Patronvarmere i højvakuummiljøer – særlige overvejelser

Høje-vakuumforhold er nogle af de mest krævende steder at bruge patronvarmere. I halvlederproduktion, tynd-filmaflejring og videnskabelig forskning skal varmeapparater arbejde i rum, hvor trykket er mindre end en millitorr. I visse situationer varierer reglerne for almindelige industrivarmere. Når der ikke er luft til at transportere varme eller beskytte dele, virker udgasning, termisk stråling og elektrisk nedbrud forskelligt.

I støvsugerapplikationer er afgasning hovedproblemet. Når de sættes under vakuum, kan materialer, der er fuldstændig stabile ved atmosfærisk tryk, lukke gasser ud. Disse gasser kan gøre processen snavset, ændre vakuumniveauet eller sætte sig på følsomme dele. Det er vigtigt at vælge et kappemateriale, der ikke udleder gas. 316 rustfrit stål, og Incoloy® er to almindelige alternativer. Hvis magnesiumoxidisoleringen inde i varmeren ikke håndteres korrekt, kan den potentielt afgive gas. Vakuum-varmere bruger MgO, der er blevet bagt af under produktionen for at slippe af med indespærrede gasser.

Uden luft bevæger varmen sig anderledes. I en normal situation hjælper konvektion med at flytte varmen væk fra varmeren. Konvektion sker ikke i et vakuum. De eneste måder, hvorpå varme kan bevæge sig, er ledning og stråling. Hvis varmelegemet ikke rører en køleplade godt, sender den varme til overfladerne omkring den. Selvom varmelegemet ikke kører for meget, kan det gøre tilstødende dele for varme. Det er vigtigt at designe støvsugersystemer med god termisk styring. Dette betyder ofte, at man bruger vand-afkølede skjolde eller placerer varmelegemer de rigtige steder.info-1280-882

I et vakuum fungerer elektrisk isolering anderledes. Luft mister sin dielektriske styrke, så mellemrummet mellem lederne bliver meget vigtigere. For at undgå, at der opstår lysbuer, skal varmeledningerne omhyggeligt føres og understøttes. Keramiske gennemføringer eller stik, der arbejder med vakuum, bruges til at bringe strøm ind i kammeret. Selve varmelegemet skal være godt-isoleret. Eventuelle huller eller revner i MgO'et kan blive steder, hvor der sker indre lysbuer under vakuum, hvilket kan forårsage hurtig fejl.

At tage temperaturen i en støvsuger er ikke let. Termoelementer, der skal røre varmeren eller emnet, fungerer fint. Variationer i overfladeemission kan dog påvirke infrarøde sensorer. Nogle hoover-applikationer bruger termoelementer, der er indbygget i varmeren eller værktøjerne for at sikre, at aflæsningerne er korrekte. Materialerne, der bruges til fremstilling af termoelementer, skal også kunne modstå afgasning og fungere godt i vakuum.

Erfaring har vist, at standardpatronvarmere skal udskiftes for at kunne fungere i situationer med højt-vakuum. En varmelegeme, der fungerer korrekt på en fabrik, fungerer muligvis slet ikke i et vakuumkammer. Varmeapparater, der arbejder i en støvsuger, er lavet af firmaer, der er specialiserede i dem. Disse varmeapparater kommer med vakuum-bagt MgO, polerede hylstre og unikke blykonfigurationer. Disse varmeapparater er normalt certificeret til afgasning og er lavet til at forblive stærke, når de bruges i en støvsuger.

Når forskere og ingeniører arbejder med støvsugersystemer, handler valget af den korrekte patronvarmer om mere end blot watt og størrelse. Det er vigtigt at sikre, at varmelegemet ikke bliver en kilde til forurening eller et fejlpunkt. Investering i vakuum-varmere og følge de rigtige installationstrin, som at bage varmeren ud, før den sættes på plads, hvis det er nødvendigt, sikrer, at varmeren fungerer godt på et af de vanskeligste steder for industrielt varmeudstyr at arbejde.