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CINOVA高速卫星式柔版印刷机热风系统的节能技术
发布时间:2020-06-19 | 浏览:23次 【关闭此页

       航天葡京娱乐场网站手机版产品涉及到软包装行业和精密涂覆行业所使用的的凹版印刷机、复合印刷机、柔版印刷机和精密涂覆设备都耗用大量的热空气对产品进行干燥,热风干燥能力是衡量印刷机技术水平的一个重要指标,科学合理的热风设计直接关系到印刷速度与印刷质量。所谓印刷干燥即风机带来热风与承印物表面接触带走承印物表面的溶剂,达到干燥效果。合理布置风嘴和合理地控制风速直接关系着干燥效果的好坏,印刷速度越高,需要的风速就越高、风嘴数量也越多。
       CINOVA为西安航天葡京娱乐场网站手机版公司最新研制的新一代高速卫星式柔版印刷机,是专门针对软包装行业研发生产的高端机型。它的印刷速度为400m/min,风嘴出口的风速至少要达到50m/s才能满足烘干要求。
       葡京娱乐场网站手机版公司针对传统印刷中热风能耗高、效率差的现状,结合公司在柔版印刷机中多年的经验积累,开发出先进的新型热风系统,并将其应用于到CINOVA高速柔印机中。


一、分风管的研究及设计


       航天葡京娱乐场网站手机版在新热风系统设计时,摒弃了以往常见的风道设计方案,采用有限元设计,建模测试烘箱干燥能力,达到能耗和干燥效果的最佳匹配。

       深入分析以前的色间热风结构,通过建模分析其中存在的弊端。如图1所示旧结构,对于分风管风阻计算,应用以下摩擦公式:

       局部风阻:根据管道管径尺寸和结构变化的情况,风阻和风速的平方成正比,计算分风管风压损失。

图1  旧热风管道                                                        图2  旧热风管模型

       从模拟图可以看出,在853Pa时,在软连接处风速和风压损失最大。造成在色间风箱3处风速无法达到印刷干燥的效果。

       因此,我们对热风设计方案进行了优化:分析风阻受损点,进行管道二维图设计,再进行压损管径平衡计算,根据压降情况优化管网路径,如图3所示。

图3  优化热风管道

       根据以上分析,我们对风管进行优化,如图4所示。设计出风阻最小的管路模型,如图5所示,并在全压力情况下对模型进行测试,如图6所示。通过优化管道,减小风阻,改善了热风流经管网的特性,增加风嘴风速,同时降低了风机功率。
       色间干燥料路距离短,需要在直径1.6m的中心辊筒周围分布7个色间干燥箱,且不能与印刷的主要部件干扰。通过合理分布分风管的管路,平滑过度每个进出口,降低局部风阻,最终优化图和仿真图如7所示。图中不同颜色代表不同风速区域,从图中可以看出热风从主风管到进入每个分风管,每个出风口速度基本一样,达到干燥要求。        

图4  风阻受阻点

图5  新型色间风管

全压测试

风速和迹线测试

       根据模拟的结果,最终设计的印刷部分风管实物如图8所示。

图8  经过测试后分风管结构



二、色间热风的建模与分析

       在色组间的干燥箱和主烘箱中,航天葡京娱乐场网站手机版根据多年经验和长期试验结果,采用风刀式风嘴,如图9所示。当高压高速吹进风槽时,引起风洞效应,增强风速,高速热风从两个风嘴吹出,气流量是进气量的20~50倍,因而形成高速、大流量气流进行干燥。测试结果如图10所示。在色组间干燥箱的出风口现场测试,结果显示风速相差较小,符合预期要求。

图9  风刀式风嘴

图10  色间风箱迹线测试

       给色组间的风箱做风速风压测试,根据分风管端头风速测试结果,引入色间风箱建模分析,在设计色间风箱结构时,根据渐变流最小风阻原则,同时考虑设备色间装配结构,建立小风阻风道模型。为满足回风问题,增加负压设计,使得风从风嘴出来后,85%~91%的流量可以回到风箱。
       经过理论测试,风嘴出口不同位置的风速可以达到47~50m/s,现场实际测得不同位置风速达到49~52m/s,风速达到印刷要求。


、热风系统的技术优势

1、二次回风结构
      热风系统中有一个二次回风结构,作用是回用排出的废弃热能,在印刷物残留溶剂不超标的前提下,尽量加大二次回风以降低印刷机的加热成本,而此种方法也恰好实现了减风增浓的目的。当进风管、回风管、排废管风量调节适当时,就能产生很好的节能和增浓效果,便于后期的废气处理。
2、气体浓度检测
       在主烘箱部和印刷单元部都装有气体浓度报警检测装置,当废气中危险气体浓度到达设定的值后,仪器会自动报警,通过自动加大排风量使气体的浓度达到安全范围,防止安全事故的发生。
3、分区精确控制
      主烘箱有三组热风源,可以分组精确控制风速和温度。合理地调整每组热风的风速,可以调整烘箱内部的压力,避免了进出料口风速不均匀而引起的料膜抖动、跑偏等问题。在烘箱风嘴设计时,排风量稍大于进风量,使烘箱形成微负压,同时改变进出料口风刀的方向,防止在风力冲击下冲出进出料口。
4、静音风机
      采用消音棉对风机进行分区隔离,主要把印刷部分、热风部分、天桥烘箱部分风机用防锈性能好的铝合金材料做成密封包厢形式。机身装有吸音材料,采用新风管路设计,可以有效抑制安装后产生的侧面噪音,实物如图11所示。

图11 静音风机











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