CN102310626A - 具有一个或多个干燥器的单张纸处理机器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及单张纸印刷机(1)，具有一个或多个干燥器(10a，b；11a-d；21；31)、用于所述干燥器的空气供入装置、至少一个用于变热的废气的空气排出装置(13；14)以及用于将温的干燥器废气混入到干燥器进气中的混合装置(29a，b；39a，b)。本发明的特征在于，设置控制或调整装置(28；38)，所述控制或调整装置借助于测量参量或设定值控制或调整干燥器废气向干燥器进气混入的程度，所述测量参量或设定值与所述废气的湿度有关。

Description

具有一个或多个干燥器的单张纸处理机器

技术领域

本发明涉及用于干燥单张纸处理机中的经印刷的和/或上了亮油的页张的方法以及单张纸处理机，特别是单张纸印刷机，具有一个或多个干燥器、用于所述干燥器的空气供入装置、至少一个用于变热的废气的空气排出装置以及用于将温的干燥器废气混入到干燥器进气中的混合装置。 

背景技术

这种单张纸处理机本身是公知的。随着能源价格的升高，越来越重要的是优化印刷机的能量消耗并且特别是在干燥器的区域中(该区域具有比机器的其余部件高的能量消耗)找到再利用在干燥器中加热的废气或含在废气中的热的措施。例如由DE 102004048857公开的是，将来自单张纸胶版印刷机的一个部件的温废气与来自印刷机的另一部件的进气混合并且供应给该印刷机中的干燥器。其他建议的目标是，通过热交换器加热干燥器进气，所述热交换器由印刷机的废热驱动，对此也理解为温的干燥器废气。例如在EP 2 047 991 A2、DE 10 2005 042 956 A1或WO 01/68223 A1中描述了这样的解决方案。 

此外，由EP 1 319 506 B1也公开的是，设置可运动的活门，利用所述活门控制干燥器中温空气的滞留时间，以便将所述温空气快速地置于最佳的运行温度。通过测量干燥器区域中的温度进行所述控制。 

所述公开的解决方案部分地与非常高的设备附加耗费相关，特别是在前述WO 01/68223 A1中描述的那个解决方案。尽管如此仍不能确保最佳地利用干燥器废气。 

发明内容

因此本发明的任务在于，对于单张纸处理机设置这样的装置，利用所述装置能够以简单且成本低廉的方式对于干燥器能效的提高作出重大贡 献。根据权利要求1特征部分的特征，所述任务通过一种控制或调整装置解决，所述控制或调整装置借助于测量参量或设定值控制或调整干燥器废气向干燥器进气混入的程度，所述测量参量或设定值与所述废气的湿度有关。 

本发明以下述知识为出发点，仅仅进行温度测量不足以控制干燥器中的空气导向。相反，回输的温废气能被再次用于干燥湿页张的程度取决于所述废气已经以何种程度用水蒸汽饱和。因此本发明建议，将循环空气份额、即废气的回输至干燥器进气的部分或者换言之干燥器废气的混入程度根据所述废气的绝对湿度来控制或调整。为此可符合目的要求地使用一个或多个优选马达驱动的混合活门，所述混合活门迄今为止部分地已经存在，但是不具有马达驱动装置。 

控制干燥器废气的混入程度的所述控制或调整装置符合目的要求地附加地与用于测量干燥器废气的温度的传感器连接，因为通过同时测量温度和相对湿度可以确定含在废气中的水蒸汽的量。借助于相应的特征曲线控制和调整混合比，所述特征曲线可以存储在控制装置中。 

此外符合目的要求的可以是，设置附加的传感器，所述附加的传感器也测量干燥器进气的空气湿度和/或温度。因为输入的部分湿废气的量特别是当进气未经过滤地从印刷车间或周围环境取出时也取决于周围环境的空气湿度已经有多高。所述控制/调整并且从而干燥器废气的回输的循环空气份额被这样选择，使得能效高并且尽管如此使得干燥效果不会由于仍存在的水接收能力显著变差。干燥过程的效率例如在莫里亚图表中借助于所谓的边缘比例尺确定。 

