Problem dugog rezervoara
Automatska linija za oblaganje PCB-a koristi rezervoare duge 6 metara za obradu velikih količina panela. Jedan uranjajući grejač na jednom kraju rezervoara bi stvorio temperaturni gradijent od 5-8 stepeni od kraja do kraja. Paneli brže ulaze u ploču vruće zone. Ploče na hladnom kraju izlaze neadekvatne debljine. Varijacije u kvalitetu su neprihvatljive.
Rješenje je zonska kontrola temperature: podjela rezervoara na više zona grijanja, svaka sa nezavisnim PTFE krugom izmjenjivača topline i namjenskim senzorom temperature. Svaka zona reaguje na svoje lokalne termalne uslove. Kolektivni efekat je ujednačena temperatura po celoj dužini rezervoara.
PTFE izmjenjivači topline sa više-kruga omogućavaju ovo zoniranje u jednom integriranom sklopu, sa odvojenim priključcima za dovod pare i povrat kondenzata za svaki krug.
Varijacija toplinskog opterećenja u zonama
Gubici topline nisu ravnomjerni po dugom spremniku za polaganje. Krajevi rezervoara gube više toplote od centra zbog veće površine zida u odnosu na zapreminu. Ulaz u radni komad na jednom kraju uvodi hladnu masu koja lokalno apsorbira toplinu. Ispušna ventilacija na određenim lokacijama ubrzava hlađenje isparavanjem.
Jedan krug grijanja s jednim temperaturnim senzorom prosječuje ove varijacije. Senzor, koji se obično postavlja na središnju tačku, kontrolira unos topline na osnovu srednje-temperature rezervoara. Krajevi, koji gube više toplote, rade hladnije. Rezultat je parabolični temperaturni profil-topao u sredini, hladan na krajevima.
Zoniranje sa više-kola postavlja temperaturne senzore u svaku zonu. Krajnje zone, koje imaju veći gubitak topline, primaju veći protok pare. Centralna zona, sa manjim gubicima, prima manje. Svaki krug radi neovisno kroz vlastiti kontrolni ventil i sifon za paru.
Tabela 1: Ujednačenost temperature jednog-kruga naspram više-ujednačenosti temperature (6m PCB bakreni spremnik, 55 stepeni zadana vrijednost)
| Parametar | Single Circuit | Tri kola | Pet krugova |
|---|---|---|---|
| Broj zona kontrole temperature | 1 | 3 | 5 |
| Senzori temperature | 1 (sredina) | 3 (kraj, centar, kraj) | 5 (jednako raspoređeno) |
| Maksimalno odstupanje temperature (stepen) | ±4.5 | ±1.5 | ±0.7 |
| Kraj{0}}do-opseg temperature (stepeni) | 9 | 3 | 1.4 |
| Reakcija na ulazak obratka na jednom kraju | Hladi se cijeli rezervoar; spor oporavak | Ulazna zona se grije agresivno; ostali stabilni | Precizan lokalni odgovor |
| Potrošnja pare | Više (pregrijava centar do toplih krajeva) | Optimizirano po zoni | Optimizirano po zoni |
| Kontrolna stabilnost | Umjereno (kašnjenje između unosa topline i senzora) | Dobro | Odlično |
Dizajn sa više- PTFE krugova
PTFE izmjenjivač topline sa više -krugova integriše nekoliko nezavisnih snopova cijevi u okviru jednog potpornog okvira. Svaki krug ima svoj ulazni vod za paru i izlazni vod kondenzata. Krugovi su fizički susjedni, ali hidraulički odvojeni.
Za rezervoar od 6 metara sa tri zone, PTFE izmjenjivač može sadržavati tri kruga jednake površine, od kojih svaki pokriva dio rezervoara od 2 metra. Razvodnik za dovod pare distribuira paru na tri kontrolna ventila, od kojih svaki odgovara temperaturnom regulatoru svoje zone. Kondenzat iz svakog kruga se odvodi kroz namjenski sifon za paru do zajedničkog povratnog kolektora kondenzata.
Fizička integracija u jedan okvir pojednostavljuje instalaciju-jedan sklop je postavljen u rezervoar umjesto tri odvojene jedinice. Hidraulično odvajanje omogućava nezavisnu kontrolu. PTFE materijal prilagođava razlike u toplinskom širenju između susjednih krugova koji rade pri različitim brzinama protoka pare.
Prednosti izolacije kvarova
Dizajn sa više-kola pruža operativnu prednost izvan kontrole temperature. Ako u jednom krugu dođe do curenja ili je potrebno održavanje, može se izolirati dok preostali krugovi nastavljaju grijati. Proizvodnja se može nastaviti sa smanjenim protokom umjesto da se potpuno zaustavi.
Za grijač s jednim-kružnim krugom, svaki kvar zaustavlja svo grijanje. Rezervoar se hladi. Proizvodnja se zaustavlja dok se popravka ne završi. Zonirani pristup pretvara katastrofalni kvar na jednoj-tački u upravljiv događaj djelomičnog-kapaciteta.
Rezime
PTFE izmjenjivači topline s više -krugova omogućavaju zonsku kontrolu temperature u velikim automatiziranim linijama za oblaganje PCB-a podjelom jednog dugačkog spremnika na neovisno grijane sekcije. Svaki krug reaguje na svoje lokalne uslove gubitka toplote, smanjujući varijaciju temperature između-do-kraja sa ±4,5 stepeni za jedan krug na ±0,7 stepeni za pet krugova.
Integrisani dizajn sa više-kola pojednostavljuje instalaciju, istovremeno pružajući hidrauličku nezavisnost za zonu{1}}specifičnu kontrolu. Izolacija kvara omogućava nastavak djelomičnog rada ako jedan krug zahtijeva održavanje.
Inženjerska analiza za konfiguraciju PTFE izmjenjivača topline sa više - krugova u specifičnim rasporedima linija za oplatu je dostupna nakon podnošenja dimenzija rezervoara, opterećenja grijanja, mjerenja ujednačenosti trenutne temperature i željene preciznosti upravljanja.
