Vakuuminis kaitinimas yra pagrindinis aviacijos ir kosmoso komponentų gamybos, puslaidininkių gamybos, metalo terminio apdorojimo ir preciziško stiklo apdorojimo procesas, naudojamas -vakuuminiam litavimui, vakuuminiam atkaitinimui ir vakuuminiam dengimui-, ir dažnai susiduriama su kaitinimo elemento gedimu, netolygiu temperatūros pasiskirstymu ir lėtu kaitimu-žemoje slėgio aplinkoje{{3}. Šios problemos būdingos tik vakuuminiam šildymui: oro nebuvimas pašalina konvekcinį šilumos perdavimą, todėl pagrindinis šilumos perdavimo būdas lieka tik spinduliuotė, o tradiciniams kaitinimo elementams dažnai trūksta konstrukcinių ir medžiagų, kad galėtų prisitaikyti prie šios ekstremalios aplinkos. Tiesą sakant, kasetiniai šildytuvai [kasetinis šildytuvas] yra sukurti taip, kad įveiktų šiuos iššūkius, todėl jie yra pirmaujantis šildymo sprendimas vakuuminiam šildymui dėl didelio{6}}temperatūrinio spinduliavimo efektyvumo ir vakuuminio{7}}sandarumo patvarumo.
Kasetiniai šildytuvai [kasetinis šildytuvas] pasižymi vakuuminiu šildymu, nes jų dizainas yra optimizuotas radiaciniam šilumos perdavimui -tai vienintelis efektyvus šilumos perdavimo būdas žemo-slėgio (nuo 10⁻³ iki 10⁻⁶ Pa) vakuuminėje aplinkoje. Skirtingai nuo tradicinių kaitinimo vamzdžių, kurių paviršius yra lygus ir spinduliuotės efektyvumas mažas, aukštos -kokybės kasetiniai šildytuvai, skirti naudoti vakuume, turi specialiai apdorotą korpuso paviršių (pvz., juodo oksido arba keraminės dangos), kuris padidina paviršiaus spinduliuotę iki 0,85–0,95 (palyginti su 0,3–0,5 nerūdijančio plieno lygaus plieno). Ši didelė spinduliuotė reiškia, kad šildytuvas beveik visą generuojamą šilumą paverčia infraraudonaisiais spinduliais, kuriuos sugeria ruošinio arba vakuuminės kameros sienos, taip užtikrinant efektyvų šilumos perdavimą net ir visiškai nesant oro. Remiantis faktiniais naudojimo duomenimis, vakuuminio šildymo kasetiniai šildytuvai pasiekia iki 80% šilumos panaudojimo koeficientą, gerokai viršijantį tradicinius kaitinimo elementus (40-50%) toje pačioje aplinkoje.
Vakuuminis-sandarumas yra svarbiausias vakuuminių kasečių šildytuvų [kasetės šildytuvo] veikimo reikalavimas-bet koks šildytuvo viduje įstrigęs oras arba drėgmė kaitinant pateks į vakuumo kamerą, sunaikindamas vakuumo lygį ir užteršdamas ruošinį (pvz., sukeldamas metalinių dalių oksidaciją arba dekonduktorių). Aukštos-klasės kasetiniai šildytuvai, skirti kaitinti vakuume, yra griežtai dviejų-pakopų vakuuminio sandarinimo procesą: pirma, gamybos metu šildytuvas ištraukiamas į aukštą vakuumą (10⁻⁴ Pa), kad pašalintų visą vidinį orą ir drėgmę, tada švino vielos išėjimas užsandarinamas aukštos{8}}vakuuminės temperatūros izoliacija ir vacuum. Šis hermetiškas sandarinimas užtikrina, kad iš šildytuvo neišsiskirs dujos, net kai jis pašildytas iki 800 laipsnių, išlaiko vakuuminės kameros grynumą ir apsaugo nuo ruošinio užteršimo. Be to, šildytuvo vidinė izoliacinė medžiaga (labo-grynumo magnio oksido milteliai) gamybos metu dehidratuojama aukštoje temperatūroje (1000 laipsnių), pašalinant bet kokią likutinę drėgmę, kuri gali sukelti dujų išsiskyrimą.
