Bơm khuếch tán về cơ bản bao gồm (xem Hình 2,44) của thân bơm (3) có vách làm mát (4) và hệ thống vòi phun ba, bốn hoặc năm giai đoạn (A - D). Dầu đóng vai trò là chất lỏng bơm nằm trong nồi hơi (2) và được bốc hơi từ đây bằng cách sưởi ấm bằng điện (1). Hơi nước của chất lỏng bơm chảy qua các ống đứng và thoát ra với tốc độ siêu âm từ các vòi phun hình vòng (A - D). Sau đó, vòi phun được hình thành sẽ mở rộng như một chiếc ô và chạm đến thành nơi xảy ra ngưng tụ của chất lỏng bơm. Chất ngưng tụ lỏng chảy xuống dưới dạng màng mỏng dọc theo thành và cuối cùng quay trở lại nồi hơi. Do sự lan tỏa của vòi phun này, mật độ hơi tương đối thấp. Sự khuếch tán không khí hoặc bất kỳ khí (hoặc hơi) nào được bơm vào vòi phun quá nhanh đến mức mặc dù tốc độ cao, vòi phun gần như bão hòa hoàn toàn với chất lỏng được bơm. Do đó, trên phạm vi áp suất rộng, bơm khuếch tán có tốc độ bơm cao. Điều này gần như không đổi trên toàn bộ khu vực làm việc của bơm khuếch tán (≤ 10 ^-3 mbar) vì không khí ở áp suất thấp này không thể ảnh hưởng đến vòi phun, do đó hành trình của nó vẫn không bị ảnh hưởng. Ở áp suất đầu vào cao hơn, đường đi của vòi phun bị thay đổi. Do đó, tốc độ bơm giảm cho đến khi, ở khoảng 10 ^-1 mbar, nó trở nên vô cùng nhỏ. 

Áp suất chân không sơ bộ cũng ảnh hưởng đến vòi phun hơi nước và trở nên bất lợi nếu giá trị của nó vượt quá một giới hạn tới hạn nhất định. Giới hạn này được gọi là áp suất trước tối đa hoặc áp suất trước quan trọng. Công suất của bơm trước được chọn phải đảm bảo rằng lượng khí xả ra từ bơm khuếch tán được bơm ra mà không tạo ra áp suất trước gần hoặc thậm chí vượt quá áp suất trước tối đa.

Áp suất cuối có thể đạt được phụ thuộc vào cấu trúc của bơm, áp suất hơi của chất lỏng bơm được sử dụng, độ ngưng tụ tối đa có thể có của chất lỏng bơm và độ sạch của bình chứa. Hơn nữa, việc chảy ngược chất lỏng bơm vào bình phải được giảm thiểu càng nhiều càng tốt bằng các bẫy lạnh hoặc vách ngăn phù hợp. 

Trong bơm khuếch tán dầu, cần khử khí chất lỏng bơm trước khi đưa trở lại nồi hơi. Khi làm nóng dầu bơm, các sản phẩm phân hủy có thể hình thành trong bơm. Nhiễm bẩn từ bình chứa có thể xâm nhập vào bơm hoặc được chứa trong bơm ngay từ đầu. Những thành phần này của chất lỏng bơm có thể làm giảm đáng kể áp suất cuối có thể đạt được bằng bơm khuếch tán, nếu chúng không được giữ cách xa bình chứa. Do đó, chất lỏng bơm phải được loại bỏ các tạp chất này và khí hấp thụ. 

Đây là chức năng của bộ phận khử khí, qua đó dầu tuần hoàn đi qua ngay trước khi đi vào nồi hơi trở lại. Trong phần khử khí, các tạp chất dễ bay hơi nhất thoát ra. Khử khí đạt được bằng cách kiểm soát cẩn thận sự phân phối nhiệt độ trong bơm. Chất lỏng bơm ngưng tụ, chảy xuống thành làm mát dưới dạng màng mỏng, được nâng lên nhiệt độ khoảng 266°F (130°C) dưới mức khuếch tán thấp nhất, để cho phép các thành phần dễ bay hơi bay hơi và được loại bỏ bởi bơm phụ. Do đó, chất lỏng bơm bay hơi lại chỉ bao gồm các thành phần ít dễ bay hơi hơn của dầu bơm. 

