Problém dlhých nádrží
Automatizovaná linka na pokovovanie DPS využíva na spracovanie veľkých objemov panelov nádrže s dĺžkou 6 metrov. Jediný ponorný ohrievač na jednom konci nádrže by vytvoril teplotný gradient 5-8 stupňov od konca po koniec. Panely vstupujú na platňu horúcej zóny rýchlejšie. Panely na studenom konci vystupujú s nedostatočnou hrúbkou. Rozdiely v kvalite sú neprijateľné.
Riešením je zónová regulácia teploty: rozdelenie nádrže na viacero vykurovacích zón, každá s nezávislým okruhom PTFE výmenníka tepla a vyhradeným teplotným snímačom. Každá zóna reaguje na svoje miestne tepelné podmienky. Spoločným efektom je rovnomerná teplota po celej dĺžke nádrže.
Viac{0}}okruhové výmenníky tepla z PTFE umožňujú toto zónovanie v jedinej integrovanej zostave so samostatným pripojením prívodu pary a spätného vedenia kondenzátu pre každý okruh.
Zmeny tepelného zaťaženia v zónach
Tepelné straty nie sú rovnomerné v celej dlhej pokovovacej nádrži. Konce nádrže strácajú viac tepla ako stred v dôsledku väčšej plochy povrchu steny vzhľadom na objem. Vstup obrobku na jednom konci zavádza studenú hmotu, ktorá lokálne absorbuje teplo. Výfukové vetranie na špecifických miestach urýchľuje chladenie odparovaním.
Jediný vykurovací okruh s jedným snímačom teploty spriemeruje tieto odchýlky. Senzor, ktorý je zvyčajne umiestnený v strede, riadi vstup tepla na základe strednej-teploty nádrže. Konce, ktoré strácajú viac tepla, bežia chladnejšie. Výsledkom je parabolický teplotný profil-teplý v strede a chladný na koncoch.
Viac{0}}okruhové zónovanie umiestňuje teplotné senzory do každej zóny. Koncové zóny, kde dochádza k vyšším tepelným stratám, prijímajú väčší prietok pary. Stredová zóna s nižšími stratami dostáva menej. Každý okruh pracuje nezávisle cez vlastný regulačný ventil a odvádzač kondenzátu.
Tabuľka 1: Rovnomernosť teplôt s jedným-okruhom vs. s viacerými-okruhmi (6 m nádrž na pokovovanie PCB pomedením, nastavená hodnota 55 stupňov)
| Parameter | Jeden okruh | Tri okruhy | Päť okruhov |
|---|---|---|---|
| Počet zón regulácie teploty | 1 | 3 | 5 |
| Snímače teploty | 1 (stred) | 3 (koniec, stred, koniec) | 5 (rovnomerne rozmiestnené) |
| Maximálna odchýlka teploty (stupeň) | ±4.5 | ±1.5 | ±0.7 |
| Koniec-do-koncového teplotného rozsahu (stupeň) | 9 | 3 | 1.4 |
| Reakcia na vstup obrobku na jednom konci | Celá nádrž sa ochladí; pomalé zotavovanie | Vstupná zóna sa agresívne zahrieva; ostatné stabilné | Presná lokálna odozva |
| Spotreba pary | Vyššie (prehrieva stred k teplým koncom) | Optimalizované podľa zóny | Optimalizované podľa zóny |
| Stabilita kontroly | Stredná (oneskorenie medzi vstupom tepla a snímačom) | Dobre | Výborne |
Viac{0}}obvodový dizajn PTFE
Viac{0}}okruhový PTFE výmenník tepla integruje niekoľko nezávislých zväzkov rúrok do jedného nosného rámu. Každý okruh má vlastný zberač na prívod pary a zberač na výstup kondenzátu. Obvody sú fyzicky susediace, ale hydraulicky oddelené.
Pre 6-metrovú nádrž s tromi zónami môže PTFE výmenník obsahovať tri okruhy s rovnakou plochou, z ktorých každý pokrýva 2-metrovú časť nádrže. Rozdeľovač prívodu pary distribuuje paru do troch regulačných ventilov, z ktorých každý reaguje na regulátor teploty svojej zóny. Kondenzát z každého okruhu odteká cez špeciálny odvádzač kondenzátu do spoločného zberača kondenzátu.
Fyzická integrácia do jedného rámu zjednodušuje inštaláciu-jedna zostava je umiestnená v nádrži namiesto troch samostatných jednotiek. Hydraulické oddelenie umožňuje nezávislé ovládanie. Materiál PTFE sa prispôsobuje teplotným rozdielom medzi susednými okruhmi pracujúcimi pri rôznych prietokoch pary.
Výhody izolácie porúch
Viac{0}}okruhový dizajn poskytuje prevádzkovú výhodu nad rámec regulácie teploty. Ak jeden okruh uniká alebo si vyžaduje údržbu, môže byť izolovaný, zatiaľ čo ostatné okruhy pokračujú v ohrievaní. Výroba môže pokračovať pri zníženom výkone a nie úplne zastaviť.
V prípade jedného-ohrievača sa pri akejkoľvek poruche zastaví celé vykurovanie. Nádrž sa ochladí. Výroba sa zastaví až do dokončenia opravy. Zónový prístup premieňa katastrofické jedno-bodové zlyhanie na zvládnuteľnú čiastočnú-kapacitnú udalosť.
Zhrnutie
Viac{0}}okruhové PTFE výmenníky tepla umožňujú zónovú reguláciu teploty vo veľkých automatizovaných linkách na pokovovanie PCB rozdelením jednej dlhej nádrže na nezávisle vyhrievané sekcie. Každý okruh reaguje na svoje miestne podmienky tepelnej straty, čím sa znižuje koncová-k-odchýlka teploty od ±4,5 stupňa pre jeden okruh po ±0,7 stupňa pre päť okruhov.
Integrovaný viac{0}}okruhový dizajn zjednodušuje inštaláciu a zároveň poskytuje hydraulickú nezávislosť pre zónové{1}}špecifické ovládanie. Izolácia porúch umožňuje nepretržitú čiastočnú prevádzku, ak si jeden okruh vyžaduje údržbu.
Technická analýza pre konfiguráciu viacokruhového PTFE výmenníka tepla v špecifických usporiadaniach pokovovacej linky je k dispozícii po predložení rozmerov nádrže, výkonu ohrevu, meraní rovnomernosti aktuálnej teploty a požadovanej presnosti riadenia.
