Eine Diffusionsvakuumpumpe verdampft und kondensiert eine Flüssigkeit, oft Öl, um Gasmoleküle einzufangen und aus einer Vakuumkammer zu entfernen. Durch diesen Prozess werden hohe Vakuumniveaus erreicht. 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.
Die 5 wichtigsten Schritte werden erklärt
1. Erhitzen der Flüssigkeit
Der Vorgang beginnt mit der Erwärmung des Diffusionspumpenöls durch eine Heizung. 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.
2. Dampfkomprimierung und Strahlwirkung
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.
3. Einfangen und Transport von Gasmolekülen
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.
4. 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 wieder in das System zurückgeführt, sondern auch die kontinuierliche Entfernung von Gasmolekülen aus der Vakuumkammer sichergestellt.
5. Aufrechterhaltung des Vakuums
Der Differenzdruck zwischen der Oberseite (die mit der Vakuumkammer verbunden ist) und der Unterseite der Pumpe trägt dazu bei, das Hochvakuum in der Kammer zu senken. Dieser Differenzdruck wird durch den kontinuierlichen Betrieb der Verdampfungs-, Einfang- und Kondensationsprozesse innerhalb der Pumpe aufrechterhalten.
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