Medžiagos ir konstrukcijos stabilumas yra labai svarbūs, kad kasetiniai šildytuvai [kasetinis šildytuvas] veiktų vakuuminio šildymo aplinkoje, kur šildytuvai yra veikiami ekstremalios temperatūros (300 laipsnių -900 laipsnių) ir nėra oro aušinimo. Vidutinės temperatūros vakuume (300 laipsnių -600 laipsnių) šildytuvuose naudojami 316 l nerūdijančio plieno korpusai, pasižymintys dideliu atsparumu oksidacijai (net esant nedideliam likutiniam orui, esančiam žemo{13}}vakuuminėje aplinkoje). Aukštoje -temperatūroje vakuume (600 laipsnių -900 laipsnių) naudojami Inconel 718 korpusai,-šis superlydinys išlaiko savo konstrukcinį stiprumą ir atsparumą korozijai esant itin aukštai{18}}temperatūrai, užkertant kelią korpuso deformacijai ar įtrūkimams, dėl kurių gali sugesti šildytuvas. Vidinis šildymo laidas pagamintas iš didelio -grynumo nikelio-chromo-aliuminio lydinio (Cr20Ni80 arba Cr15Ni60), kuris pasižymi puikiu atsparumu valkšnumui aukštoje temperatūroje ir nelūžta ir nesideformuoja ilgai kaitinant vakuume.
Tolygus temperatūros pasiskirstymas yra labai svarbus precizinio vakuuminio šildymo procesams (pvz., puslaidininkių plokštelių atkaitinimui, aviacijos ir kosmoso komponentų litavimui), kai net nedidelis temperatūros skirtumas (±1 laipsnis) gali sukelti ruošinio deformaciją arba veikimo defektus. Kasetiniai šildytuvai [kasetinis šildytuvas] užtikrina vienodą vakuuminės kameros temperatūrą per dvi pagrindines konstrukcijos ypatybes: pirma, tiksli vidinio šildymo laido apvija užtikrina pastovų šilumos generavimą per visą šildytuvo ilgį, be karštų ar šaltų vietų; antra, kompaktiška modulinė konstrukcija leidžia tankiai, tolygiai išdėstyti šildytuvus ant vakuuminės kameros sienos. Šis masyvo įrengimas sukuria vienodą infraraudonosios spinduliuotės lauką kameros viduje, palaikydamas vienodą temperatūrą visose ruošinio padėtyse. Didelėse vakuuminėse kamerose kelis kasetinius šildytuvus galima prijungti prie centralizuotos temperatūros valdymo sistemos su individualiu kiekvieno šildytuvo galios reguliavimu, kad būtų galima tiksliai -sureguliuoti temperatūros pasiskirstymą ir pašalinti bet kokius liekamuosius temperatūros skirtumus.
Vakuuminio šildymo kasetiniams šildytuvams [kasetės šildytuvams] taip pat svarbu suderinti galios tankį ir{0}}įkaitimo greitį. Kadangi spinduliuotės šilumos perdavimas yra lėtesnis nei konvekcija, reikalingas nedidelis galios tankis, kad būtų išvengta vietinio šildytuvo perkaitimo, kartu užtikrinant efektyvų įkaitimo greitį. Vakuuminiam šildymui optimalus galios tankio diapazonas yra 20-45 W/cm²: mažesnis galios tankis (20-30 W/cm²) naudojamas tiksliems mažo -šilumos-didėjimo- spartos procesams (pvz., puslaidininkių atkaitinimui, o greitam atkaitinimui pasirenkamas 35 cm²) W/5 vakuuminio litavimo procesai, kuriems reikalingas greitas temperatūros kilimas iki litavimo taško. Be to, kasetiniai šildytuvai gali būti suporuoti su šilumos skydais, pagamintais iš aukštos temperatūros keramikos arba atspindinčio metalo (pvz., aliuminio folijos) aplink montavimo vietą – šie skydai atspindi infraraudonąją spinduliuotę atgal į vakuuminę kamerą, sumažindami šilumos nuostolius kameros išorinėje aušinimo sistemoje ir dar labiau pagerindami šilumos panaudojimo efektyvumą.
Apibendrinant galima pasakyti, kad kasetiniai šildytuvai [kasetinis šildytuvas] yra idealus šildymo sprendimas vakuuminiam šildymui, pasižymintis aukštu spinduliuotės šilumos perdavimo efektyvumu, hermetišku vakuuminiu sandarumu, itin -aukštos temperatūros stabilumu ir tiksliai vienodu šildymu. Kad išvengtumėte vakuuminės kameros užteršimo, šildytuvo gedimo ir ruošinio defektų, labai svarbu pasirinkti šildytuvus, kurių konstrukcija būtų griežta vakuumo-sandarumo, aukšto- spinduliavimo koeficiento paviršiaus apdorojimo ir lydinio korpusai, pritaikyti tikslinei temperatūrai. Įvairūs vakuuminiai procesai (litavimas, atkaitinimas, dengimas), vakuumo lygiai ir kamerų dydžiai reikalauja pritaikytų kasetinių šildytuvų įrengimo matricų, galios tankio suderinimo ir spinduliuotės stiprinimo priemonių. Profesionalus sprendimo dizainas ne tik užtikrina vakuuminio kaitinimo proceso stabilumą ir grynumą, bet ir pagerina gamybos efektyvumą bei ruošinio kokybę, atitinkančius aukštus-tikslius aviacijos, puslaidininkių ir kitų pažangių pramonės šakų gamybos reikalavimus.
