Techniklexikon

Diffusionspumpe

Vakuumtechnik, von Wolfgang Gaede 1915 sowohl theoretisch als auch praktisch ausgearbeiteter Typ einer Treibmittelpumpe, bei der der Ansaugdruck p_A im Mischraum wesentlich niedriger ist als der statische Druck im Treibstrahl p₂ (Vakuumpumpe). Der Name rührt daher, dass bei der Diffusionspumpe die Durchmischung von Treibstrahl und abgesaugtem Gas durch Diffusion des Gases in den Strahl erfolgt, während dies bei den übrigen Strahlpumpen vorzugsweise in einer turbulenten Grenzschicht geschieht. Die Diffusionspumpe hat prinzipiell dieselbe Funktionsweise wie eine Dampfstrahlpumpe, Diffusionspumpen haben geringere Heizleistungen und niedrigere Arbeitsdrücke (zwischen 10 ^{- 1} und 10 ^{- 9} Pa). Im Betrieb steigt das erhitzte Treibmittel in Dampfrohren nach oben und tritt durch eine oder mehrere Düsen als Dampfstrahl mit mehrfacher Schallgeschwindigkeit in den Pumpenkörper (Abb.). Dabei wird es nach unten abgelenkt und reisst die abzusaugenden Gasmoleküle mit. Das Gas wird dann von der Vorpumpe abgepumpt, das kondensierte Treibmittel läuft an den Wänden des Pumpenkörpers nach unten, zurück in den Siederaum. Als Treibmittel wurde früher ausschliesslich Quecksilber verwendet. Da dieses jedoch bei Kühlwassertemperatur einen relativ hohen Dampfdruck ( » 0,1Pa = 10 ^{- 3}mbar) besitzt und überdies giftig ist, werden heute meistens hochmolekulare Treibmittel auf der Basis von Erdöl, Siliconen oder bestimmten Estern verwendet (Öl-Diffusionspumpen).

Diffusionspumpe: Arbeitsweise einer Diffusionspumpe: H: Heizung, S: Siederaum, PK: Pumpenkörper, KR: Kühlrohre, F_A: Hochvakuumflansch, G: Gasmoleküle des abzupumpenden Gases, DS: Dampfstrahl, V: Vorvakuumstutzen, A,B,C,D: Düsen, T: Treibmitteldampf.