Eine Diffusionspumpe ist eine Art von Vakuumpumpe, die ohne bewegliche Teile arbeitet und den Dampf einer siedenden Flüssigkeit nutzt, um Luftmoleküle einzufangen und zu bewegen. Diese Pumpe wird als Flüssigkeitsmitnahmepumpe eingestuft und unterscheidet sich von mechanischen Pumpen, die Kolben, Lamellen oder Flügel zur Luftverdrängung verwenden.
Zusammenfassung der Funktionsweise:
Die Diffusionspumpe nutzt die kinetische Energie der mit hoher Geschwindigkeit verdampften Flüssigkeit, um Gasmoleküle aus der Vakuumkammer zum Auslass zu befördern. Die Flüssigkeit, die oft als Öl bezeichnet wird, wird erhitzt, um Dampf zu erzeugen. Dieser Dampf bewegt sich nach unten, fängt Luftmoleküle ein und lenkt sie zum Boden der Pumpe. Die eingefangenen Moleküle werden dann abgekühlt, so dass sie in eine Sekundärkammer oder ein Abgassystem abgegeben werden.
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Ausführliche Erläuterung:Prinzip der Funktionsweise:
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Diffusionspumpen basieren auf der Impulsübertragung von den Hochgeschwindigkeitsdampfstrahlen auf die Gasmoleküle in der Vakuumkammer. Der Dampf, in der Regel auf Ölbasis, wird erhitzt, bis er verdampft und mit hoher Geschwindigkeit durch Düsen geleitet wird. Diese Düsen erzeugen einen Hochgeschwindigkeitsstrom, der die Gasmoleküle in der Kammer mitreißt und den Druck effektiv senkt.Flüssigkeitsarten:
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In der Referenz werden zwei spezifische Arten von Flüssigkeiten genannt, die in Diffusionspumpen verwendet werden: Polyphenylether und Perfluorpolyether. Polyphenylether wird wegen seines niedrigen Dampfdrucks und seiner Beständigkeit gegen Elektronenbeschuss geschätzt und eignet sich daher für bestimmte High-Tech-Anwendungen. Perfluorpolyether hingegen ist aufgrund seiner fluorreichen Struktur eine sehr inerte Verbindung, die gegen verschiedene Chemikalien und Umweltfaktoren resistent ist. Seine Zersetzungsprodukte sind jedoch giftig, so dass eine vorsichtige Handhabung erforderlich ist.Wartung und Effizienz:
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Der Betrieb einer Diffusionspumpe ist relativ wartungsfrei, wobei vor allem auf die Qualität und den Füllstand des verwendeten Öls geachtet werden muss. Qualitativ hochwertiges Öl gewährleistet eine optimale Leistung und reduziert den Bedarf an häufiger Wartung. Das Heizsystem der Pumpe, das für die Verdampfung des Öls entscheidend ist, muss ebenfalls regelmäßig überprüft werden, um eine einwandfreie Funktion zu gewährleisten.Anwendungen und Leistung:
Diffusionspumpen sind in der Lage, hohe Vakuumniveaus zu erreichen, die von 10^-2 bis 10^-10 Torr reichen, und eignen sich daher für verschiedene industrielle Anwendungen wie Elektronenstrahlmikroskopie, Vakuumbeschichtung, Beschichtungen und Vakuumöfen. Ihre Langlebigkeit und Zuverlässigkeit ergibt sich aus dem Fehlen beweglicher Teile, was auch ihren Betrieb und ihre Wartung vereinfacht.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine Diffusionspumpe ein robustes und effizientes Instrument zur Erzeugung von Hochvakuum ist, das die kinetische Energie der verdampften Flüssigkeit nutzt, um Gasmoleküle mitzureißen und aus einer Kammer zu entfernen. Ihr Design und ihre Funktionsweise unterscheiden sich von mechanischen Pumpen und bieten eine einzigartige Lösung für Hochvakuumanforderungen in verschiedenen Branchen.
