Insertar la arandela de alta, sin llegar a enrasarlos (dejando hasta 1 mm). Soldar con plata, primero dar una pasada de soldadura un poco escasa y calentar bien para que la soldadura entre por capilaridad en las grietas. Después aplicar una segunda capa mas generosa que se extienda uniformemente. No calentar excesivamente para evitar quemar la soldadura.

Cuando todavía este suficientemente caliente aplicar un paño humedecido a los lugares en que hay fundente para que se desprenda. No enfriar el resto solo lo imprescindible para eliminar el fundente. Comprobar que la soldadura ha quedado completa, limpia, uniforme y sin poros.

Soldar el resto de las piezas con el mismo criterio. El la base de  de la cámara la soldadura debe aplicarse al punto de unión con las paredes del tubo.

Eliminar todo los restos de fundente, lijar o aplicar con el dremel un cepillo de alambre pala dejar todas las superficies limpias y brillantes. Prestar especial cuidado a que las superficies de cierre de las tomas de vacío estén planas, limpias y semipulidas, sin rayones aparentes.

Introducir el calefactor en su pieza adaptadora previamente untado en silicona termoconductora. Aplicar silicona también a la base calefactora colocar ambas piezas y fijar mediante tornillos INOX M4 y sus correspondientes arandelas.

Es importante que las piezas queden bien fijadas para una buena transferencia de calor, ya que en caso contrario la vida del calefactor se vera afectada.

Desengrasar bien el interior de la cámara. Para ello colocar provisionalmente el cuerpo de la cámara boca arriba, llenarlo con agua y un poco de un detergente agresivo como el empleado en los fregaplatos. Conectarlo a la red y esperar hasta que hierva unos minutos. Repetir la operación con agua del grifo y luego enjuagar con agua fria.

Nota: La resistencia calefactora es de 150 w. El modelo usado es la referencia 837-587, con unas dimensiones de 9,53 x 50,8 mm. Puede adaptarse cualquier otro calefactor de 150 w de potencia.

Conexión a alto vacío. Como se ha comentado, bomba termina e la boca de alto vacío en una boca plana que se atornilla a un adaptador a un formato estándar para conexiones de alto vacío. En mi caso lo he adaptado al formato QF40,. También se da un dibujo para adaptarlo al formato QF25, pero con ligeras modificaciones puede adaptarse a cualquier otro formato, aunque se recomienda que sea de la mayor luz posible para no limitar la capacidad de aspiración de la bomba.

Esta pieza tiene también el objetivo de obstaculizar que los vapores del aceite de la difusora salgan hacia fuera (backstreaming).

Antes de seguir conviene comprobar concienzudamente que la bomba no tiene fugas, para ello colocar una junta tórica de 45 mm x 3,2 ligeramente aceitada en  el cierre de la cámara y adaptador de la toma de alto vacío, introducirlo en la boca y colocar seis tornillos inox M4 y sus correspondientes arandelas. Apretar hasta que se vea que el cierre es firme sin llegar a aplastar completamente la junta tórica.

Colocar en la salida el anillo de centrado, cierre y collarín que se haya elegido y fijarlo. Conectar la bomba de vacío a la toma de baja. En una parte del circuito deberá haber un medidor de vacío.

Poner la bomba rotatoria en marcha, al principio subirá el vacío rápidamente, después ira mas lentamente mientras se desprenden gases y otros restos que pueden quedar adheridos a las paredes de la bomba.

Pasados unos 20 minutos el vacío deberá aproximarse al máximo de la bomba. Si no se consigue esto se debe a la existencia de fugas. Buscar las fugas y resolverlas. Las zonas mas propensas a las fugas están en las tomas de vacío y en las soldaduras en ángulo.

Si estimamos que no tiene fugas conectar la resistencia calefactora durante 3 minutos, no mas, ya que al no tener aceite pude quemarse la resistencia o sobrecalentarse las soldaduras. Al principio caerá el vacío por el desprendimiento de gases pero después de un tiempo volverá a la situación normal. Con esto comprobamos que no existen poros que se abre al calentarse la base.

Una vez hecha esta comprobación damos la construcción del cuerpo como finalizada.

Aparte de los difusores anteriormente torneados necesitamos 110 mm de varilla de acero roscada a M3. Se debe haber comprobado con anterioridad que el conjunto se monta bien y que queda firmemente sujeto. Soltar el cierre de la cámara y montarlo, resulta un poco incomodo pero no se tarda mas de unos minutos. Volver a colocar después el cierre de la cámara y apretar los tornillos.

