مشکل تانک بلند
یک خط آبکاری PCB خودکار از مخازنی به طول 6 متر برای پردازش حجم بالایی از پانل ها استفاده می کند. یک بخاری غوطه ور در یک انتهای مخزن، شیب دمایی 5-8 درجه را از سر تا انتهای مخزن ایجاد می کند. پانل ها سریعتر وارد صفحه منطقه داغ می شوند. پانل ها در انتهای سرد با ضخامت نامناسب ظاهر می شوند. تنوع کیفیت غیر قابل قبول است.
راه حل، کنترل دمای منطقه ای است: تقسیم مخزن به چندین منطقه گرمایش، که هر کدام دارای مدار مبدل حرارتی PTFE مستقل و سنسور دمای اختصاصی است. هر منطقه به شرایط حرارتی محلی خود پاسخ می دهد. اثر جمعی دمای یکنواخت در کل طول مخزن است.
مبدلهای حرارتی PTFE چند مداری این منطقهبندی را در یک مجموعه یکپارچه، با اتصالات منبع بخار و برگشت میعانات جداگانه برای هر مدار، فعال میکنند.
تغییرات بار حرارتی در سراسر مناطق
تلفات حرارتی در یک مخزن آبکاری طولانی یکنواخت نیست. انتهای مخزن به دلیل مساحت دیواره بیشتر نسبت به حجم، گرمای بیشتری نسبت به مرکز از دست می دهد. ورود قطعه کار در یک انتها جرم سردی را وارد می کند که گرما را به صورت موضعی جذب می کند. تهویه خروجی در مکانهای خاص، خنکسازی تبخیری را تسریع میکند.
یک مدار گرمایش منفرد با یک سنسور دما میانگین این تغییرات را نشان می دهد. سنسور که معمولاً در نقطه میانی قرار می گیرد، گرمای ورودی را بر اساس دمای میانه{1} مخزن کنترل می کند. انتهای آن، از دست دادن گرمای بیشتر، خنک تر می شود. نتیجه یک نمایه دمای سهموی-در مرکز گرم، در انتها سرد است.
منطقهبندی چند مداری، حسگرهای دما را در هر منطقه قرار میدهد. مناطق انتهایی که تلفات حرارتی بیشتری را تجربه می کنند، جریان بخار بیشتری را دریافت می کنند. منطقه مرکزی، با تلفات کمتر، کمتر دریافت می کند. هر مدار به طور مستقل از طریق شیر کنترل و تله بخار خود عمل می کند.
جدول 1: یکنواختی دمای مدار یک-در مقابل چند مدار-(مخزن آبکاری مسی 6 متری PCB، نقطه تنظیم 55 درجه)
| پارامتر | تک مدار | سه مدار | پنج مدار |
|---|---|---|---|
| تعداد مناطق کنترل دما | 1 | 3 | 5 |
| سنسورهای دما | 1 (نقطه میانی) | 3 (پایان، مرکز، پایان) | 5 (با فاصله مساوی) |
| حداکثر انحراف دما (درجه) | ±4.5 | ±1.5 | ±0.7 |
| محدوده دمای پایان-تا-پایان (درجه) | 9 | 3 | 1.4 |
| پاسخ به ورود قطعه کار در یک انتها | کل مخزن خنک می شود. بهبودی آهسته | منطقه ورودی به شدت گرم می شود. بقیه پایدار | پاسخ محلی دقیق |
| مصرف بخار | بالاتر (گرمای بیش از حد مرکز به انتهای گرم) | بهینه شده در هر منطقه | بهینه شده در هر منطقه |
| کنترل ثبات | متوسط (وقفه بین ورودی گرما و سنسور) | خوب | عالی |
طراحی PTFE چند مدار-
یک مبدل حرارتی PTFE چند مداره، چندین بسته لوله مستقل را در یک قاب پشتیبانی یکپارچه می کند. هر مدار دارای هدر ورودی بخار و هدر خروجی میعانات مخصوص به خود است. مدارها از نظر فیزیکی مجاور هستند اما از نظر هیدرولیکی مجزا هستند.
برای یک مخزن 6 متری با سه منطقه، مبدل PTFE ممکن است شامل سه مدار با سطح مساوی باشد که هر یک از یک بخش مخزن 2 متری را پوشش می دهد. منیفولد تامین بخار، بخار را به سه شیر کنترلی توزیع می کند که هر کدام به کنترل کننده دمای منطقه خود پاسخ می دهند. میعانات از هر مدار از طریق یک تله بخار اختصاصی به یک سربرگ برگشتی معمولی میعانات تخلیه می شود.
ادغام فیزیکی در یک قاب واحد نصب را ساده می کند-به جای سه واحد مجزا، یک مجموعه در مخزن قرار می گیرد. جداسازی هیدرولیک امکان کنترل مستقل را فراهم می کند. مواد PTFE تفاوتهای انبساط حرارتی بین مدارهای مجاور که با نرخهای جریان بخار مختلف کار میکنند را در خود جای میدهد.
مزایای جداسازی شکست
طراحی چند مداری یک مزیت عملیاتی فراتر از کنترل دما ایجاد می کند. اگر یک مدار دچار نشتی شود یا نیاز به تعمیر و نگهداری داشته باشد، می توان آن را جدا کرد در حالی که مدارهای باقی مانده به گرمایش ادامه می دهند. ممکن است تولید به جای توقف کامل، با توان کاهش یافته ادامه یابد.
برای یک بخاری یک مدار-، هرگونه خرابی تمام گرمایش را متوقف میکند. مخزن خنک می شود. تولید تا پایان تعمیر متوقف می شود. رویکرد منطقهبندیشده، یک فاجعهبار یک-نقطهای را به یک رویداد با ظرفیت جزئی-قابل مدیریت تبدیل میکند.
خلاصه
مبدلهای حرارتی PTFE چند مداری، با تقسیم یک مخزن طولانی به بخشهایی که به طور مستقل گرم میشوند، کنترل دمای منطقهای را در خطوط بزرگ آبکاری PCB خودکار فعال میکنند. هر مدار به شرایط تلفات حرارتی محلی خود پاسخ می دهد و تغییرات دمای انتهایی-تا{3}}را از 4.5± درجه برای یک مدار به 0.7± درجه برای پنج مدار کاهش می دهد.
طراحی چند مداری یکپارچه، نصب را ساده میکند و در عین حال استقلال هیدرولیکی را برای کنترل خاص منطقه- فراهم میکند. در صورتی که یک مدار نیاز به تعمیر و نگهداری داشته باشد، جداسازی خرابی امکان ادامه عملیات جزئی را فراهم می کند.
تجزیه و تحلیل مهندسی برای پیکربندی مبدل حرارتی PTFE چند مداری در طرحبندیهای خطوط آبکاری خاص با ارائه ابعاد مخزن، وظیفه گرمایش، اندازهگیری یکنواختی دمای فعلی و دقت کنترل مورد نظر در دسترس است.
