Techniklexikon

Dampfstrahlpumpe

eine Treibmittelpumpe, deren Arbeitsdruck zwischen Grobvakuum und Hochvakuum liegt (etwa 0,1 bis 10³Pa bzw. 10 ^{- 3} bis 10mbar), bei der jedoch die Durchmischung von Treibstrahl und abgesaugtem Gas durch Diffusion erfolgt. Daher lässt sich dieser Pumpentyp sowohl den Strahl- als auch den Diffusionsvakuumpumpen zuordnen (Diffusionspumpe, Vakuumpumpe). Die am weitesten verbreitete Dampfstrahlpumpe ist die Wasserdampfstrahl-Vakuumpumpe. Der Treibdampf ist Wasserdampf mit einem Ruhedruck von 0,1-2Mpa (1-20bar). Die Treibdüse ist meist als Laval-Düse ausgeführt, so dass hinter dem engsten Querschnitt Überschallgeschwindigkeit auftritt. Der Wasserdampf expandiert nach Verlassen der Düse auch im Mischraum weiter, bis Druckgleichheit mit dem abzupumpenden Gas entsteht. Dabei durchmischen sich beide und treten als Gasdampfgemisch in die Staudüse ein. Eine wichtige Grösse ist der Gegendruck p_V, der u.a. den Strömungsverlauf in der Staudüse beeinflusst. Der Treibdampfdruck sollte, als Faustformel, mindestens das Dreifache des Gegendrucks betragen. Wasserdampfstrahl-Vakuumpumpen werden von kleinen Abmessungen für den Laborbetrieb (Ansaugdurchmesser 1 - 2cm) bis zu Abmessungen für den grosstechnischen Einsatz (Ansaugdurchmesser bis über 3m) hergestellt. Aus korrosionsbeständigen Materialien (z.B. Edelstahl, Porzellan, Graphit, Hastelloi) aufgebaute oder innen gummierte Pumpen eignen sich auch zum Pumpen aggressiver Substanzen. Dampfstrahlpumpen werden auch oft mit anderen Vakuumpumpen zu mehrstufigen Systemen kombiniert.

Dampfstrahlpumpe: Schnittbild einer Dampfstrahl-Vakuumpumpe, 1: Druckraum, 2: Mischraum, 3: Kompressorraum, 4: Treibdüse, 5: Staudüse, 4 und 5 bilden den Diffusor. A: Vakuumanschluss, B: Treibmittelanschluss, C: Vorvakuumanschluss, D: Anschluss für abgeschiedenes Kondensat.