-
Gerät zum Regeln der Bahntrocknung an Tiefdruckrotationsmaschinen
Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Regeln der Bahntrocknung an giefdruckrotationsmaschinen.
Die Trocknung der bedruckten Bahn erfolgt üblicherweise durch das Aufblasen von
Luft entweder unter Raumteml?eratur oder nach Aufheizung mittels Dampf oder elektrischen
Heizstäben. Man verwendet dabei Trockenhauben, deren Trockenleistung so ausgelegt
sein muß, daß beim Aufdrucken der nächsten Farbe im folgenden Druckwerk die Farbe
des vorangehenden Druckes trocken ist. Die dem Druckwerk nachgeordneten Papierleitorgane
dürfen keine Farbe auf tragen. Es kommt also darauf an, in kurzer Zeigt der bedruckten
Bahn das mit der Farbe vermischte leichtUlüchtige Lösungsmittel, im allgemeinen
Toluol, zu entziehen.
-
Dazu dient ein Umluftventilator, der innerhalb der Haube tuft auf
die bedruckte Papierbahn bläst. In einem über der Papierbahn angebrachten Trockenkasten
sitzen zahlreiche zum Aufblasen der luft dienende Düsen, zwischen denen die mit
dem Lösungsmittelgas beladene Luft sofort wieder abgesaugt wird. Das System ist
so ausgelegt, daß im Trocknungskasten ein geschlossenes Umluftsystem vorhanden ist,
welches durch einen Umluftventilator in ständiger starker Bewegung gehalten wird.
Der Ventilator ist zu diesem Zweck mit einem an die Blasdüsen angeschlossenen Druckteil
und einem an die dazwischenliegenden Absaugräume angeschlossenen Saugteil ausgerüstet.
Von dieser kreisenden Umluft wird nunständig ein Teilstrom abgezweigt und einer
Anlage zur Rückgewinnung des Lösungsmittels zugeführt. Der dabei erzeugte Unterdruck
vom Umluftsystem zur Raumluft bewirkt, daß das Trocknungssystem Luft aus der unmittelbaren
Umgebung des Druckzylinders ansaugt und somit ein unzulässiges Ansteigen des Toluolgehaltes
der Raumluft verhindert wird.
-
Nach den gesetzlichen Vorschriften darf der Arbeitsraum außerhalb
der Maschine einen l'oluolgehalt von 0,75 nicht überschreiten Außerdem darf der
'Doluolgehalt der Umluft im Trocknungskasten bzw. der Abluft zur Riickgewinnung
den
halben Wert (23 gr/m3) der Explosionsgrenze von 46 g/m) nicht überschreiten.
-
Um nun einerseits die Einhaltung dieser Sicherheitsvorschritten zu
gewährleisten, andererseits aber die Trocknungsleistung den steigenden; Druckgeschwindigkeiten
anzupassen, wurde die Luftleistung der Trockenhaben im Laufe der letzten Jahre immer
größer ausgelegt, um auch bei höheren Produktionsgeschwindigkeiten eine einwandfreie
Trocknung zu gewährleisten. Dabei hatte der Konstrukteur die Umluftmenge so zu bemessen,
daß auch von schweren tiefgeätsten Formen mit hohen Farb- und Lösungsmittelmengen
bedruckte Bahnen noch einwandfrei getrocknet werden können.
-
Daraus ergab sich ein immer unwirtschaftlicher arbeitender Betrieb
mit erhöhtem Energieaufwand, weil höhere Trocknerleistung eine höhere Ventilatorleistung
e-rforderlich macht.
-
Die Praxis zeigt, daß die Raumluft nur dann einen geringeren Toluolanteil
als 0,75 g/m3 aufweist, wenn mindestens 30 00 der vom Ventilator geförderten Umluftmenge
der Rückgewinnung zugeführt wird. Hinzu kommt, daß der Toluolanfall während des
Trocknungsprozesses bei verschiedenen Druckwerken sehr unterschiedlich sein kann.
