Das Funktionsprinzip einer Diffusionsvakuumpumpe beruht auf der Verdampfung und Kondensation einer Flüssigkeit (oft Öl), um Gasmoleküle aus einer Vakuumkammer zu entnehmen und ein hohes Vakuum zu erreichen. Die Pumpe arbeitet ohne bewegliche Teile und verlässt sich bei der Erzeugung und Aufrechterhaltung des Vakuums auf die Eigenschaften der Flüssigkeit und die Konstruktion der Pumpe.
Zusammenfassung des Funktionsprinzips:
Eine Diffusionsvakuumpumpe nutzt den Dampf einer siedenden Flüssigkeit, um Luftmoleküle einzufangen, die dann an eine andere Stelle bewegt und abgekühlt werden, wodurch die Luftmoleküle freigesetzt werden. Durch die Kombination aus Schwerkraft und Abwärtsbewegung der Dämpfe werden die Luftmoleküle zum Boden der Pumpe bewegt, wo sie ausgestoßen werden, wodurch ein hohes Vakuum in der Kammer aufrechterhalten wird.
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Ausführliche Erläuterung:Erhitzen der Flüssigkeit:
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Der Vorgang beginnt mit der Erwärmung des Diffusionspumpenöls durch einen Heizer. Diese Erwärmung erfolgt in einer Kesselplatte, die das Öl auf seine Siedetemperatur bringt. Die Verdampfung des Öls ist von entscheidender Bedeutung, da sie den notwendigen Dampfstrom für den Pumpvorgang erzeugt.
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Dampfkompression und Strahlwirkung:
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Der aufsteigende Öldampf wird in einem vertikal verjüngten Stapel komprimiert, der entlang seiner Höhe Düsenöffnungen enthält. Diese Düsen sind angewinkelt, um einen schirmartigen Dampfstrom zu erzeugen. Dieser Dampfstrom ist so konzipiert, dass er Luftmoleküle aus der Vakuumkammer effektiv einfängt.Einfangen und Transport von Gasmolekülen:
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Die abgewinkelten Düsen lenken den Dampfstrom so, dass er die Gasmoleküle aus der Vakuumkammer mitreißt. Der Hochgeschwindigkeitsdampfstrom trägt diese Moleküle aufgrund der Impulsübertragung zwischen dem Dampf und den Gasmolekülen nach unten, weg von der Vakuumkammer.
Kondensation und Freisetzung:
Kühle Kondensationsschlangen an der Außenseite der Pumpe erleichtern die Kondensation des Öldampfes. Wenn der Dampf abkühlt und kondensiert, werden die eingefangenen Gasmoleküle in der Nähe des Pumpenbodens freigesetzt. Durch diesen Prozess wird nicht nur das Öl in das System zurückgeführt, sondern auch die kontinuierliche Entfernung von Gasmolekülen aus der Vakuumkammer sichergestellt.
