Der Zweck einer Diffusionspumpe besteht darin, in verschiedenen industriellen Anwendungen ein hohes Vakuum zu erreichen und aufrechtzuerhalten.
Dazu wird der Dampf einer siedenden Flüssigkeit verwendet, um Luftmoleküle aus einer Kammer einzufangen und zu entfernen.
Diese Methode ist besonders nützlich, wenn mechanische Pumpen allein die gewünschten niedrigen Druckniveaus nicht erreichen können.
4 wichtige Punkte werden erklärt
1. Funktionsprinzip
Im Gegensatz zu mechanischen Pumpen, die mit Hilfe von Kolben, Rippen oder Flügeln Luft aus einer Kammer drücken, arbeiten Diffusionspumpen nach dem Prinzip der Flüssigkeitsmitnahme.
Sie nutzen den Dampf einer siedenden Flüssigkeit (häufig Öl), um Luftmoleküle einzufangen.
Da die verdampfte Flüssigkeit dichter ist als das Gas in der Kammer, fegt sie die Gasmoleküle in Richtung Auslass, wo sie kondensieren und aufgefangen werden.
Unterstützt wird dieser Prozess durch die Abwärtsströmung des Dampfes, die durch die Schwerkraft beeinflusst wird und die Gasmoleküle zum Boden der Pumpe leitet.
2. Rolle in Vakuumsystemen
In Vakuumsystemen werden Diffusionspumpen in der Regel als zweite oder dritte Stufe nach mechanischen Pumpen und manchmal Vorpumpen eingesetzt.
Mechanische Pumpen sind bis zu einem bestimmten Druck (etwa 20 Torr) wirksam, danach nimmt ihre Effizienz ab.
Die Diffusionspumpe wird aktiviert, wenn der Druck zwischen 10 und 1 Mikron liegt, wodurch das System hohe Vakuumniveaus erreichen kann, oft bis zu 10^-10 Torr.
3. Integration mit anderen Pumpen
Diffusionspumpen arbeiten nicht unabhängig; sie benötigen eine Haltepumpe, um den Druck in der Vorlaufleitung aufrechtzuerhalten und zu verhindern, dass Öl aus der Diffusionspumpe in den Behälter austritt.
Während des Betriebs ist die Haltepumpe isoliert, und die mechanische Pumpe dient als Vorpumpe für die Diffusionspumpe, um sicherzustellen, dass das System das erforderliche Vakuumniveau aufrechterhält.
4. Anwendungen
Diffusionspumpen sind unverzichtbar für Anwendungen, die sehr niedrige Drücke erfordern, wie z. B. Elektronenstrahlmikroskopie, Vakuumbeschichtung, Beschichtungen und Vakuumöfen.
Ihre Fähigkeit, hohe Vakuumniveaus ohne bewegliche Teile zu erreichen und aufrechtzuerhalten, macht sie zu einer bevorzugten Wahl in diesen Branchen.
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