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淺析凹版印刷機干燥裝置的優化設計
時間:2015-11-06   來源: 包裝前沿   閱讀:13137次

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凹版印刷機印刷包裝行業占有極其重要的地位,而干燥裝置的設計則是凹印技術的核心技術之一。干燥裝置的干燥效果是制約凹版印刷機速度及印刷質量的主要因素,并且是影響整機性能的關鍵,更是凹版印刷機設備制造商所急需突破的技術瓶頸。

凹版印刷機干燥裝置主要由熱風系統和干燥箱兩部分構成,熱風系統中的風機和加熱器是能源的動力部分,風機提供空氣流動所需要的動能、加熱器提供空氣所要達到指定溫度時需要的熱量,空氣先后通過風機和加熱器,具備一定的風速和印品干燥所需的溫度,并通過熱風系統的管路傳遞給干燥箱。干燥箱接收從熱風系統輸入的熱風,并通過風嘴使熱風以較高速度吹到料膜表面完成對印品的干燥,干燥后的廢氣通過排風管道,排到大氣或者進行熱能二次利用。在熱風的整個傳遞輸送過程中, 干燥系統的結構是否合理直接影響干燥效果的好壞,所以要提高干燥裝置的干燥效率,就必須從優化干燥裝置結構入手,盡量消除或減少熱風傳遞過程中影響能量輸送的結構設計,保證能量通過風嘴,最終有效均勻地傳遞到料膜表面,達到高效干燥的目的。

一、熱風系統管路布局的優化

將加熱器設置在進風機之后,干燥箱進風口之前,新風通過風機經加熱器加熱后直接進入干燥箱,縮短了傳遞路徑,減少了熱量損失;并且加熱器對風機吹出的較高速度的風進行減壓勻化,保證了熱風以較低速度平緩進入干燥箱,減小了熱風進入干燥箱的沖擊力,有效地減少了渦流等不利因素影響的動能傳遞,保證了干燥箱風嘴處較高的出風風速。優化后的熱風系統原理圖如圖1所示。

QQ截圖20150901154106.jpg

二、干燥箱進、出風口布局及風口尺寸的優化

設置干燥箱上部進風,下部排風。熱風上進下出,使熱風與印刷層實現逆向熱交換;且降低了烘箱出口處溶劑的相對濕度,有利于提高干燥效率,降低溶劑殘留。

加大干燥箱進出風口尺寸,進風口通風面積加大至常規印刷機干燥箱進風口的4倍左右,也就是將熱風進入干燥箱時的風速降為原來的1/4左右。由壓力和風速對應關系P=知,進入干燥箱的風壓降到了原有結構的1/16,大大改善了原有干燥箱進風口通風面積小,進風風速大,熱風以較高速度進入干燥箱撞擊迎風面,反彈后與后進入的熱風形成渦流的不利因素,消除了熱風自身的能量內耗,保證了能量有效的傳遞。

三、干燥箱靜壓腔及風嘴風道在幅寬方向設計一定的斜度

在干燥箱進風側靜壓腔及風嘴風道寬,在操作側(進風側遠端)靜壓腔及風嘴風道窄,減小了熱風進入靜壓腔及風嘴風道后幅寬方向的動壓差,進而提高了風嘴出風風速在幅寬方向的均勻性,能夠有效提高印品的印刷質量,具體結構如圖2所示:

QQ截圖20150901154116.jpg

四、改進干燥箱回風管路設計

干燥箱回風管路由相鄰風嘴及風嘴之間的擋板組成,擋板上下靠近風嘴的部分均勻布置細長孔作為回風口,熱風經風嘴吹到料膜表面,與料膜充分熱交換后由回風口進入回風管路最終經排風管路排出。與傳統干燥箱靠內膽中部及內膽與干燥箱四周的空檔回風相比較,其回風更加均勻穩定,改善了熱風與料膜熱交換不充分和不均勻的現象,具體結構如圖3所示:

QQ截圖20150901154127.jpg

以上幾點是凹版印刷機干燥裝置改進的主要部分,其余改進之處還有很多,比如:改進風嘴的設計和制作工藝可以使風嘴出風風速更加均勻、合理設計計算風管尺寸可以降低熱風傳送的壓力損失和散熱耗能、合理配置風機功率和加熱功率可以降低能耗過剩等。

五、結語

針對以上改進措施,我們在終端平臺對其進行了性能驗證實驗。通過測試,新的干燥裝置風嘴出風風速比原有干燥裝置提升70%以上,幅寬方向風嘴風速均勻度控制在了±1m/s之內,散熱損失比原有裝置降低30%左右,很好地滿足了高速印刷的干燥要求,為凹版印刷機整機性能的提升奠定了一定的基礎。

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