Je nach Ätztiefe, Größe der Druckfläche und der verwendeten Farbe (gelb hat
den
mehrfachen Toluolgehalt wie schwarz) kann er zwischen 3 g/m3 und 20 g/m3 schwanken.
Der über längere Zeit gemessene mittlere Toluolgehalt der Abluft (alle Druckwerke
sind an eine Sammelleitung angeschlossen) beträgt daher ungefähr 8 - 10 g/m3.
-
Dies bedeutet daß einerseits ein zu großer Energieaufwand bei leichten
Formen und kleinen Flächen getrieben wird, während bei besonders großflächigen und
tiefen Formen keine Gewähr dafür besteht, daß die höchstzulässige Grenze an Toluolgehalt
von 23 g/m3 nicht überschritten wird. Auch ist bei zu niedrigem Toluolgehalt des
zur Rückgewinnungsanlage abgeführten Teilstromes auch die Arbeitaweie aer Anlage
nicht optimal ausgelastet.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Mängel zu beseitigen und eine
Trockeneinrichtung zu schaffen, die sowohl an der Trocknungsstelle selbst als auch
bei der Rückgewinnung stets wirtschaftlich unter optimalen Bedingungen kostensparend
arbeitet; die außerdem unter den verschiedenen wechselnden Bedingungen der Druckwerke
ein sicheres Trocknen der Papierbahn mit geringst möglichem Aufwand sicherstellt;
und die die gesetzlichen Vorschriften bzgl. Reinhaltung der Arbeitsluft (Höchstgrenze
0,75 g Toluol/mS) und der Einhaltung
einer explosionssicheren Toluolkonzentration
im Innern der Trockeneinrichtungen (Höchstgrenze 23 g/m3) mit Sicherheit automatisch
erfüllt.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Gerät zum Regeln der Bahntrocknung an
Tiefdruckrotationsmaschinen mit einer Druckwerktrockenhaube, durch welche ein Umluftventilator
einen luftstrom bläst, von dem ständig ein Teilstrom abgezweigt und einer Anlage
zur Rückgewinnung des Lösungsmittels zugeführt wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die Fördermenge des Umluftventilators über einen Meßumwandler unter Steuerung
durch ein Fechtigkeitsabtastgerät verstellbar ist, welches den rocknungszustand
der die Trockenhaube verlassenden Papierbahn mißt und in einem 1. Regelkreis "Umluftmenge"
gem. den festgestellten Abweichungen vom Trocknungs-Soll-Wert den Gang des Ventilators
beeinflußt, und daß auch die Absaugmenge des aus der Umluftmenge abgezweigten, zur
Rückgewinnungsanlage geführten Deil-Luftstromes durch Drosselklappenverstellung
regelbar ist, und zwar sowohl mit Hilfe eines mit den vorgegebenen Werten (Kennlinie)
der betreffenden Haubentype beschickten Vergleichsgerätes, welches die Mindestmenge
des abgezwigten Teil-Luftstromes in einem 2. Regelkreis Zuluftmengenhaltung" mittels
Verstärker in einem der Haubentype entsprechendem Verhältnis zur Umluftmenge hält,
als auch mit Hilfe eines
Gasmeßgerätes, welches oberhalb der genannten
Mindestmenge die im abgezweigten Teil-Luftstrom enthaltene Menge des lösungsmittelgases
bestimmt und in einem 3. Rgelkreis "Gaskonzentrationsregelung" mittels eines Meßumwandlers
diese Gasanteile unter einem vorgegebenen Höchstwert hält.
-
Bei Maschinen mit mehreren Druckwerken (Mehrfarbendruck) besitzt zweckmäßig
jedes Druckwerk einen Satz der genannten Meß- und Vergleichsgeräte, und ein Zeitschaltwerk
schließt in gleichbleibenden Zeitintervallen ein Druckwerk nach dem andern an die
Regelkreise zur uberprüfung und evtl.
-
notwendigen selbsttätigen Einregelung der Umluft- und Zuluftmenge
sowie der Gaskonzentration an die verschiedenen Druckwerke an.