Base soporte.

Esta y otras operaciones no son críticas y no afectan al funcionamiento de la bomba así que no me extenderé en muchos detalles.

Yo he empleado un cuenco de acero inoxidable comercial de 120 mm de diámetro. He realizado un orificio de 50.8 mm y he colocado una arandela de aluminio que se atornilla al cuenco y por otra parte abraza a la cámara. Otra opción mas sencilla es hacer un orificio mas pequeño cortar la chapa del cuenco y luego con una abrazadera sujetar el conjunto.

Va a ser necesario mas adelante realizar un orificio en el cuenco para sacar los cables del calefactor. El cuenco se puede comprar en Macro por 3 euros.

El cuenco de la bomba debe estar sujeto en el cuenco aproximadamente a la mitad del espacio que queda. Durante el funcionamiento de la bomba el cuenco se calienta bastante ya que actúa como radiador.

A continuación se rellena el interior del cuenco con lana de vidrio o cualquier otro material aislante que soporte al menos 400 grados de temperatura. Posteriormente se cierra en cuenco con un circulo de aluminio que se atornilla mediante tres o mas tornillos rosca chapas.

Ventilación.

La ventilación se fuerza sobre las aletas mediante un pequeño ventilador. El aire se confina para que atraviese las aletas mediante un recubrimiento de chapa de aluminio. Como se puede ver el la fotografía se realiza fácilmente plegando una chapa de aluminio de 0,8 mm y atornillándolo con rosca chapas.. El ventilador se fija a la chapa con cuatro tornillos M3  sobre un orificio del diámetro adecuado.

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En la fotografía anterior la bomba lleva acoplada un adaptador de QF40 a QF 25. La chapa deja una parte descubierta para que por ella salga el aire, que de paso refrigera la toma de bajo vacío. La conexión a la bomba rotatoria se ha hecho mediante tubo flexible de inox.

Lo mas cómodo es emplear un ventilador de 220 voltios, si no se dispone de este, puede emplearse uno lo mas grande posible de 12v, pero habrá que prever para alimentarlo a 220 v.

Como opción puede colocarse un interruptor térmico fijado mediante una brida al cuerpo de la cámara inmediatamente debajo del conducto de bajo vacío. De manera que el ventilador se conecte cuando este interruptor alcance los 70 ºC de temperatura y permanezca encendido depuse de haber apagado el calefactor durante el tiempo necesario. Puede colocarse igualmente de una toma de corriente y de un interruptor de encendido /apagado.

Si se han seguido los pasos anteriores la bomba esta lista para funcionar. Solo falta cargarla de aceite.

Durante las pruebas, conecte el calefactor de la bomba a través de un variac y dispuse de orificios en la base de la caldera y a lo largo del tubo para medir las temperaturas introduciendo en ellos sondas de termopar.

Conecte la bomba a la rotatoria y un medidor de vacío medio y a la salida un tubo de  aproximadamente un litro de volumen y una sonda de alto vació de tipo magnetrón.

Durante unos días estuve jugando con la bomba para encontrar el punto óptimo de funcionamiento.

De aquí ha resultado que la potencia de calefacción optima es de 150 W y el volumen de aceite se sitúa en un mínimo de 15 cc y un máximo de 25 cc. El aceite seleccionado fue silicona Dow Corning 704 con una temperatura de ebullición de 215 ºC. y una presión de vapor de 10-10.

Conecte la calefacción y la bomba rotatoria aproximadamente al mismo tiempo, en unos segundos el vacío se aproximo a las 200 militorr. Luego bajo mas lentamente hasta alcanzar los 50 militorr. De vez en cuando se observaba una bajada en el vacío, esto de debe a que al calentarse el aceite expulsaba algún liquido o gas volátil. A los cuatro minutos y al aproximarse la temperatura de la base a la de ebullición del aceite de nuevo se observo una bajada de vacío. Esto se debe a que el aceite empezó a soltar vapores pero no en cantidad suficiente como para hacer el vacío. De repente se observo una caída de la presión y la bomba comenzó a funcionar. Desde que se conecto la bomba hasta que comenzó la aspiración pasaron aproximadamente 5 minutos.

El comportamiento descrito anteriormente en típico de todas las bombas de difusión. La primera vez lo hace muy notablemente después es mas suave, salvo que pase mucho tiempo entre uso y uso.

