DE10208247A1

DE10208247A1 - Verfahren zur Behandlung des in dem Feuchtwerk einer Offsetdruckmaschine enthaltenen Wassers

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Publication number: DE10208247A1
Application number: DE10208247A
Authority: DE
Inventors: Rainer Olbert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2003-09-04

Abstract

Das Wasser wird der Feuchtwanne (1.23) einer Offsetdruckmaschine, in der eine Tauchwalze läuft, entnommen. Das Wasser wird in einem einzigen Kreislauf durch einen Durchlaufkühler (1.16) gefördert, der in seiner Kühlleistung variabel und einstellbar ist. Das gekühlte Wasser wird in die Feuchtwanne (1.23) zurückgegeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung des in dem Feuchtwerk einer Offsetdruckmaschine enthaltenen Wassers, bei dem das Wasser deren Feuchtwanne, in der eine Tauchwalze läuft, entnommen, zur Kühlung durch eine Kältemaschine geschickt und in die Feuchtwanne zurückgegeben wird.

Ein solches Verfahren ist aus der Praxis bekannt. Das Wasser wird gekühlt, um die in dem Feuchtwerk entstehende Reibungswärme abzuführen.

Die auch als Wasserkasten bezeichnete Feuchtwanne, in der die Tauchwalze läuft, hat üblicherweise einen Überlauf, über den Wasser durch ein Fallrohr in einen Auffangbehälter gelangt.

Häufig sieht man Auffangbehälter in der Mitte zwischen zwei Feuchtwerken, aus denen sie gespeist werden, etwas erhöht auf dem Boden stehen. Die Auffangbehälter sind über Ausläufe mit einem Sammelbehälter verbunden, aus dem das Wasser in die Kältemaschine befördert wird.

Die Kältemaschine ist herkömmlicherweise eine Kompressions-Kältemaschine mit einem Kältemittelkreis, in dem ein Verdampfer, ein Kompressor und ein Kondensator liegen. Die Kältemaschine hat einen geräteeigenen Wassertank, in den das Wasser aus dem Sammelbehälter mit einer oder mehreren, intermittierend (intervallweise) arbeitenden Pumpe(n) eingeleitet wird.

Für die Kühlung des in dem geräteeigenen Wassertank befindlichen Wassers gibt es verschiedene Varianten. Das Wasser kann mittels eines in dem Kältemittelkreis der Kältemaschine liegenden Wärmetauschers gekühlt werden. Das Wasser kann auch mittels einer weiteren Pumpe aus dem Tank über den Verdampfer der Kältemaschine und in den Tank zurück umgepumpt werden. In jedem Fall ist eine weitere Pumpe erforderlich, die kontinuierlich gekühltes Wasser aus dem Tank zurück in die Feuchtwanne der Offsetdruckmaschine fördert.

Um eine schnelle Betriebsbereitschaft sicherzustellen, ist die Kältemaschine in ihrer Kühlleistung normalerweise erheblich überdimensioniert. Daher stellt sich ein intermittierender (intervallweiser) Betrieb des Kompressors ein, durch den sein Schmiermittelsystem belastet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, durch das sich das in dem Feuchtwerk einer Offsetdruckmaschine enthaltene Wasser mit wesentlich geringerem Aufwand behandeln läßt.

Diese Aufgabe wird mit einem derartigen Verfahren dadurch gelöst, daß das Wasser in einem einzigen Kreislauf durch einen Durchlaufkühler gefördert wird, der in seiner Kühlleistung variabel und einstellbar ist.

Erfindungsgemäß kommt als Kältemaschine ein reiner Durchlaufkühler zum Einsatz, der keinen geräteeigenen Wassertank hat. Dadurch verringert sich die Wassermenge in dem Kreislauf erheblich. Das hat eine Reihe vorteilhafter Konsequenzen. Man hat weniger Emission und eine geringere Entsorgungslast. Die Betriebsbereitschaft wird schneller erreicht, und man kommt mit einer geringeren Kühlleistung der Kältemaschine aus.

Um die Temperatur des Wassers in dem gewünschten Bereich zu halten, wird erfindungsgemäß ein Durchlaufkühler verwendet, der in seiner Kühlleistung variabel und einstellbar ist. Das wärmste im Kreislauf befindliche Wasser - und nicht etwa ein Wassergemisch - gelangt direkt in den Durchlaufkühler. Dadurch ist ein hoher Wirkungsgrad der Kältemaschine gewährleistet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Temperatur des Wassers erfaßt und die Kühlleistung des Durchlaufkühlers entsprechend eingestellt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Wasserkreislauf von einer einzigen, kontinuierlich arbeitenden regelbaren Pumpe aufrechterhalten. Verglichen mit dem Stand der Technik, spart man dadurch die Gestehungskosten und laufenden Betriebskosten mindestens einer weiteren Pumpe ein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Förderleistung der Pumpe anhand der Temperaturdifferenz des Wassers eingangs und ausgangs des Durchlaufkühlers geregelt, um die Temperaturdifferenz zu begrenzen oder konstant zu halten. Diese Regelung ist als Feinregelung zu verstehen. In erster Linie wird die Kühlleistung des Durchlaufkühlers geregelt, um die Wassertemperatur konstant zu halten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist für die Pumpe wenigstens eine Ersatzpumpe vorgesehen, die den Kreislauf ersatzweise aufrechterhält.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform gehört der Durchlaufkühler zu einer Kompressions-Kältemaschine mit wenigstens einem Kältemittelkreis, in dem ein Verdampfer, ein Kompressor und ein Kondensator liegen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Kompressor von einem frequenzvariablen Elektromotor angetrieben. Die Kühlleistung des Durchlaufkühlers wird anhand der Motorfrequenz geregelt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat der Durchlaufkühler mehrere Kältemittelkreise mit je einem Verdampfer, Kompressor und Kondensator. Die Kompressoren werden in Stufen zugeschaltet, um die Kühlleistung des Durchlaufkühlers einzustellen. Das ist eine alternative oder zusätzliche Maßnahme zu dem frequenzvariablen Antrieb eines Kompressors oder mehrerer Kompressoren.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform läuft wenigstens ein Kompressor kontinuierlich. Dadurch wird das Schmiermittelsystem des Kompressors geschont.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Gezeigt ist ein Anlagenschema.
Die Anlage dient zur Behandlung des Wassers, das in dem Feuchtwerk einer Offsetdruckmaschine enthalten ist. Dieses Wasser wird üblicherweise als Feuchtwasser bezeichnet. Zu dem Feuchtwerk gehört eine auch als Wasserkasten bezeichnete Feuchtwanne 1.23, in der eine Tauchwalze läuft. Diese hebt Wasser aus der Feuchtwanne 1.23, das über mehrere Transfer- und Verteilerwalzen an den Druckzylinder gelangt.
Die Feuchtwanne 1.23 hat einen Überlauf, durch den Wasser über ein Fallrohr 1.24 in ein Zwischenbecken 1.25 gelangt. Oberhalb des Zwischenbeckens 1.25 befindet sich ein Schwerkraftbandfilter 1.21.
Falls die Fallstrecke sehr lang ist, empfiehlt es sich, in das Fallrohr 1.24 einen inline Injektor 1.34 einzuschalten, um die Wasserströmung zu beschleunigen. Der inline Injektor 1.34 arbeitet nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe. Er wird mit dem durch die gesamte Anlage zirkulierten Prozeßwasser betrieben.
Das Zwischenbecken 1.25 hat einen Frischwasserzulauf 3.02. Bei dem Frischwasser handelt es sich um vollentsalztes, wieder aufgehärtetes Wasser mit 8 bis 10°dH. Das Wasser gelangt über ein Magnetventil 3.00 und einen Durchflußmesser 3.01 in das Zwischenbecken 1.25.
Das Zwischenbecken 1.25 ist so groß, daß es das ganze in dem Kreislauf befindliche Wasser aufnimmt, ohne überzulaufen. Der Inhalt des Zwischenbeckens 1.25 kann mit einer Förderpumpe 1.06 in eine Entleerung 1.31 befördert werden.
Für Test- und Simulationszwecke kann eine Heizung 1.22 in das Zwischenbecken 1.25 eingebracht werden.
Der Füllstand in dem Zwischenbecken 1.25 wird erfaßt und zwischen einem minimalen Pegel 1.26 und einem maximalen Pegel 1.27 gehalten. Zusätzlich zu der Füllstandsregelung ist das Zwischenbecken 1.25 mit einem Überlaufschutz 1.28 und einem Trockenlaufschutz 1.29 versehen.
Mit einer Pumpe 1.02 wird Wasser aus dem Zwischenbecken 1.25 gefördert. Diese Pumpe 1.02 hält allein den Wasserkreislauf aufrecht. Sie läuft kontinuierlich.
Für die Pumpe 1.02 ist eine Ersatzpumpe 1.00 vorgesehen, die ebenfalls Wasser aus dem Zwischenbecken 1.25 zu fördern geeignet ist. Die Ersatzpumpe 1.00 ist mittels eines Dreiwegeventils 1.01 parallel zu der Pumpe 1.02 in den Wasserkreislauf eingeschaltet.
Das Wasser aus dem Zwischenbecken 1.25 wird über ein Rückschlagventil 1.03 und ein Durchflußregulierventil 1.04 gepumpt. Der Förderstrom des Wassers wird mit einem Volumenstrommesser 1.05 gemessen und das Durchflußregulierventil 1.04 entsprechend eingestellt.
In dem weiteren Förderweg des Wassers liegt ein Dreiwegeventil 1.07, über das Wasser in das Zwischenbecken 1.25 zurückgepumpt und abgelassen werden kann, um die Leitung 1.33 zu entleeren.
Der weitere normale Förderweg des Wassers führt über einen Druckmesser 1.08 hin zu dem Dreiwegeventil 1.09 einer Verzweigung, in deren parallelen Zweigen Feinfilter 1.10, 1.11 und Rückschlagklappen 1.12, 1.13 liegen.
Hinter der Vereinigung der beiden Zweige ist ein weiterer Druckmesser 1.14 angeordnet. Stromab davon wird dem im Kreislauf befindlichen Wasser ein chemisches Feuchtmittelkonzentrat zugegeben, das zugleich als pH-Wertstabilisator dient. Die Zugabe geschieht mit einer Membranpumpe 4.00, die Feuchtmittelkonzentrat aus einem Behälter 4.01 fördert. Die Pumpe 4.00 wird über den Durchflußmesser 3.01 für das Frischwasser gesteuert.
Das im Kreislauf befindliche Wasser enthält Alkohol, nämlich Isopropanol, oder Ersatzstoffe dafür. Dabei handelt es sich um längerkettige, weniger flüchtige Alkohole, die gemeinhin als Alkoholsubstitute (AS) bezeichnet werden. Der Alkoholgehalt des gekühlten Wassers wird an einer IPA-Meßstelle 1.18 erfaßt und erforderlichenfalls Alkohol zudosiert. Das geschieht mit einer Förderpumpe 6.00, die Isopropanol aus einem Behälter 6.01 fördert und hinter dem Feuchtmittelzulauf 4.02 in den Wasserkreislauf einspeist. Dasselbe geschieht mit einer Förderpumpe 5.00 für Isopropanol-Ersatzstoff (AS) aus einem Behälter 5.01.
Die Zudosierung von Feuchtmittelkonzentrat, Isopropanol und Ersatzstoffen (AS) dafür kann auch durch Einleitung in das Zwischenbecken 1.25 geschehen (nicht dargestellt).
Das mit Feuchtmittel und Alkohol versetzte Wasser gelangt an den Vorlauf eines Durchlaufkühlers 1.16. Die Eingangstemperatur des Wassers wird mit einem Temperaturfühler 1.15 gemessen. Das Wasser durchströmt den Durchlaufkühler 1.16, und es tritt gekühlt daraus aus. Die Ausgangstemparatur des Wassers wird mit einem Temperaturfühlers 1.17 gemessen.
Das gekühlte Wasser gelangt über eine Leitung 1.32, in der ein Dreiwegeventil 1.19 und ein Drosselventil 1.20 liegen, in die Feuchtwanne 1.23 der Offsetdruckmaschine zurück. Das Dreiwegeventil 1.19 dient dazu, Wasser aus der Leitung 1.32 in das Zwischenbecken 1.25 abzulassen, um die Leitung 1.32 zu entleeren.
In der Leitung 1.32 liegen vor einer Rückschlagklappe 1.37 eine Leitwertanzeige 1.39 und eine pH-Wertanzeige 1.40. Für Wartungszwecke können die Anzeigen 1.39, 1.40 mit einer Leitung umgangen werden, die von einem Dreiwegeventil 1.38 abgeht.
Den Förderdruck für den gesamten Wasserkreislauf liefert die Pumpe 1.02, ersatzweise die Ersatzpumpe 1.00.
Der Durchlaufkühler 1.16 gehört zu einer Kompressions-Kältemaschine. Diese hat einen Kältemittelkreis 2.08 mit einem Verdampfer, der dem Wasser die Verdampfungswärme für das Kältemittel entzieht, mit einen Kompressor 2.01, der den Kältemitteldampf ansaugt und auf den Kondensatordruck verdichtet, und mit einen Kondensator 2.03, in dem der verdichtete Dampf unter Wärmeabgabe an die Umgebung verflüssigt wird.
Ein auf der Niederdruckseite des Kompressors 2.01 liegender Pressostat 2.00 schaltet den Kompressor 2.01 ab, wenn der Druck des Kältemittels eine vorgegebene Schwelle unterschreitet, z. B. aufgrund eines Lecks.
Ein auf der Hochdruckseite des Kompressors 2.01 liegender Prossostat 2.02 schaltet den Kompressor 2.01 ab, wenn der Druck des Kältemittels eine vorgegebene Schwelle überschreitet, z. B. weil zu wenig Kühlleistung abgeführt wird.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kondensator 2.03 wassergekühlt 2.09. Speziell bei kleineren Anlagen kommt aber auch ein luftgekühlter Kondensator 2.03 in Betracht.
In dem Kältemittelkreis 2.08 liegt ein Kältemittelsammler 2.04, ein Filtertrockner 2.05, ein Kältemittelschauglas 2.06 und ein Expansionsventil 2.07, das den Druckausgleich zwischen Kondensator 2.03 und Verdampfer verhindert. Über das Expansionsventil 2.07 wird das Kältemittel auf niedrigen Druck entspannt. Das Expansionsventil 2.07 ist in seiner Drosselwirkung über den Ansaugdruck des Kompressors 2.01 geregelt. Die Regelung kann rein mechanisch z. B. mittels eines Membranventils erfolgen. In einer alternativen Ausführungsform ist das Expansionsventil 2.07 elektronisch unterstützt.
Der Kompressor 2.01 läuft kontinuierlich. Er wird mit einem frequenzvariablen Elektromotor angetrieben. Die Kühlleistung des Durchlaufkühlers 1.16 wird anhand der Motorfrequenz geregelt, um die Wassertemperatur in einem gewünschten Bereich von üblicherweise 8°C bis 12°C zu halten. Eine in diesem Bereich gewählte Temperatur wird fest eingestellt und auf ±0,2°C konstant gehalten.
Für den Antrieb des Kompressors 2.01 steht ein bestimmtes Frequenzband des Elektromotors zur Verfügung. Frequenzbereiche, in denen mechanische Resonanzen auftreten, werden von der Regelung ausgelassen oder schnell überfahren.
Die Förderleistung der den Wasserkreislauf aufrechterhaltenden Pumpe 1.02 wird anhand der Temperaturdifferenz (Temperaturspreizung) des Wassers geregelt, die eingangs (Temperaturfühler 1.15) und ausgangs (Temperaturfühler 1.17) des Durchlaufkühlers 1.16 herrscht. Regelziel ist, die Temperaturdifferenz zu begrenzen und/oder konstant zu halten. Eine andere mögliche Regelgröße für die Förderleistung der Pumpe 1.02 ist die Motorfrequenz des Kompressors 2.01.
Alle von der Linie 7.00 eingefaßten Komponenten befinden sich im Inneren eines schrankartigen Gehäuses. Liste der Bezugszeichen 1.00 Ersatzpumpe
1.01 Dreiwegeventil
1.02 Pumpe
1.03 Rückschlagventil
1.04 Durchflußregulierventil
1.05 Volumenstrommesser
1.06 Förderpumpe
1.07 Dreiwegeventil
1.08 Druckmesser
1.09 Dreiwegeventil
1.10 Feinfilter
1.11 Feinfilter
1.12 Rückschlagklappe
1.13 Rückschlagklappe
1.14 Druckmesser
1.15 Temperaturfühler
1.16 Durchlaufkühler
1.17 Temperaturfühler
1.18 IPA-Meßstelle
1.19 Dreiwegeventil
1.20 Drosselventil
1.21 Schwerkraftbandfilter
1.22 Heizung
1.23 Feuchtwanne
1.24 Fallrohr
1.25 Zwischenbecken
1.26 minimaler Pegel
1.27 maximaler Pegel
1.28 Überlaufschutz
1.29 Tockenlaufschutz
1.31 Entleerung
1.32 Leitung
1.33 Leitung
1.34 Inline Injektor
1.37 Rückschlagklappe
1.38 Dreiwegeventil
1.39 Leitwertanheige
1.40 pH-Wertanzeige
2.00 Pressostat
2.01 Kompressor
2.02 Pressostat
2.03 Kondensator
2.04 Kältemittelsammler
2.05 Filtertrockner
2.06 Kältemittelschauglas
2.07 Expansionsventil
2.08 Kältemittelkreis
2.09 Wasserkühlung
3.00 Magnetventil
3.01 Durchflußmesser
3.02 Frischwasserzulauf
4.00 Membranpumpe
4.01 Behälter
4.02 Feuchtmittelzulauf
5.00 Förderpumpe
5.01 Behälter
6.00 Förderpumpe
6.01 Behälter
7.00 Schrankgehäuse

Claims

1. Verfahren zur Behandlung des in dem Feuchtwerk einer Offsetdruckmaschine enthaltenen Wassers, bei dem das Wasser deren Feuchtwanne, in der eine Tauchwalze läuft, entnommen, zur Kühlung durch eine Kältemaschine geschickt und in die Feuchtwanne zurückgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser in einem einzigen Kreislauf durch einen Durchlaufkühler (1.16) gefördert wird, der in seiner Kühlleistung variabel und einstellbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Wassers erfaßt und die Kühlleistung des Durchlaufkühlers (1.16) entsprechend eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreislauf des Wassers von einer einzigen, kontinuierlich arbeitenden regelbaren Pumpe (1.02) aufrechterhalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleistung der Pumpe (1.02) anhand der Temperaturdifferenz des Wassers eingangs und ausgangs des Durchlaufkühlers (1.16) geregelt wird, um die Temperaturdifferenz zu begrenzen oder konstant zu halten.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Pumpe (1.02) wenigstens eine Ersatzpumpe (1.00) vorgesehen ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaufkühler (1.16) zu einer Kompressions-Kältemaschine mit wenigstens einem Kältemittelkreis (2.08) gehört, in dem ein Verdampfer, ein Kompressor (2.01) und ein Kondensator (2.03) liegen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (2.01) von einem frequenzvariablen Elektromotor angetrieben wird, und daß die Kühlleistung des Durchlaufkühlers (1.16) anhand der Motorfrequenz geregelt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaufkühler (1.16) mehrere Kältemittelkreise (2.08) mit je einem Verdampfer, Kompressor (2.01) und Kondensator (2.03) hat, und daß die Kompressoren (2.01) in Stufen zugeschaltet werden, um die Kühlleistung des Durchlaufkühlers (1.16) einzustellen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Kompressor (2.01) kontinuierlich läuft.