復合式分子泵是渦輪分子泵與牽引分子泵的串聯組合，集兩種泵的優點于一體。泵在很寬的壓力范圍內((10-6～1Pa)具有較大的抽速和較高的壓縮比，大大提高了泵的出口壓力。法國Acate公司生產的一種采用氣體靜*承和動密封的復合分子泵，可以做到*無油，且不用前級泵直接向大氣中排氣。
復合式分子泵的形式很多，按結構分，主要有兩種：一種是渦輪葉片與盤式牽引泵的串聯組合；另一種是渦輪葉片與筒式牽引泵的串聯組合。渦輪級主要用來提高泵的抽速，一般采用有利于提高抽速的葉片形狀，級數在0級以內。牽引級主要用來增加泵的壓縮比，提高泵的出口壓力。
盤式牽引級是在平板圓盤平面上按一定規律開出數條型線溝槽，然后將數塊圓盤串接起來構成，型線有阿基米德螺線、對數螺線、圓弧線等。抽氣時靠高速轉動的圓盤對氣體分子進行“拖動”，使其沿溝槽作由內向外及由外向內的往復折回的定向流動，從而達到抽氣目的。
筒式牽引級是在圓筒形的轉子或定子的圓柱面上開一定斷面形狀的溝槽，如矩形、圓弧形、三角形及其它形狀的多頭螺旋槽。由于簡式牽引泵型線溝槽開在轉子圓柱外表面或泵體內表面上，因此可以充分利用圓柱外圓較高的線速度對氣體分子進行動量傳遞，提高泵的抽氣效果。在設計制造中，可以通過改變螺旋溝槽通道與抽氣方向之間的夾角(螺旋升角)來達到較理想的抽氣效果。
在復合分子泵的設計中，必須處理好渦輪級與牽引級之間的應配和銜接關系。由于渦輪級有較大的抽氣面積，抽速很大，而牽引級溝槽抽氣面積較小，在兩種結構的聯接處，由渦輪葉片壓縮下來的氣體分子的流動方式突然轉變，使氣體分子的運動在聯接處由有序變成無序，至使返流增加，抽氣能力下降。因此，在設計時應在渦輪級和牽引級轉換處加上過渡級結構，以提高泵的抽氣性能。
隨著復合分子泵的不斷改進，其應用領域越來越廣，在某些抽氣系統上可以替代擴散泵，縮短了系統的抽氣時間，并可獲得無油污染的清潔真空環境。
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