混合装置中的混合活门无需无级地调节。所述混合活门能够以离散的级调节就足够，其中，控制或调整装置的输出信号可通过与固定地存储的阈值进行比较而作为具有梯形变化曲线或用于控制步进马达的脉冲形变化曲线的信号产生。 

按照本发明装备的单张纸处理机例如单张纸胶版印刷机可以具有不同类型的干燥器，其中，例如能够将一种干燥器的废气混入到另一类型的干燥器的进气中。但是以相同的方式也可以在相同类型的或同一干燥器中采取所述措施。 

另外的优点在能效方面给出，将干燥器废气的未回输的部分供应给机器中的另外的附加的能够有意义地利用所述废气的设备。在此例如可涉及一个或多个热交换器，干燥器废气的未直接供应给干燥器进气的部分通过所述热交换器引导。对于能效的这种改善通常需要附加的措施，其中，想要追求的效率的度或程度越高，则通常耗费就越多。在另一步骤中，例如一个热交换器可以在干燥器废气混入到干燥器进气之前优选在一个部位上加热干燥器进气。所述热交换器能够以所述未回输的废气运行或者也可以通过例如干燥器区域中的页张引导元件或印刷滚筒产生的废热驱动。然而利用所述未回输的干燥器废气也可以给所述单张纸处理机的其他区域供应过程热，例如可温度处理的压印滚筒，所述过程热用于使印刷页张在进入到相应的干燥器区域之前预加热，就像例如在DE102007056899 A1中描述的那样，在此将所述公开文献的内容完全纳入到本发明中。 

当干燥器废气的未回输的部分和干燥器进气分别通过两个热交换器引导时则所述干燥器废气被特别有效地利用，其中，在流动方向上的第一热交换器可以是简单的空气/空气热交换器，而在流动方向上的分别跟在后面的热交换器与压缩机连接，所述压缩机将这两个在流动方向上跟随的热交换器在干燥器进气和干燥器废气的区域中彼此连接。通过这种方式可以将例如喷吹到大自然中的废气直到周围环境空气的区域中被冷却，而内能同时按照热泵原理通过所述压缩机提高到一个温度水平上，从所述温度水平起通过所述加热送风调节器仅还需要非常少的电能以将空气置于对于干燥所需的温度上。所述压缩机由此承担所述加热送风调节器的任务，但是效率要高的多。同时，通过冷却湿热的干燥器废气使露点被低于，从而在此可以容易地设置用于除水和/或用于从干燥器废气中除去溶剂的装置。被这样除水和/或除去溶剂的废气于是可以一致地通过第二循环回路供应给进气或者得到没有排放的闭合系统。 

附图说明

由下面借助附图1至6对实施例的说明得出本发明的另外的优点。 

图1     示出串联结构方式的胶版印刷机， 

图2，3，6示出简化的机电框图， 

图4    示出一个莫里亚图表， 

图5    示出干燥度和总效率的对照图表。 

具体实施方式

图1示出一个串联结构方式的胶版印刷机1，其具有续纸器2(未被印刷的纸叠堆3位于所述续纸器中)、六个用于四种基本油墨和必要时两种另外的特种油墨的印刷单元8a至8f、第一上亮油单元9a、两个跟随在第一上亮油单元后面的干燥器单元10a和10b、第二上亮油单元9b以及具有页张收集叠堆6的收纸器5。在该收纸器5的链导向装置的区域中沿页张输送方向前后相继地设置四个另外的干燥器单元11a至11d。 

这种印刷机例如以名称Speedmaster XL105-6-LYYLX3由海德堡印刷机公司销售。 

进气被吹入到所述干燥器单元10a和10b中，所述进气接着通过加热送风调节器加热。在所述干燥器单元10a和10b上方示出具有风扇的废气通道12，所述风扇将湿热的废气从干燥器单元吸出并且通过未详细示出的管道系统从印刷车间引导至室外。 

