccanica.

I problemi di affidabilità e durata di cui soffrivano queste pompe sono stati poi notevolmente ridotti rimpiazzando i cuscinetti a sfere di acciaio con cuscinetti a sfere ceramici.

Alcune di queste macchine vengono invece equipaggiate con cuscinetti magnetici per eliminare la presenza di lubrificanti, la cui evaporazione causata dalla bassa pressione comprometterebbe la qualità del vuoto generato dalla pompa stessa.

Una pompa turbomolecolare può raggiungere vuoti dell'ordine di 10 nPa; essa deve essere usata di norma in serie con una pompa primaria per vuoto, che provvede a innalzare la pressione del gas in uscita dalla turbomolecolare, scaricandolo in atmosfera.

Quasi tutte le turbomolecolari sono accoppiate con delle pompe a tamburo per aumentare il rapporto di compressione della pompa stessa.

Il pregio di questo tipo di pompa è la capacità di evacuare grandi volumi in poco tempo, mentre i suoi difetti sono relegati alla presenza (eventuale) dei cuscinetti a olio, alle vibrazioni da essa prodotte, all'alta precisione di lavorazione richiesta e relativi costi per costruirla, nonché alla frequente manutenzione necessaria.

ingegneria Portale Ingegneria: accedi alle voci di Wikipedia che trattano di ingegneria