Як зробити вакуумний насос своїми руками: саморобки з компресора, принцип дії та застосування

У світі технічної творчості та домашнього майстрування все більше людей цікавляться питанням, як зробити вакуумний насос власноруч, не витрачаючи значних коштів на промислове обладнання. Вакуумний насос — це пристрій, що видаляє газ із замкненого об’єму, створюючи тиск нижчий за атмосферний. Такі пристрої широко використовуються в різних сферах: від промисловості та медицини до побутових потреб і хобі. Саморобний вакуумний насос може бути створений із доступних компонентів, зокрема зі звичайного автомобільного або холодильного компресора, і при правильному виготовленні не поступатиметься за ефективністю бюджетним заводським аналогам. У цій статті ми детально розглянемо принцип роботи таких пристроїв, способи їх виготовлення та практичне застосування.

Принцип роботи вакуумного насоса та його різновиди

Принцип роботи вакуумного насоса базується на механічному видаленні молекул газу із замкненого простору. Коли поршень або ротор рухається у визначеному напрямку, він збільшує об’єм робочої камери, що призводить до падіння тиску всередині. Газ із підключеної ємності або системи починає надходити в цю камеру, а потім викидається назовні через клапан випуску. Повторюючи цей цикл багаторазово, насос поступово знижує тиск у підключеній системі до необхідного рівня.

Існує кілька основних типів вакуумних насосів, кожен із яких має свої конструктивні особливості та сфери застосування:

• Поршневі насоси — найпростіші за конструкцією, використовують зворотно-поступальний рух поршня для створення розрідження. Саме такий принцип застосовується у більшості саморобних пристроїв на основі автомобільних компресорів.
• Ротаційно-лопатеві насоси — забезпечують глибше розрідження завдяки ексцентрично розташованому ротору з рухомими лопатями, зануреними у мастило.
• Мембранні насоси — не потребують мастила, підходять для роботи з агресивними середовищами, але не дають дуже глибокого вакууму.
• Ежекторні насоси — використовують потік рідини або газу для створення розрідження, не мають рухомих частин.
• Турбомолекулярні насоси — застосовуються у наукових установках для отримання надглибокого вакууму.

Для домашнього виготовлення найбільш придатними є поршневі та ротаційно-лопатеві конструкції, оскільки вони можуть бути зібрані з доступних компонентів і забезпечують достатній рівень розрідження для більшості побутових і напівпромислових задач. Важливо розуміти, що глибина досяжного вакууму залежить від щільності з’єднань, якості клапанів і рівня зношеності робочих елементів. Типовий саморобний пристрій дозволяє досягти тиску в діапазоні від 10 до 50 мілібар, чого цілком достатньо для більшості практичних завдань.

Як зробити вакуумний насос своїми руками з компресора

Перш ніж розпочати виготовлення, необхідно зрозуміти фундаментальну різницю між компресором і вакуумним насосом: компресор нагнітає повітря, збільшуючи тиск на виході, тоді як вакуумний насос відкачує повітря, знижуючи тиск на вході. По суті, це один і той самий механічний принцип, але з різною орієнтацією потоків. Саме тому компресор є ідеальною основою для переобладнання у вакуумний пристрій.

Найпопулярнішим донором для саморобного вакуумного насоса є компресор від старого холодильника. Ці агрегати виготовлені з високою точністю, мають невеликі зазори між поршнем і циліндром, оснащені вбудованою системою мастила і здатні працювати тривалий час без перегріву. Крім того, такий компресор вже містить вбудований мотор, що спрощує конструкцію майбутнього пристрою.

Для виготовлення саморобного вакууматора на основі холодильного компресора знадобляться такі матеріали та інструменти:

• Компресор від холодильника (бажано герметичний, типу ХКВ або аналогічний) — є основним робочим елементом пристрою.
• Манометр вакуумний або комбінований — для контролю рівня розрідження в системі.
• Мідні або сталеві трубки діаметром 6–8 мм — для підключення до системи.
• Масловіддільник або буферна ємність об’ємом 0,5–2 літри — для запобігання потраплянню масла у вакуумну магістраль.
• Вакуумний клапан або запірний кран — для відсікання системи після досягнення потрібного тиску.
• Вакуумне масло або компресорна олива — для заправки компресора.
• З’єднувальні фітинги, штуцери та прокладки з маслостійкої гуми.
• Дерев’яна або металева рама для монтажу всіх компонентів.

Порядок виготовлення такого пристрою починається з визначення на корпусі компресора трубок: трубка нагнітання (виходить повітря під тиском) і трубка всмоктування (через неї повітря надходить до компресора). У звичайному режимі роботи компресора всмоктувальна трубка підключена до випаровувача холодильника. Саме цю трубку ми використаємо як вхід вакуумного насоса, тобто до неї підключатимемо ту систему, з якої потрібно відкачати повітря. Трубку нагнітання виводять у атмосферу, попередньо підключивши до неї масловіддільник, щоб компресорна олія не потрапляла в навколишнє середовище.

Після механічного складання необхідно перевірити герметичність усіх з’єднань. Найпростіший спосіб — нанести мильний розчин на всі стики при працюючому пристрої та перевірити відсутність бульбашок. Важливо також переконатися, що рівень масла у компресорі відповідає нормі: недостатнє мащення призведе до швидкого зношення, а надлишок — до потрапляння масла у вакуумну магістраль.

Альтернативним варіантом є використання автомобільного компресора для підкачування шин. Хоча він поступається холодильному за якістю вакууму через більші виробничі допуски та відсутність вбудованого мастила, він є більш доступним і простим у підключенні. Для переобладнання автомобільного компресора достатньо поміняти місцями вхідний і вихідний шланги, встановити зворотний клапан і додати невелику буферну ємність. Такий пристрій забезпечить розрідження близько 70–80 мілібар, чого достатньо для вакуумування продуктів або простих технологічних операцій.

Застосування саморобного вакуумного насоса та особливості роботи з кондиціонерами

Область застосування саморобних вакуумних насосів надзвичайно широка. Одним із найпоширеніших практичних застосувань є обслуговування систем кліматичного обладнання. Вакуумний насос для кондиціонерів використовується для видалення залишків повітря та вологи з холодильного контуру перед заправкою фреоном. Це критично важливий етап монтажу або ремонту кондиціонера, оскільки навіть незначна кількість вологи у системі може призвести до утворення кислот, що руйнують компресор і ущільнення.

Процедура вакуумування кондиціонера вимагає досягнення тиску не вище ніж 500 мікрон ртутного стовпа (близько 0,67 мілібар) і витримування системи під цим розрідженням протягом 15–30 хвилин для перевірки герметичності. Саморобний насос на основі якісного холодильного компресора цілком здатний забезпечити такі параметри, хоча промисловий ротаційно-лопатевий агрегат зробить це швидше і надійніше.

Нижче наведена порівняльна таблиця характеристик різних типів саморобних вакуумних насосів залежно від основи, яка використовується для їх виготовлення:

Основа для виготовлення	Досяжний вакуум (мбар)	Продуктивність (л/хв)	Складність виготовлення	Орієнтовна вартість
Компресор від холодильника	5–20	10–30	Середня	Низька (500–1500 грн)
Автомобільний компресор	70–100	20–40	Низька	Дуже низька (200–800 грн)
Компресор від кондиціонера	2–10	30–60	Висока	Середня (1000–3000 грн)
Мембранний насос (переобладнаний)	50–150	5–15	Низька	Середня (800–2000 грн)

Окрім обслуговування кондиціонерів, саморобний вакуумний насос знаходить застосування у таких сферах, як вакуумне пакування продуктів харчування для збільшення терміну їх зберігання, ламінування та просочення деревини смолами, виготовлення декоративних виробів із епоксидної смоли з видаленням бульбашок, виготовлення форм для лиття, медицина і лабораторні дослідження, а також дегазація рідин і розчинів.

При експлуатації саморобного пристрою необхідно дотримуватися кількох важливих правил безпеки. По-перше, ніколи не допускайте роботи насоса без масла — це призведе до миттєвого виходу компресора з ладу. По-друге, встановіть запобіжний клапан на лінії нагнітання для уникнення надмірного тиску. По-третє, регулярно перевіряйте якість мастила і замінюйте його після кожних 50–100 годин роботи. По-четверте, не залишайте працюючий пристрій без нагляду і забезпечте належну вентиляцію приміщення, оскільки компресор виділяє тепло під час роботи. Дотримання цих простих правил забезпечить тривалу і надійну роботу вашого саморобного вакуумний насос як зробити правильно — пристрою, що слугуватиме вам роками і допомагатиме вирішувати найрізноманітніші технічні завдання.