Biên độ của tốc độ bơm cụ thể S của bơm khuếch tán - tức là tốc độ bơm trên mỗi đơn vị diện tích của bề mặt đầu vào thực tế - phụ thuộc vào một số thông số, bao gồm vị trí và kích thước của giai đoạn chân không cao, tốc độ của hơi chất lỏng bơm và tốc độ phân tử trung bình c- của khí được bơm (xem phương trình 1,17). Với sự trợ giúp của lý thuyết động học của khí, tốc độ bơm cụ thể tối đa có thể đạt được ở nhiệt độ phòng trên khí bơm được tính là S _max = 11,6 l · s ^-1 · cm ^-2. Đây là độ dẫn lưu lượng (phân tử) cụ thể của khu vực hút của bơm, giống với khẩu độ của cùng một diện tích bề mặt (xem phương trình 1,30). Nhìn chung, bơm khuếch tán có tốc độ bơm cao hơn cho khí nhẹ hơn so với khí nặng hơn.

Để xác định hiệu quả của bơm khuếch tán, hệ số HO được xác định. Đây là tỷ lệ giữa tốc độ bơm cụ thể thực tế đạt được và tốc độ bơm cụ thể tối đa có thể theo lý thuyết. Trong trường hợp bơm khuếch tán từ Leybold, đạt được các giá trị tối ưu (0,3 đối với bơm nhỏ nhất và lên đến 0,55 đối với bơm lớn hơn). 

Các bơm khuếch tán dầu khác nhau do Leybold sản xuất khác nhau về các tính năng thiết kế sau (xem Hình 2,45).

Trong các bơm này, quá trình bay hơi chất lỏng bơm về cơ bản không bị nổ đạt được nhờ thiết kế bộ gia nhiệt đặc biệt dẫn đến tốc độ bơm cao không đổi theo thời gian. Bộ gia nhiệt là loại bên trong và bao gồm các hộp gia nhiệt được đưa vào các ống có các tấm dẫn nhiệt được hàn. Các ống làm bằng thép không gỉ được hàn ngang vào thân bơm và nằm trên mức dầu. Các tấm dẫn nhiệt làm bằng đồng chỉ được nhúng một phần vào chất lỏng bơm. Các bộ phận của các tấm dẫn nhiệt được định mức sao cho chất lỏng bơm có thể bay hơi mạnh nhưng không có bất kỳ sự chậm sôi nào. Các bộ phận của tấm dẫn nhiệt phía trên mực dầu cung cấp năng lượng bổ sung cho hơi nước. Do thiết kế đặc biệt của hệ thống sưởi, các hộp đựng bộ gia nhiệt cũng có thể được thay thế khi bơm vẫn còn nóng. 
Các bơm DIP được trang bị một chồng phun trong thiết kế vòi phun bốn cấp và phù hợp để bơm trong phạm vi áp suất từ 10 ^-2 đến 10 ^-8 mbar.

Dòng DIJ có thiết kế cải tiến hơn nữa cho các ứng dụng cần tốc độ bơm cao kết hợp với lưu lượng khí cao trong phạm vi áp suất từ 5x10 ^-1 đến 10 ^-7 mbar. Thiết kế bộ gia nhiệt với các tấm dẫn điện được lấy từ dòng DIP, nhưng được cải tiến hơn nữa. Thay vì thiết kế ống, trong đó các hộp đựng bộ gia nhiệt được đưa vào ống thép không gỉ, thiết kế mặt bích được cung cấp với bơm DIJ. Hộp đựng bộ gia nhiệt được gắn chắc chắn và kín trong bình đựng bộ gia nhiệt và được nhúng trực tiếp vào chất lỏng bơm. Thiết kế này cung cấp khả năng làm nóng chất lỏng bơm được cải thiện hơn nữa cũng như khả năng bảo trì đơn giản. Chồng phun bao gồm một giai đoạn phun bổ sung, dẫn đến độ ổn định cao hơn của áp suất chân không sơ bộ và tăng thông lượng khí. Vì nguyên tắc bơm khuếch tán dựa trên dầu làm nóng, nên các bơm này xử lý một vấn đề chính. Khoảng 80% năng lượng được đưa vào bơm sẽ được thải ra môi trường. Dòng DIJ được trang bị vỏ cách nhiệt xung quanh bình gia nhiệt, cách ly nó khỏi môi trường xung quanh và dẫn đến thời gian gia nhiệt và tiêu thụ năng lượng được cải thiện.