Un minuto aproximadamente después la presión estaba en 10 e -4 torr, dos minutos mas tarde en 5 x 10 e -5, cinco minutos después en 10 e -5, 15 minutos después en 5 x 10 -6, cuarenta minutos después en 3 x 10 e -6, cuatro horas después en 10 -6.

Seguramente habrá alguien que se escandalice de pensar que se necesitan 4 horas para conseguir 10 -6, el que se sorprenda lo hará porque nunca ha llegado tan lejos. Quiero decir que estos resultados para quien tenga experiencia en vacío serán excelentes.

De hecho posteriormente  realice el mismo proceso en la misma cámara con una bomba turbo molecular Varian V60 y los resultados fueron ligeramente favorables a la difusora.

Para que la bomba se enfríe antes conviene cortar la alimentación del calefactor sin cortar la ventilación. Por eso yo controlo el ventilador con un interruptor térmico y solo abro o cierro el circuito de calefacción.

Al cortar la calefacción en poco menos de un minuto la bomba deja de aspirar. Enseguida baja la temperatura del aceite y cesa la aspiración. Sin embargo a partir de ahí la temperatura baja mucho mas lentamente. Esto se debe a que mientras el aceite esta hirviendo absorbe mucha energía del calefactor, esta energía deja de absorberse y la bomba solo pierde calor por conducción. Este comportamiento demuestra el buen diseño de la bomba y un eficaz aprovechamiento del calefactor.

Bajo ningún aspecto debe permitirse la entrada del aire a la bomba cuando este funcionando.

Si en condiciones de funcionamiento se soltase la toma de la bomba rotatoria la cámara de vacío absorbería el aire atmosférico a través de la bomba difusora arrastrando gran cantidad de vapores de aceite con lo cual la cámara y todo su contenido se pringaría de aceite. Total un desastre.

Si se parase la rotatoria mientras la difusora estuviese caliente el problema seria un poco mas suave pero no menos imprudente. 

Si se abriese la toma de alto vacío en funcionamiento la bomba rotatoria podría absorber los vapores de aceite de la difusora, algo tampoco conveniente. Tampoco debe permitirse que la cámara se avente a través de las bombas aunque estas estén frías y apagadas.

Si se quiere hacer una instalación versátil, la bomba rotatoria debería conectarse por un lado a la cámara de vacío y por otro a la difusora, además se dispondría de una llave que cerrase el paso de la  difusora a la cámara.

Al  poner en marcha el sistema se abrirían las tres llaves de manera que se hiciesen los vacíos en todo el recinto. Y se conectaría la calefacción de la difusora.  Mas o menos cuando el vacío se aproxima a 1 torr, se cierra el paso de la cámara a la rotatoria. Y se deja que ambas hagan el vacío en la cámara. Debe disponerse igualmente una llave para aventar la cámara.

Si se quiere cambia el interior de la cámara, se cierran las dos llaves de la campana (difusora y rotatoria) se abre el aventador, se manipula en la cámara y luego se cierra. Ahora se cierra durante un instante el paso de la difusora a la rotatoria y se abre el paso de la rotatoria a la cámara. Cuando la presión de la cámara es próxima a 1 torr se abren todas las llaves menos el aventador y un poco después se cierra la llave de la rotatoria  a la cámara.

Si se opta por no poner el conjunto de llaves mencionados habrá que se precavido y dejar que la bomba se enfríe suficientemente antes de permitir que entre el aire en su interior. Como ya se ha comentado en aproximadamente un minuto la bomba deja de aspirar y en cuatro minutos mas la temperatura ha descendido lo suficiente para no esperar resultados adversos.

Esto es  solo en el caso de que se emplee silicona ya que si empleamos otros aceites corremos el riesgo de que al someter el aceite a temperaturas elevadas en presencia de aire se oxide y se formen compuestos volátiles que perjudiquen su funcionamiento. En algunos casos la oxidación de los aceites provoca que se transformen el líquidos pastosos o grasa y sea necesario tirarlos y poner nuevo liquido.

La silicona por el contrario soporta mucho mejor el ataque del oxigeno en caliente y no sufre modificaciones. Por el contrario es mas cara aunque el consumo evidentemente es mínimo ya que solo son necesarios 25 cc para funcionar al menos un año. En mi caso he cambiado una vez al año la silicona pero por motivos diversos como una que vez me implotó una campana de pirex y se lleno la difusora de cristales.