Die Diffusionspumpe wird nicht bei Atmosphärendruck eingesetzt, da sie ein Vorvakuum benötigt, um effektiv zu funktionieren. Dies liegt an ihrer Konstruktion und ihren Funktionsprinzipien, die auf den Dampf einer siedenden Flüssigkeit angewiesen sind, um Luftmoleküle einzufangen, und bei höheren Drücken nicht effizient arbeiten können.
Ausführliche Erläuterung:
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Betriebliche Anforderungen von Diffusionspumpen:
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Diffusionspumpen arbeiten, indem sie den Dampf einer siedenden Flüssigkeit nutzen, um Luftmoleküle einzufangen. Dieser Flüssigkeitsdampf, in der Regel Öl, bewegt sich nach oben und fängt Luftmoleküle ein, die dann zum Boden der Pumpe geleitet werden. Die eingefangenen Moleküle werden freigesetzt, wenn der Flüssigkeitsdampf abkühlt, und der Vorgang wiederholt sich. Dieser Mechanismus ist sehr effektiv bei der Erzeugung eines Hochvakuums, erfordert jedoch eine Umgebung mit niedrigerem Druck, um den Prozess in Gang zu setzen.Bedarf an einer Vorpumpe:
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Diffusionspumpen haben kein Saugvermögen im Grob- und Feinvakuumbereich, so dass eine Vorpumpe, wie z. B. eine Drehschieber- oder Wälzkolbenpumpe, eingesetzt werden muss. Diese Vorpumpen erzeugen das Anfangsvakuum, indem sie den Druck von atmosphärischen Werten auf einen Bereich reduzieren, in dem die Diffusionspumpe in Betrieb gehen kann. Ohne dieses Anfangsvakuum würde der Flüssigkeitsdampf der Diffusionspumpe die Luftmoleküle nicht wirksam mitreißen, wodurch die Pumpe unwirksam würde.
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Druckniveaus und Wirkungsgrad:
Der Wirkungsgrad einer Diffusionspumpe ist bei sehr niedrigem Druck optimiert, typischerweise im Bereich von 8,0 x 10^-6 Torr. Bei atmosphärischem Druck ist die Dichte der Luftmoleküle zu hoch, als dass die Diffusionspumpe sie effektiv einfangen und entfernen könnte. Aus diesem Grund sind Diffusionspumpen in der Regel Teil eines mehrstufigen Vakuumsystems, bei dem die ersten Stufen den Druck auf ein für den Betrieb der Diffusionspumpe geeignetes Niveau senken.
Vergleich mit anderen Pumpen:
