Wie man verhindert, dass die Vakuumkammer explodiert
Falls Sie Vakuumkammern zur chemischen Reinigung verwenden, kennen Sie sicherlich dieses Albtraumszenario: Es handelt sich dabei um brennbare, explosive Lösungsmittel – und dazu kommt noch die Notwendigkeit, Wärme zu erzeugen.
Das Problem ist folgendes: Herkömmliche Infrarotlampen sind „offen“ – das bedeutet, der Heizelement befindet sich direkt im Freien. In einem Raum voller flüchtiger Dämpfe kann bereits ein einziger Funke oder eine etwas zu heiße Oberfläche dazu führen, dass Ihre Arbeitsstätte in eine Feuerball verwandelt wird. Das ist natürlich nicht gut.
Um dies zu vermeiden, verwenden wir keine offenen Lampen mehr, sondern Lampen mit versiegelten Elementen.
Das Geheimnis liegt in der Abdichtung
Wir platzieren die Infrarotemitter in robuste Hüllen aus Quarz- oder Borosilikatglas. Das funktioniert wie ein dauerhafter, luftdichter Schutz. Dadurch bleibt das Heizelement vollständig von der Atmosphäre innerhalb der Kammer getrennt. Da die elektrischen Komponenten isoliert sind, müssen Sie sich keine Sorgen um Stromschläge oder übermäßige Hitze machen, die eine Explosion auslösen könnten.
Das Schwierige ist jedoch die Verbindung zwischen den Elektronikkomponenten und der Kammer. An diesen Stellen müssen die Abdichtungen perfekt sein – sie müssen sowohl dem Vakuumdruck als auch den aggressiven Chemikalien standhalten. Wenn eine Abdichtung undicht wird, sinkt der Vakuumgrad – und plötzlich befinden Sie sich wieder in der Gefahrenzone.
Umgang mit Wärme im Vakuum
Das Erwärmen von Objekten im Vakuum ist eine besondere Herausforderung. Es gibt kein Luftstrom, der die Wärme verteilen könnte – es gibt also keine Konvektion. Alles geschieht durch Strahlung.
Wir stimmen die Lampen so ab, dass der Wärmefluss konstant bleibt. Man möchte schließlich nicht, dass bestimmte Stellen des Werkstücks überhitzt werden – stattdessen soll eine gleichmäßige Beleuchtung herrschen.
Achten Sie jedoch darauf: Es gibt einen gewissen Zeitverzug. Denn die Wärme muss erst durch die Schutzhülle aus Glas gelangen, bevor sie das Ziel erreicht. Deshalb müssen Sie die PID-Controller entsprechend anpassen. Wenn Sie diese auf die Standard-Einstellungen belassen, werden Sie wahrscheinlich die gewünschte Temperatur überschreiten.
Kompromisse
Diese Lösung ist die einzige Möglichkeit, in gefährlichen Bereichen sicher zu arbeiten – doch sie hat auch ihre Nachteile. Die zusätzliche Glasschicht erhöht den Widerstand gegen Wärmeübertragung. Dadurch ist die Erwärmungsgeschwindigkeit etwas langsamer als bei ungeschützten Lampen.
Um dies auszugleichen, erhöhen wir in der Regel die Leistung der internen Heizelemente. Achten Sie jedoch darauf, dass Ihre Stromversorgung den höheren Strombedarf bewältigen kann, sobald Sie den Schalter einschalten.