印刷机1的收纸器5中的干燥器11a-11d以盒式插入件的方式构成。所述干燥器插入件可以是热空气干燥器、红外线干燥器、UV干燥器或所谓的组合式干燥器，所述组合式干燥器不仅用热空气而且用辐射能例如IR辐射作用于待干燥的页张。干燥器插入件11a-d的废气同样如图中所示的那样通过废气通道13引导至室外。 

在一个第一实施例中，现在借助于简化的机电框图详细阐述本发明：在图2中用21表示收纸器5中的干燥器插入件中的一个。通过风扇24a和加热送风调节器23给所述干燥器插入件供应热空气，其中，风扇24a在其转速方面可以由控制装置28根据干燥器21中的压力p来调节，压力传感器45a提供所述压力。此外，在风扇24a前面的进气通道中设置第一节流活门29a，确切地说在流动技术上在下述点M前面，在所述点上通过第二节流活门29b将干燥器21的变热的废气的一部分供入到进气中。在废气通道22中设置一个风扇24b，所述风扇的驱动器25b同样由所述控制装置28在驱动器转速方面根据废气通道中的第二压力传感器45b通知的压力p调节。 此外，在所述废气通道中在所述风扇24b后面设置传感器单元26a，所述传感器单元包含湿度传感器rF以及温度传感器T。这两个传感器的输出信号供应给所述控制装置28。在进气通道中在节流活门29a上游具有一个另外的组合式湿度和温度传感器26b，其同样与所述控制装置28连接。最后，所述控制装置28还获得IR热敏传感器27的输出信号，所述IR热敏传感器测量从所述干燥器输出的页张B的温度。所述控制装置28考虑该信号以便这样地调节所述加热送风调节器23的电加热功率，使得页张B不被过度加热。 

此外，所述调节装置28由组合式传感器26a中的湿度传感器rF和温度传感器T的信号确定废气还能接收水分的程度。在最简单的情况下这通过将测量到的湿度值与所储存的相应特定温度值下的湿度值相比较进行。然后根据比较结果可以由所述控制装置调节所述活门29a和29b并且从而改变在所述点M处混合地供应给所述风扇24a的进气和废气的混合比。如果附加于图2中所示地也分析处理第二组合式传感器26b的信号，即确定活门K1前面的进气的相对湿度rF和温度T的话，则得到调整策略的改良。在这种情况下所述控制装置将所述两个组合式传感器26a和b的测量值彼此进行比较并且按照下面阐述的调整测量调整所述节流活门29a和29b的状态： 

组合式红外/热空气干燥器具有四个设定值，所述设定值适于优化。 

1.红外辐射器的功率 

2.热空气的温度 

3.吹到页张上的空气量(喷吹空气) 

4.又导回到干燥器中的废气的份额(循环空气)。 

通常所述红外辐射器的功率和/或所述热空气温度被这样调整，使得实现预先设定的页张温度或叠堆温度。此外，喷吹空气量尽可能高地设定，但是至少恰好这样高，使得不会负面影响通过空气流的页张流。按照本发明，现在将循环空气份额从一预先设定值或标准值起这样地改变，使得每kg蒸发的溶剂(水)单位时间内采用的能量不超过预给定的值。所述值描述干燥过程的效率。以作业数据为前提，所述值可以通过计算机求得，其方式是，有意义地假设进入到计算中的物理参量，如接下来所阐述的那样。 为了蒸发一公斤水，在理想情况下需要约2500KJ。在单张纸胶版印刷机的理想的技术印刷过程中所述值常常比这高5-10倍。这与能量损失有关，但是特别是也由于用来进行干燥的空气团只能接收少量的水蒸汽，因为温暖的废气在一次碰到所述印刷页张之后被从所述过程取出并且通过新加热的空气代替。但是由喷吹空气速度和喷吹空气区域面积得出的高空气量对于在相对短的时间(在该时间内所述页张处于干燥器中)内良好地干燥分散漆是绝对必要的。但是吹入的空气的仅仅一小部分达到页张的表面并且仅仅该部分被用溶剂(水蒸汽)饱和。即，所述空气流的碰到页张导板或滚筒或另外的机器部件的部分不接收任何水分。与通过的页张的页张规格相关地，在很多情况下这会占到所采用的热空气量的一半或更多。 

现在，通过进气和废气的湿度测量方面的状态参量可以计算能量利用的效率。在几何方面或附图方面可理解的是，这例如在图4所示的莫里亚图表中通过那里用R表示的所谓的“边缘比例尺”实现。在莫里亚图的边缘比例尺中，蒸发焓例如以kJ/kg H₂O记录。通过使由测量值对T1(进气的温度)和X1(进气的相对湿度)构成的点与由测量值对T2(废气的温度)和废气的相对湿度X2构成的点通过一条直线连接并且在图表中给它们配置一条平行线(所述平行线与温度和绝对湿度的零点(0℃)相交)，获得对于所述干燥过程采用的值。所述直线在所述边缘比例尺上实现的所述值是干燥过程中采用的能量的量度并且给出已经利用了多少能量以将确定量的水从承印物中蒸发出来。当在相同或更低温度下所述废气中包含更多的水蒸汽时，也就是说当连接所述测量值的直线的斜率更小时，则所述过程效率更高。在传统干燥器的情况下，由所述测量值得到超过10000kJ/kg的蒸发焓，即远远超过2500kJ/kg水的理论蒸发焓的四倍。据此可以判断，在该部位上可进行何种程度的优化。 

为了确定蒸发焓，当然也可以代替莫里亚图表中所示的绘图做法地利用计算机通过相应的公式来确定蒸发焓并且在控制装置28中编程。 

但是现在不能通过将更多的废气混入到进气中来实现2500kJ/kg的理论值，因为混入到进气中的湿废气越多，待干燥的页张的干燥度就越小。所述关系在图5中示出。在那里在图表中左边的坐标上记录干燥度并且在右边记录干燥器的总效率，确切地说，这两者都取决于循环空气份额的百 分比。下边的曲线给出干燥度。所述曲线从循环空气份额为0％(即循环空气活门关闭)时的最佳值强烈单调递减地延伸到循环空气份额为100％(即循环空气活门完全打开)时的0值。相反，在其上方记录的总效率曲线具有最大值(在这里所述的实例中在循环空气活门开启约80％时)并且然后同样迅速降低到0(后者相应于循环空气活门完全打开的情况，即不再有任何空气从干燥器排出并且不再有任何新鲜空气输入，这虽然不消耗能量，但是也不再能干燥页张)。 

所述两个曲线的延伸走向取决于很多参数，其中，那里所示的支点一方面可由干燥器废气或进气中以及干燥后的页张上的湿度和温度测量确定，但另一方面也可以借助于印刷作业的参数来确定。所述特征曲线此外取决于页张规格、涂覆在页张上的亮油、组合式IR/热空气干燥器中的辐射器的红外功率、机器速度和经印刷的页张的覆层着色，以便仅仅提及几个最重要的参数。因此原则上也可以的是，代替前述湿度测量地由所述参数来确定所述效率和干燥度的特征曲线。操作人员于是知道，如通过60％的循环空气份额时的箭头所示地，干燥度会稍稍损失，但是为此干燥器的效率会提高约50％并且从而相应地降低电功率。 

但是控制装置28也可以针对不同的运行方式设置。对于不临界的印刷作业(在这些印刷作业中例如涂覆很少的亮油或者快速交联的亮油)，循环空气份额可以非常高(节能模式)。相反，在临界的印刷作业的情况下，操作人员将循环空气份额调节得低，也就是说，操作人员不再选择所述节能模式或者将节能模式降低一级或多级。此外，在所述控制装置中可以存放：在喷吹空气温度设定得较高时(例如在温度T大于70℃时)在循环空气中可以经过比在非常适当的空气温度例如T小于60℃时高的空气量份额。所述关系也可以从图4所示的莫里亚图表中推导出。 

一般来说，所述控制装置28也负责使干燥器的能效尽可能高，但是不能使干燥显著变差，其方式是，通过活门29a和29b形成的新鲜空气和废气的混合还具有足够高的水接收能力。 

图3的实施例与图2的实施例的区别基本上在于，在进气通道中设置附加的空气/水热交换器40，进气借助于另外的风扇34c穿过所述附加的空气/水热交换器。在其他方面，与图2相比，相同的部件用增加10的参考标 号表示并且在此不再次阐述。干燥器插入件31在此是所谓的组合式干燥器，不仅通过风扇34和加热送风调节器33向其供入热空气，而且该干燥器插入件此外包含四个红外加热辐射器31a，由所述红外加热辐射器辐射经过的页张B。用46表示冷却后的页张导板，页张B由这里未详细示出的经由输送链驱动的叼牙板条通过空气垫导向地无接触地被牵引越过所述页张导板。所述导板46在干燥器中不仅通过热空气而且通过IR辐射器31a至d加热，但是通过水冷却，所述水由泵41通过混合活门42与所述热交换器40连接。此外在进气中在所述热交换器40后面设置一个附加的温度传感器44，所述附加的温度传感器的信号也被输入给所述控制装置38。 

在通过了所述热交换器40之后，进气的绝对空气湿度不变，从而所述组合式传感器26b的用于进气的湿度值此外在此也适合于所述热交换器后面的进气。相反，在通过了热交换器40之后，温度改变，所述热交换器将节流活门39前面的进气提高到较高的水平上。相应地可降低用于加热送风调节器33的电能，因为进气已经以比在图2中实施例的情况下显著高的温度进入到该加热送风调节器33中。 

利用所述措施，可以将干燥器在全功率运行时(即在每小时16000张75×105规格的页张的机器速度的情况下)的典型地100kW的能量需求降低约20-30kW，其中，同样地约10-15kW落到废气的经调整的回输并且落到所述热交换器40的采用上。页张导板46或干燥器31区域中的页张导板被涂黑，以便通过这种方式改善页张导板表面的吸收特性并且提高附加的进气加热的效率。 

通过将待干燥的页张预加热(其方式是将过程热从废气传递给可温度处理的压印滚筒)或者通过将不回输的废气的热焓的一部分通过一个空气/空气热交换器传递给新鲜空气可以将干燥器功率进一步降低约10kW。这种情况在图6的简图中示出。图6的实施例在很多功能方面相应于图2的实施例。与图2相比，相同的部件设有增加了50的参考标号并且因此这里不再进行描述。 

但是与图2的区别在于，在废气通道中在风扇74b与测量点76a之间插入一个空气/空气热交换器80。这种热交换器例如由位于德国格拉德贝克的克林根堡的公司以名称PWT110销售。所述热交换器优选设置在印刷机 的侧壁之间并且能够以与干燥器11a-d(图1)类似的方式以插入件的形式构造，其例如出于清洁的目的可以被从机器侧壁中的相应开口中取出。 

供应给节流活门79的新鲜空气在通过所述测量点76b之后同样被引导通过热交换器80并且在那里接收含在废气中的大部分热。如上所述，所述加热送风调节器73必须提供的加热功率相应地更低。 

参考标号清单 

1               印刷机 

2               续纸器/风扇 

3               纸叠堆 

5               收纸器 

6               页张收集叠堆 

8a-f            印刷装置 

9a，b           上亮油单元 

10a，b          干燥器单元 

11a-d           干燥器单元 

12              废气通道 

13              废气通道 

21，71          干燥器插入件 

22，72          废气通道 

23，73          加热送风调节器 

24a，b；74a，b  风扇 

25a，b；75a，b  风扇的驱动器 

26a，b；76a；b  传感器单元 

27，77          红外传感器 

28，78          调整装置/控制装置 

29a，b；79a，b  节流活门 

31              干燥器插入件 

31a-d           红外加热辐射器 

32              废气通道 

33              加热送风调节器 

34a，b，c       风扇 

35a，b，c       驱动器 

36a，b          传感器单元 

37              红外传感器 

38              调整装置 

39a，b          节流活门 

40              空气/水热交换器 

41              泵 

42              混合活门 

44              温度传感器 

45a，b；95a，b  压力测量点 

46              经冷却的页张导板 

55a，b，c       引力测量点 

80              空气/空气热交换器 

B               通过的页张 

rF              相对湿度 

T               温度 

M               混合点 

p               压力 

R               边缘比例尺 。

Claims (15)

1.单张纸处理机，特别是单张纸印刷机(1)，具有一个或多个干燥器(10a，b；11a-d；21；31)、用于所述干燥器的空气供入装置、至少一个用于变热的废气的空气排出装置(13；14)以及用于将温的干燥器废气混入到干燥器进气中的混合装置(29a，b；39a，b)，其特征在于，设置有控制或调整装置(28；38)，所述控制或调整装置借助于测量参量或设定值控制或调整干燥器废气向干燥器进气混入的程度，所述测量参量或设定值与所述废气的湿度有关。

2.根据权利要求1的单张纸处理机，其中，所述混合装置包含一个或多个马达驱动的并且能够由所述控制或调整装置(28；38)操作的混合活门(29a，b；39a，b)。

3.根据权利要求1或2的单张纸处理机，其中，所述控制或调整装置(28；38)与用于测量干燥器废气的湿度(rF)的传感器连接并且所述控制装置根据测量值和/或特征曲线确定混入的干燥器废气的程度，所述测量值和/或特征曲线描述废气的蒸汽饱和度或水分接收能力。

4.根据权利要求3的单张纸处理机，其中，所述控制或调整装置(28；38)附加地与用于测量干燥器废气的温度(T)的传感器连接。

5.根据权利要求1至3中任一项的单张纸处理机，其中，所述控制或调整装置(28；38)附加地与测量干燥器进气的空气湿度(rF)和/或温度(T)的传感器(26b；36b)连接。

6.根据权利要求2至5中任一项的单张纸处理机，其中，所述混合活门(29a，b；39a，b)能够以离散的级调节并且所述控制或调整装置(28；38)的输出信号能够直接或间接地通过与存储的阈值比较而生成。

7.根据权利要求1至6中任一项的单张纸处理机，其中，所述单张纸处理机具有不同类型的干燥器(10a，b；11a-d；21；31；101)并且至少一个干燥器的废气能够混入一个或多个相同类型和/或不同类型的干燥器的进气中或者能够混入到相同干燥器(21；31)的进气中。

8.根据权利要求1至7中任一项的单张纸处理机，其中，所述单张纸处理机此外包含用于进一步利用干燥器废气的未直接供入到干燥器进气中的部分的废热的设备(80)。

9.根据权利要求8的单张纸处理机，其中，所述设备是一个或多个热交换器(80)或热泵。

10.根据权利要求9的单张纸处理机，其中，所述热交换器(80)或所述热泵优选在干燥器废气混入到干燥器进气之前的部位上加热干燥器进气。

11.根据权利要求1至7中任一项的单张纸处理机，其中，所述单张纸处理机包含热交换器(40)，向该热交换器供入这些/这个干燥器(31)区域中的页张引导元件(46)的废热。

12.根据权利要求11的单张纸处理机，其中，通过所述热交换器(40)加热干燥器进气和/或所述单张纸处理机(1)的其他部件被供给过程热。

13.用于在单张纸处理机中干燥经印刷的和/或上了亮油的页张的方法，所述单张纸处理机具有用于将温的干燥器废气混入到干燥器进气中的设备，其特征在于，干燥器废气向干燥器进气混入的程度借助于测量参量或设定值进行，所述测量参量或设定值与所述废气的含水量有关。

14.根据权利要求13的方法，其中，所述测量参量涉及干燥器废气的相对湿度测量值和温度测量值以及必要时附加地涉及干燥器进气的相对湿度测量值和温度值。

15.根据权利要求13的方法，其中，所述设定值由下述参数中的一个或多个计算出：页张规格、亮油层、干燥器辐射的红外功率、加热送风调节器的加热空气、机器速度、经印刷的页张的着色。

Images