-
Der Erfolg dieser Maßnahmen ist eine wesentliche Verminderung der
Energiekosten bezogen auf die benötigte Trockenleistung; selbsttätige Einhaltung
der vorgeschriebenen Grenzen für Raumluft und für Explosionssicherheit und volle
optimale Auslastung der Rückgewinnungsanlagen sowie sehr erhebliche Einsparung der
an den Druckwerken gebrauchten Trockenluft.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen
beschrieben:
Die Figur 1 zeigt eine mit den erforderlichen Luftführungswegen ausgerüstete Trockenhaube,
und Figur 2 ein Schema der zur Uberwachung und Einregelung der Trockenluft dienenden
zugehörigen Regelkreise und ihrer Arbeitsweise.
-
Die in Figur 1 gezeigte Druckwerkstrockenhaube umgibt eine innere
Papierleitwalze 20, um die das von links unten am Pfeil 21 vom Druckwerk kommende
bedruckte Papier P geführt ist. Zwischen der Außenwand 22 der Haube und der bedruckten
Fläche der an Führungsrollen 23 entlanglaufenden Papierbahn ist der bekannte Trocknungekasten
24 angebracht, welcher sowohl die Luft-Zutrittsdüsen als auch die danebenliegenden
Luft-Abführkanäle enthält. Für den ständigen Umlauf dieser Trockenluftmenge sorgt
der mit Blas- und mit Saugöffnungen versehene Umluftventilator 6, der über eine
Riemenscheibe von einem elektrischen Antriebsmotor 7 angetrieben wird.
-
Ein Teil der Umluft wird ständig bei 25 abgesaugt, und der dadurch
entstehende Unterdruck im Umluftkreislauf gleicht sich aus durch Ansaugen von Raumluft
am offenen Haubenende bei den Pfeilen 26.
-
Diese bis hier bekannte Anordnung wird nun ergänzt durch
drei
Regelkreise. Die in diesen erfolgende elektrische Regelung hat den Zweck, eine mit
Illustrierten-Tiefdruckfarben bedruckte Papierbahn durch die leistungsmäßig geringste
Aufwendung einer lufttrocknung sowie Absaugung der entstehenden Gase bei gutem Trocknungszustand
zu erreichen.
-
Die drei Regelkreise regeln drei Größen, die wieder voneinander abhängig
sind. Im einzelnen ist die Wirkungsweise wie folgt: 1. Regelkreis:"Umluftmenge".
-
Da je nach Farbe und Farbmenge zum Trocknen eine mehr oder weniger
hohe Umluftmenge gebraucht wird, so ist an der Trockenhaube jedes Druckwerks ein
Feuchtigkeitsabtastgerät 1 angebracht, welches den Trocknungszustand der am Pfeil
27 aus der Haube herauskommenden Papierbahn mißt und über einen Meßwertwandler 2
Impulse an einen Verstärker 3 gibt, wenn der gewünschte Trockenzustand bei der Messung
vom Sollwert abweicht. Der Verstärker schaltet einen Stellmotor 4 ein, der ein Regelgetriebe
5 verstellt, das zwischen dem Umluftventilator 6 und seinem Antriebsmotor eingebaut
ist.
-
Die Absaugung bei 25 erfolgt nicht nur für die Abführung der am Druckwerk
anfallenden Gase, sondern auch für die Sicherheit, damit die Umluft nicht über die
Papierbahn entweichen
kann. Der entstehende Unterdruck bewirkt,
daß Frischraumluft über die Papierbahn eingesogen wird (Zuluft).
-
Im Verhältnis zur Umluftgeschwindigkeit muß also immer eine entsprechende
Nindestabsaugung vorhanden sein.
-
2. Regelkreis: '1Zuluftmengenhaltung", Die der Zulu-ftmenge stets
gleiche Absaugluftmenge muß bei jeder Trockenhaubentype in einem bestimmten Verhältnis
zur Umluftmenge stehen, damit bei allen Haubenöffnungen immer neue luft zuströmt
und keine gasangereicherte Umluft in den Arbeitsraum entweicht. Dieses Verhältnis
muß bei jeder Haubenausführung labormäßig ermittelt und in einer Kennlinie festgehalten
werden. Die ermittelten Werte werden jeweils in die Vergleichsgeräte der betreffenden
Haubentypen eingegeben.
