Projektiranje za vakuum – tajne unutarnje konstrukcije pouzdanih patronskih grijača

Vanjski dio uložnog grijača za vakuumski rad dosta sliči vanjštini grijača za atmosferski rad. Plašt je izrađen od istog nehrđajućeg čelika ili Inconela, ima isti promjer i ima isti raspored terminala. Ali vakuumski-patronski grijač potpuno je drugačiji uređaj iznutra. Ne možete vidjeti razlike, ali one su vrlo važne za performanse. Poznavanje ovih misterija o tome kako su stvari izgrađene iznutra pomoći će vam da shvatite zašto su vakuumski grijači skuplji i zašto troškovi stvaranja mogu dovesti do kvara.

Izolacija od magnezijevog oksida ono je što čini patronski grijač radi. U tipičnim grijačima, MgO je pakiran do određene gustoće, ali još uvijek postoje sitne rupe u njemu. U tim praznim prostorima ima zraka. Zrak je siguran pri normalnom tlaku. U vakuumu, zrak napušta omotač, ostavljajući prazna područja koja smanjuju toplinsku vodljivost i stvaraju vruće točke. Vakuum-patronski grijači koriste MgO koji nije samo čišći nego je i gušći, što smanjuje količinu praznog prostora. Neke tvrtke koriste vibracijsko pakiranje, a zatim prešanje kako bi se vrlo približile teoretskoj gustoći.


Gustoća MgO jednako je važna kao i njegova čistoća. Standardni MgO sadrži vlagu i druge hlapljive spojeve koji su adsorbirani. Kada grijač patrone radi u vakuumu, te se onečišćenja ispuštaju, što može zaprljati komoru i čak uzrokovati curenje struje. Prije sklapanja, vakuumski{3}}klas MgO se podvrgava određenom postupku, obično pečenju na visokoj temperaturi pod vakuumom, kako bi se uklonila vlaga i druge hlapljive tvari. Zatim se tvar tretira u kontroliranim uvjetima kako bi se spriječila ponovna apsorpcija.

Otporna žica u vakuumskom patronskom grijaču izložena je različitim vrstama naprezanja nego u zraku. Žica postaje toplija s istim naponom ako nema konvektivnog hlađenja. Izolacija između zavojnica mora moći podnijeti više temperature bez kvara. Koriste se legure nikla-kroma koje dobro funkcioniraju i povremeno imaju bolja svojstva pri visokim-temperaturama. Povećanje promjera žice može smanjiti gustoću struje i produžiti vijek trajanja žice.

Hladna igla, gdje se otporna žica spaja na terminalni vod, vrlo je važna prijelazna točka. Ovo mjesto može uzrokovati ispuštanje plinova i mogući kvar običnih grijača uložaka. Zavareni prijelazi s malo organskih elemenata uobičajeni su u vakuumskim konstrukcijama. Neki dizajni čine hladnu iglu dužom tako da je brtva terminala dalje od vruće zone. Time se smanjuje toplinsko naprezanje brtve.

U samom omotaču ne smije biti šavova ili šavovi moraju biti spojeni -zavarima koji su nepropusni za zrak. Sve rupe ili nepotpune fuzije postaju način na koji dolazi do curenja. U vakuumu, sićušno curenje koje bi bilo teško pronaći u atmosferi može propustiti zrak ili ispustiti plin. Kako bismo bili sigurni da su vakuumski-patronski grijači obično provjeravaju curenje helija.

Brtve terminala su možda najočitija razlika. Većina standardnih patronskih grijača koristi jeftinu i učinkovitu epoksidnu ili silikonsku brtvu koja dobro funkcionira na zraku. Ovi materijali ispuštaju plin i razgrađuju se u vakuumu. Keramičke-na-metalne brtve, staklene-na-metalne brtve ili kompresijske brtve s metalnim brtvama koriste se u vakuumskim grijačima. Ove brtve su hermetičke i propuštaju vrlo malo plina.

Na temelju onoga što smo vidjeli, jedan od najtipičnijih načina kvara grijača s vakuumskim ulošcima nije sam grijač, već veza između grijača i komore. Grijač s besprijekornom unutarnjom konstrukcijom ipak se može pokvariti ako montažna brtva procuri. Promjer grijača i razina vakuuma moraju se uzeti u obzir pri odabiru vakuumskih prolaza i kompresijske armature.

Ukratko, unutrašnjost grijača s vakuumskim uloškom pokazuje koliko je pažnje posvećeno detaljima. MgO visoke-gustoće, čisti materijali, jaka žica, vakuum-nepropusni omotači i hermetičke brtve pomažu proizvodu da dobro radi na mjestima gdje tipični dizajni ne funkcioniraju. Ako vam je potreban vakuum da bi dugo trajao, kupnja grijača koji su pravilno napravljeni nije trošak; to se mora. Stručna pomoć osigurava da unutrašnjost vakuuma odgovara potrebama vanjskog procesa vakuumiranja.