En 1958, W. Baker de la República Federal de Alemania propuso por primera vez una bomba turbomolecular con valor práctico. Desde entonces han aparecido diversas bombas moleculares con diferentes estructuras, principalmente verticales y horizontales. La figura 1 es un diagrama estructural de una bomba turbomolecular vertical. Una bomba turbomolecular se compone principalmente de un cuerpo de bomba, un rotor con palas (es decir, un impulsor móvil), un impulsor estacionario y un sistema de accionamiento. La velocidad lineal del borde exterior del impulsor en movimiento es tan alta como la velocidad del movimiento térmico de las moléculas de gas (generalmente 150 ~ 400 m/s). La relación de compresión de un solo impulsor es muy pequeña y la bomba turbomolecular consta de más de una docena de impulsores móviles e impulsores estacionarios. El impulsor móvil y el impulsor estacionario están dispuestos alternativamente. Las dimensiones geométricas del impulsor móvil y del impulsor estacionario son básicamente las mismas, pero los ángulos de inclinación de las palas son opuestos. La Figura 2 muestra un rotor integral que consta de 20 impulsores móviles. Se instala un impulsor estacionario entre cada dos impulsores en movimiento. El borde exterior del impulsor fijo se fija con un anillo y se mantiene un espacio de aproximadamente 1 mm entre el impulsor móvil y el impulsor fijo. El impulsor móvil puede girar libremente entre los impulsores fijos.
Figura: Diagrama esquemático de las palas móviles y estacionarias de la bomba turbomolecular.
Figura 1: Diagrama estructural de la bomba turbomolecular vertical
Figura 3: Diagrama esquemático de funcionamiento de las palas móviles de la bomba molecular.
La figura 3 es un diagrama esquemático de la pala móvil de la bomba molecular. Las moléculas de gas a ambos lados de la pala en movimiento son difusas. En el lado izquierdo del impulsor (Figura 3a), cuando las moléculas de gas llegan cerca del punto A, las moléculas de gas reflejadas dentro del ángulo α1 regresan a la izquierda y la parte de las moléculas de gas reflejadas en el ángulo β1° regresan a la izquierda; y la otra parte pasa a través de las palas hacia la derecha en el ángulo. Las moléculas de gas reflejadas dentro de γ1 pasarán directamente a través de las palas hacia la derecha. De manera similar, en el lado derecho del impulsor (Figura 3b), cuando las moléculas de gas inciden cerca del punto B, las moléculas de gas reflejadas en el ángulo α2 regresarán hacia la derecha y la parte de las moléculas de gas reflejadas en el ángulo β2 llega a la izquierda; lado, y la otra parte Regresa a la derecha las moléculas de gas reflejadas en el ángulo γ2 pasan a través de la cuchilla hacia la izquierda. El movimiento de las aspas inclinadas hace que las moléculas de gas pasen a través de las aspas de izquierda a derecha, lo cual es mucho más probable que de derecha a izquierda. Cuando el impulsor continúa girando, las moléculas de gas seguirán fluyendo de izquierda a derecha, creando un efecto de succión.