У нас было два форвакуумных насоса, семьдесят пять метров
вакуумного шланга, пять бутылочек полифенилового эфира,
канистра, наполовину наполненная вакуумным маслом ВМ-6,
и целое множество разнообразных фланцев, прокладок,
кранов, тройников и переходников всех сортов и расцветок, а также
нержавеющий сильфон, диффузионный насос, ящик циркониевой проволоки
для геттера, пневматическая задвижка и измеритель вакуума ВИТ-2.
Не то чтобы это был необходимый запас для создания вакуумной системы.
Но если уж начал этим заниматься, то становится сложно остановиться.

Последовательные

поиски решений для домашней вакуумной системы, начиная от найденного на помойке компрессора от холодильника, который давал даже не вакуум, а слегка разреженный воздух (им откачивались примитивные воздушные колбочки в статье про «самодельные плазмашары»), через компрессор от кондиционера (им откачивались мои эпичные плазмабанки в той же статье), привели на настоящий момент к связке из советского форвакуумного ротационного насоса 2НВР-5ДМ и американского воздушно-охлаждаемого диффузионного насоса Edwards EO50/60, любезно предоставленного в рамках взаимовыгодного сотрудничества хорошим человеком Иваном (http://periodictable.ru/). Информации по вакуумным системам малого класса в сети до неприличия мало, ввиду труднодоступности и высокой стоимости компонентов, чрезвычайной критичности к аккуратности и чистоте, без которых обеспечить хоть сколько-либо высокий вакуум оказывается невозможно, и малой привлекательности этой области самой по себе: обычно вакуум применяется как вспомогательный инструмент, например, для создания среды роста полупроводниковых микросхем и компонентов, как средство исключения атмосферы при изготовлении радиоламп, неоновых вывесок и газонаполненных приборов, для изменения поведения жидкостей и газов, напыления металлических покрытий, в частности, лазерных зеркал, и всего такого прочего, но неинформативен и непривлекателен как просто объект задротства или околорелигиозного поклонения, в отличие от, например, общего радиолюбительства, катушек Тесла, аудиофилии и подобных самодостаточных областей. Мне, в свою очередь, вакуумный пост был нужен для создания газонаполненных стеклянных штуковин: плазменных скульптур, трубок Гейслера, плазмашаров и т. д., большая часть которых невозможна без глубокой и качественной очистки при помощи высоковакуумной установки.

В общем виде вакуумный пост состоит из форвакуумного насоса, обеспечивающего первичное разрежение до сотых долей миллиметра ртутного столба, вторичного насоса (обычно — диффузионного, гораздо реже — турбомолекулярного), и третичного (которые чрезвычайно разнятся по своим вариантам исполнения: это может быть магниторазрядный насос, геттер, азотная ловушка и т. п.). Каждая из ступеней поста работает в своём характерном диапазоне давлений и предъявляет характерные требования к исполнению соединительных элементов: так, если в форвакуумной области возможны резиновые шланги, то после диффузионника они крайне нежелательны, а после третьей ступени — категорически исключены.

Первое, совершенно необходимое устройство, без чего будет получен не вакуум, а, в лучшем случае, разреженный воздух — это пластинчато-роторный насос, обычно называемый форвакуумным (в противоположность насосу глубокого вакуума, диффузионного или турбомолекулярного, например). Не стоит использовать водоструйные насосы и компрессоры от кондиционеров, с ними не получится получить разрежения глубже десятков-единиц миллиметров ртутного столба (напомню, что атмосферное давление равно 760 мм рт. ст., а также, что речь о вакууме, а не о просто разрежении). Хороший роторник же даст 0.01 — 0.001 Торр (1 мм. рт. ст. = 1 Торр — здесь и далее я буду использовать эту единицу измерения), то есть на несколько порядков ниже. Вариантов добычи его есть несколько: либо отыскать старый отечественный насос серии НВР — их множество разных, 2НВР-5Д(М), как у меня, 3НВР-1Д и тому подобные. Отличаются они количеством ступеней (двуступенчатые — лучше), производительностью (литры в секунду) и некоторыми менее существенными особенностями, например, предохранителем от выплескивания масла (далее я буду писать по умолчанию про 2НВР-5ДМ, поскольку работаю с ним). Цена их колеблется в диапазоне 4-30 тысяч рублей (в зависимости от состояния: за 30 можно взять совершенно новый насос у перепродающей их фирмы, за 4-6 — подозрительный в неизвестном состоянии у укравшего его из лаборатории или склада продавана), и главный подводный камень здесь — степень убитости насоса. Если ротор в клине, например, то деньги будут выброшены на ветер; если насосом качали какую-то едкую дрянь, то его придётся долго и мучительно перебирать и чистить; всех нюансов так много, что единственной гарантией годности насоса может быть только одно: фотография или видеозапись работающего насоса и подключенного к нему вакууметра, показывающего паспортные данные по создаваемому разрежению (0.005 Торр, например).

Альтернатива — китайские вакуумные насосы серии Z, добываемые, например, в конторах, занимающихся холодильным оборудованием. Лично я отношусь к ним с некоторым предубеждением и подозрением, но , скорее всего, двухступенчатый насос, типа 2Z-1,5, сможет успешно конкурировать с 2НВР-серией, при этом стоя заметно дешевле и имея значительно меньшие габариты.

Вообще форвакуумных насосов разных видов и производителей — тьма-тьмущая. Leybold, Varian, тот же Edwards, и многие другие — все эти фирмы сразу вызывают довольное узнавание у разбирающегося в вакуумном оборудовании специалиста. Но шансы встретить их на территории бывшего СССР невелики, а доставка 15+ килограммов из-за рубежа будет стоить дороже самого насоса, и поэтому единственные реально доступные альтернативы, в основном, — это НВР или китайские Z.

К форвакуумнику необходимо специальное масло, без которого он не начнёт работать, причём масло требуется специальное, с низким остаточным давлением паров. Лучше и проще всего найти отечественное вакуумное масло ВМ-4 или его аналоги (ВМ-6 например). Масло необходимо будет периодически менять и/или доливать, поскольку при работе насоса оно имеет обыкновение улетать или выплёскиваться через выходной патрубок. Кроме масла, полезным будет частотный преобразователь (если привод насоса — асинхронный двигатель, а он почти всегда именно таков), для регулировки скорости вращения и, как следствие, мощности — скорости откачки. Также стоит запастись вакуумными шлангами: обычно они характеризуются большой толщиной резины по сравнению с просветом шланга: такая конструкция позволяет им не схлопываться под давлением внешней атмосферы, в отличие от тонкостенных шлангов обычного рода, предназначенных для избыточного давления изнутри. Помимо шлангов совершенно необходимо обилие вакуумной смазки для умащивания переходов шланг-стекло, шланг-металл, а также всевозможных стеклянных шлифов. Заполняя собой неровности и шероховатости, неизбежно образующиеся на стыке двух шершавых поверхностей, и будучи весьма вязкой по своей сути, она предотвращает проникновение молекул атмосферы в создаваемый вакуум в рабочей камере. Вакуумная смазка характерно отличается от любых других смазок почти полным отсутствием запаха, что как бы намекает, что она не летит и не газит в разреженной атмосфере.

Сразу вместе с форвакуумным насосом необходимо оборудование для метрологии, чтобы понимать, сколько и как он откачивает. Метрология вакуума — отдельная, чрезвычайно непростая тема, в которую вдаваться было бы излишне, хотя бы по той причине, что я сам от неё довольно далёк. Вкратце, здесь есть два варианта: правильный и халявный.