Eine Diffusionspumpe ist ein wichtiger Bestandteil der Ausrüstung, um ein Hochvakuum zu erzeugen.
Dazu nutzt sie die kinetische Energie einer verdampften Flüssigkeit, um Gasmoleküle aus einer Kammer mitzureißen und zu entfernen.
Im Gegensatz zu mechanischen Pumpen, bei denen bewegliche Teile die Luft verdrängen, arbeiten Diffusionspumpen durch Verdampfen einer Flüssigkeit, in der Regel Öl.
Dieser Dampf fängt dann Luftmoleküle ein und transportiert sie in einen kühleren Bereich, wo sie freigesetzt werden.
Der Prozess beruht auf dem Schwung des Dampfstroms und dem Kühleffekt, um die Kammer effizient zu evakuieren.
Was ist die Funktion einer Diffusionspumpe? 5 wichtige Punkte zum Verstehen
1. Prinzip der Funktionsweise
Diffusionspumpen arbeiten nach dem Prinzip des Flüssigkeitsmitreißens.
Die Dämpfe einer siedenden Flüssigkeit fangen Luftmoleküle ein.
Dies steht im Gegensatz zu mechanischen Pumpen, die physikalische Mechanismen wie Kolben oder Schaufeln verwenden, um Luft aus einer Kammer zu drücken.
Bei Diffusionspumpen wird die Flüssigkeit (oft Öl) erhitzt, bis sie verdampft.
Der Hochgeschwindigkeitsdampfstrom interagiert dann mit den Gasmolekülen in der Kammer und treibt sie effektiv zum Auslass.
2. Mechanismus der Gasentfernung
Die verdampfte Flüssigkeit mit den eingeschlossenen Gasmolekülen gelangt in einen kühleren Teil der Pumpe, wo sie kondensiert.
Durch diese Kondensation werden die eingeschlossenen Gasmoleküle freigesetzt, die dann aus dem System abgeleitet werden.
Die Kombination aus Schwerkraft und gerichteter Strömung der Dämpfe trägt dazu bei, die Gasmoleküle zum Boden der Pumpe zu leiten, wodurch die Effizienz des Evakuierungsprozesses erhöht wird.
3. Hochvakuum-Fähigkeiten
Diffusionspumpen sind in der Lage, sehr niedrige Drücke zu erreichen, die zwischen 10-2 und 10-10 Torr liegen.
Aufgrund dieser hohen Vakuumfähigkeit eignen sie sich für verschiedene industrielle Anwendungen wie Elektronenstrahlmikroskopie, Vakuumbeschichtung, Beschichtungen und Vakuumöfen.
Das Fehlen von beweglichen Teilen in Diffusionspumpen trägt zu ihrer Langlebigkeit und Zuverlässigkeit bei.
4. Betriebliche Anforderungen
Obwohl Diffusionspumpen selbst keine beweglichen Teile haben, benötigen sie eine Vorpumpe, um den Druck im System während der Stillstandszeiten niedrig zu halten.
Wenn die Diffusionspumpe in Betrieb ist, ist die Vorpumpe isoliert, und ihre Hauptfunktion besteht darin, die Aufrechterhaltung der erforderlichen Vakuumbedingungen zu unterstützen.
5. Wartung und Konstruktion
Die Wartung von Diffusionspumpen ist relativ einfach und konzentriert sich auf die Sicherstellung des korrekten Ölstandes und der ordnungsgemäßen Funktion der Heizelemente.
Die Konstruktion umfasst in der Regel ein Heizsystem, das das Öl verdampft, und die genaue Ausrichtung dieser Komponenten ist entscheidend für einen effizienten Betrieb.
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