Oblikovanje za vakuum – notranje konstrukcijske skrivnosti zanesljivih kartušnih grelnikov

Zunanjost kartušnega grelnika za vakuumsko uporabo je zelo podobna zunanjosti grelnika za atmosfersko uporabo. Plašč je izdelan iz istega nerjavečega jekla ali inconela, ima enak premer in ima enako postavitev sponk. Toda vakuumski-kartušni grelec je znotraj popolnoma drugačna naprava. Razlik ne vidite, a so zelo pomembne za uspešnost. Poznavanje teh skrivnosti o tem, kako so stvari zgrajene v notranjosti, vam bo pomagalo razumeti, zakaj so vakuumski grelniki dražji in zakaj lahko stroški ustvarjanja povzročijo neuspeh.

Izolacija iz magnezijevega oksida je tisto, zaradi česar grelnik kartuš deluje. V tipičnih grelnikih je MgO pakiran do določene gostote, vendar so v njem še vedno majhne luknje. V teh praznih prostorih je zrak. Zrak je pri normalnem tlaku varen. V vakuumu zrak zapusti ovoj in za seboj pusti prazna področja, ki zmanjšajo toplotno prevodnost in povzročijo vroče točke. Grelniki z vakuumsko-kartušo uporabljajo MgO, ki ni samo čistejši, ampak tudi gostejši, kar zmanjšuje količino praznega prostora. Nekatera podjetja uporabljajo vibracijsko polnilo in nato stiskanje, da se zelo približajo teoretični gostoti.


Gostota MgO je enako pomembna kot njegova čistost. Standardni MgO vsebuje vlago in druge hlapne spojine, ki so bile adsorbirane. Ko grelec vložka deluje v vakuumu, ti onesnaževalci izstopajo, kar lahko umaže komoro in celo povzroči uhajanje električnega toka. Pred sestavljanjem je vakuumski{3}}MgO izpostavljen posebnemu postopku, običajno ga pečemo pri visoki temperaturi v vakuumu, da se znebimo vlage in drugih hlapljivih snovi. Nato se snov obdela v nadzorovanih okoljih, da se prepreči ponovna absorpcija.

Upornostna žica v vakuumskem kartušnem grelniku je izpostavljena drugačnim obremenitvam kot v zraku. Žica se ob enaki napetosti bolj segreje, če ni konvekcijskega hlajenja. Izolacija med tuljavami mora vzdržati višje temperature, ne da bi se pokvarila. Uporabljajo se nikelj-kromove zlitine, ki dobro delujejo in imajo občasno boljše visokotemperaturne značilnosti. Povečanje premera žice lahko zmanjša gostoto toka in podaljša življenjsko dobo žice.

Hladni zatič, kjer se uporovna žica poveže s priključnim kablom, je zelo pomembna prehodna točka. To mesto lahko povzroči izločanje plinov in morebitno okvaro navadnih kartušnih grelnikov. Varjeni prehodi z malo organskimi elementi so običajni pri vakuumskih izvedbah. Pri nekaterih izvedbah je hladni zatič daljši, tako da je tesnilo terminala dlje od vročega območja. To zmanjša toplotno obremenitev tesnila.

V samem plašču ne sme biti šivov ali pa morajo biti šivi povezani s-prebojnimi zvari, ki so nepredušni. Kakršne koli luknje ali nepopolne fuzije postanejo način za puščanje. V vakuumu lahko drobno puščanje, ki bi ga bilo težko najti v atmosferi, prepušča zrak ali uhaja plin. Vakuumski-kartušni grelniki se običajno preverijo glede varnosti zaradi puščanja helija.

Tesnila terminalov so morda najbolj očitna razlika. Večina standardnih kartušnih grelnikov uporablja poceni in učinkovito epoksi ali silikonsko tesnilo, ki dobro deluje na zraku. Ti materiali v vakuumu izpustijo pline in razpadejo. V vakuumskih grelnikih se uporabljajo -keramična-tesnila, stekla--kovinska tesnila ali kompresijska tesnila s kovinskimi tesnili. Ta tesnila so nepredušna in prepuščajo zelo malo plina.

Glede na to, kar smo videli, eden od najbolj značilnih načinov, kako grelniki vakuumskih kartuš odpovejo, ni sam grelec, temveč povezava med grelnikom in komoro. Grelec z brezhibno notranjo konstrukcijo se lahko kljub temu pokvari, če tesnilo za montažo pušča. Pri izbiri vakuumskih dovodov in kompresijskih priključkov je treba upoštevati premer grelnika in stopnjo vakuuma.

Skratka, notranjost grelnika z vakuumsko kartušo kaže, koliko pozornosti je bilo posvečeno podrobnostim. MgO z visoko-gostoto, čisti materiali, močna žica,-vakuumsko tesni ovoji in hermetična tesnila pomagajo izdelku dobro delovati na mestih, kjer običajni dizajni ne delujejo. Če potrebujete vakuum, ki bo trajal dolgo časa, nakup grelnikov, ki so pravilno izdelani, ni strošek; to je nujno. Strokovna pomoč poskrbi, da notranjost vakuuma ustreza potrebam zunanjega dela vakuumskega procesa.