Dầu bơm phù hợp cho bơm khuếch tán dầu là dầu khoáng và dầu silicon. Các yêu cầu nghiêm ngặt được đặt ra đối với các loại dầu này, mà chỉ có các chất lỏng đặc biệt mới đáp ứng được. Các đặc tính của chúng, chẳng hạn như áp suất hơi nước, khả năng kháng nhiệt và hóa chất, đặc biệt là chống lại không khí, sẽ quyết định việc lựa chọn dầu để sử dụng trong một loại bơm nhất định hoặc để đạt được chân không tối đa nhất định. Áp suất hơi của dầu được sử dụng trong bơm hơi thấp hơn áp suất của thủy ngân. Chất lỏng bơm hữu cơ nhạy cảm hơn so với thủy ngân trong quá trình vận hành, vì dầu có thể phân hủy bằng cách cho không khí vào trong thời gian dài. Tuy nhiên, dầu silicon có thể chịu được việc tiếp xúc thường xuyên với không khí trong bơm hoạt động lâu hơn. 

Dầu khoáng điển hình mà Leybold cung cấp cho Bơm khuếch tán là LVO500. Dầu khoáng này có các phần của một sản phẩm cơ bản chất lượng cao (xem danh mục của chúng tôi) được chưng cất một cách đặc biệt cẩn thận. LVO 500 là loại dầu bơm khuếch tán tiêu chuẩn của chúng tôi dành cho các ứng dụng chân không cao với độ ổn định nhiệt tốt.

Để đạt hiệu suất tối ưu, Leybold cung cấp LVO521 (xem danh mục của chúng tôi), một dung dịch dầu silicon có độ tinh khiết cao có chứa silicon đặc biệt để giúp bạn đạt được hiệu suất tốt nhất từ bơm của mình trong các ứng dụng chân không cao và siêu cao. Nó có độ ổn định nhiệt cao và có khả năng chống oxy hóa và phân hủy cao. 

Đối với bơm phun hơi dầu, Leybold cung cấp LVO540 (xem danh mục của chúng tôi), một loại dầu hydrocarbon đặc biệt. Nó có tuổi thọ dầu kéo dài và độ ổn định nhiệt độ được cải thiện, khả năng kháng nhiệt và hóa học cao và vượt trội nhờ khả năng chống oxy hóa cao. Nó cung cấp tốc độ bơm cao cần thiết của bơm phun hơi trong phạm vi chân không trung bình.

Công suất bộ gia nhiệt được cung cấp liên tục để bốc hơi chất lỏng bơm trong bơm dẫn động chất lỏng phải được phân tán bằng cách làm mát hiệu quả. Năng lượng cần thiết để bơm khí và hơi nước là tối thiểu. Các thành bên ngoài của vỏ bơm khuếch tán thường được làm mát bằng nước. Tuy nhiên, các bơm khuếch tán dầu nhỏ hơn cũng có thể được làm mát bằng luồng khí vì nhiệt độ thành thấp không phải là yếu tố quyết định đến hiệu quả như đối với bơm khuếch tán thủy ngân. Bơm khuếch tán dầu có thể hoạt động tốt với nhiệt độ tường là 86°F (30°C), trong khi các tường của bơm khuếch tán thủy ngân phải được làm mát đến 59°F (15°C). Để bảo vệ bơm khỏi nguy cơ hỏng nước làm mát - miễn là cuộn dây nước làm mát không được điều khiển bằng công tắc bảo vệ vận hành nhiệt - nên lắp đặt một thiết bị theo dõi tuần hoàn nước trong mạch nước làm mát; do đó, tránh bay hơi chất lỏng bơm từ các tường bơm. 

Thủy ngân có thể được sử dụng làm dung dịch bơm. Đây là một nguyên tố hóa học không phân hủy hoặc bị oxy hóa mạnh trong quá trình bay hơi khi không khí được đưa vào. Tuy nhiên, ở nhiệt độ phòng, nó có áp suất hơi tương đối cao là 10 ^-3 mbar. Nếu cần đạt tổng áp suất cuối thấp hơn, cần có bẫy lạnh với nitơ lỏng. Với sự trợ giúp của chúng, tổng áp suất cuối cùng là 10 ^-10 mbar có thể đạt được với bơm khuếch tán thủy ngân. Vì thủy ngân là chất độc hại, như đã đề cập, và vì nó gây nguy hiểm cho môi trường, ngày nay nó hầu như không bao giờ được sử dụng làm chất lỏng bơm.