-
Das Vergleichsgerät 8 prüft das feste Verhältnis zwischen Absaugluft
und Umluft (Stellungsüberwachung 9 und 10) auf den jeweiligen Bereich der Kennlinie
und sorgt durch entsprechende elektrische Impulse auf den Verstärker 13 dafür, d-aß
der Mindestwert des abgezweigten Teil-Luftstromes (also auch der ihm gleichen Zuluftmenge)
nicht unterschritten wird. Damit ist dann die untere Grenze des möglichen Regelbereiches
gegeben, den auch der nun folgende 3. Regelkreis
nicht unterschreiten
kann.
-
3. Regelkreis: "Gaskonzentrationsregelung".
-
Je nach Gas anreicherung der Umluft - durch die Abhängigkeit der Farbmenge
und der Druckgeschwindigkeit - muß die Absaugleistung an jedem Druckwerk größer
oderkleiner werden.
-
Zu diesem Zweck stellt ein Gasmeßgerät 11 die Gasanteile in der Absaugung
fest. Übersteigt der Anteil an Gas die zulässige Menge, also z.B. 23 g Toluol/m3,
so wird über Meßwertumwandlungsgerät 12 ein elektrischer Impuls an den Verstärker
13 gegeben, der die Klappenverstellung 17 für die Regelklappe 27 betätigt. Die Abluft.wird
dadurch erhöht und der gewünschte Wert wieder hergestellt. Werden umgekehrt die
Gasanteile geringer, so wird die Luft über den gleichen Weg gedrosselt und dadurch
die Wirtschaftlichkeit des Betriebes wieder hergestellt.
-
Das kann jedoch nur bis zur unteren Einstellgrenze gehen.
-
Denn würde diese Grenze - allein vom Standpunkt eines besondersstark
fallenden Toluol-Gehaltes - an sich durch weitere Schließung der Klappe 27 unterschritten
werden können, so wird dies durch den genannten 2. Regelkreis verhindert.
-
Denn dieser legt in Abhängigkeit von der Haubentype die untere
Grenze
der Klappenstellung allein vom Standpunkt der Reinhaltung der Arbeitsraumluft bindend
fest. Steigt der Toluolgehalt wieder, so tritt oberhalb der durch den Regelkreis
2 festgelegten Grenze eine Regelung nur in Abhängigkreit von den Werten des Gasmeßgerätes
ein.
-
Bei Anlauf des Druckwerkes wird mit maximalen luftwerten gearbeitet.
Erst bei Erreichen einer durch den Regler 14 bestimmten Drehzahl wird über ein Schaltgerät
15 die gesamte Regelung eingeschaltet. Beim Abbremsen des Druckwerks wird bei derselben
Drehzahl wieder auf maximale Werte hochgeregelt.
-
Das Netzgerät 16 sorgt für stabilisierte Steuerspannung der Elektronikgeräte.
-
Die eingereglten Werte eines Druckwerks werden sich bei gleichbleibender
Geschwindigkeit der Papierbahn kaum ändern.
-
Dadurch wird es möglich, eine Regeleinheit nicht nur für ein Druckwerk,
sondern für die gesamte Druckmaschine mit ca. fünf bis acht Druckwerken zu verwenden.
Ein Zeitschaltwerk schaltet in gleichbleibenden Zeitintervallen ein Druckwerk nach
dem andern an den Regelkreis zur üterprüfung und evlt. notwendigen Einregelung.
Die Meßgeräte 1, 9, 10 und 11
werden dabei an jedem Druckwerk gebraucht.
Jedes Druckwerk wird auf diese Weise ständig überwacht und auf die ihm gemäßen Werte
bzgl. Umluftmenge, Absaugluftmenge zur Doluolrückgewinnung und wirtschaftlich tragbaren
Gasanteil der abgesaugten luft einreguliert und festgehalten.
-
Patentansprüche: