EP0597162A1 - Sécheur ultraviolet pour machines à étiqueter à plusieurs groupes d'impression - Google Patents

Sécheur ultraviolet pour machines à étiqueter à plusieurs groupes d'impression Download PDF

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EP0597162A1
EP0597162A1 EP92470026A EP92470026A EP0597162A1 EP 0597162 A1 EP0597162 A1 EP 0597162A1 EP 92470026 A EP92470026 A EP 92470026A EP 92470026 A EP92470026 A EP 92470026A EP 0597162 A1 EP0597162 A1 EP 0597162A1
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EP
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reflector
air
dryer according
ultraviolet dryer
ultraviolet
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EP92470026A
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German (de)
English (en)
Inventor
Christian Lumpp
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FRANCE RAYONNEMENT TECHNOLOGIES
Original Assignee
FRANCE RAYONNEMENT TECHNOLOGIES
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
    • F26B3/283Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun in combination with convection

Definitions

  • the subject of the present invention is an ultraviolet dryer with protection of the radiating face of the reflector and cooling of the apparatus and of the product to be treated, while the product is running as well as when the latter is stopped, in particular for a labeling machine with several printing groups.
  • Known dryers are provided with a reflector cooled by a circulation of water. This water circulation is carried out in the very thickness of the aluminum sheet serving as a reflector.
  • the reflector being devoid of air circulation in the environment of the emitter, there is no aeraulic protection against the emanations of degassing products at the time of drying (water, residual solvent, reactive components, etc ...) and which by natural convection rise inside the reflector itself to be deposited on the one hand on the reflection face of the reflector and on the other hand on the quartz face of the emitter, altering the reflectance properties of the reflector and those transparency of the issuer, hence the loss of yield.
  • the mechanical sealing system is only a flat aluminum sheet which, when it is not used in its function of isolating the radiation by closing it when stopped, is "folded" at inside the reflector.
  • this sheet is made of mat aluminum which is essentially non-reflective and whose optical geometry is zero.
  • the object of the present invention is to remedy these drawbacks.
  • an ultraviolet dryer is proposed with protection of the radiating face of the reflector and cooling of the apparatus and of the product to be treated, while the product is running as well as when the latter is stopped, in particular for labeling machines.
  • the reflector consists of two reflector half-shells or half-reflector, pivoting around a hollow axis, said hollow axis allowing the passage of air inside even from the reflector, the air acting both as a protector and as a cooling agent.
  • this air flow can be projected over the entire back of the reflection face, allowing the maximum heat to be evacuated from the reflector, thus keeping it at temperatures below 100 C from an initial ambient temperature of around 25 ° C.
  • This clean filtered cooling air arrives with a certain pressure inside the reflector itself, causing an aeraulic screen such as an air cushion, thus preventing pollution of the surface of the reflector and that of the emitter.
  • an aeraulic screen such as an air cushion
  • the transmitter remains perfectly stable.
  • the same ventilation regime is therefore maintained, thereby cooling the reflectors much more while maintaining the temperature of the product close to ambient temperature.
  • the ambient air in the workshop is sucked in by the fan (1) shown in dotted lines in a first cowling (2).
  • the cowling (2) is secured by screws on the cowling (3).
  • the covers (2) and (3) are cut and opened according to the dimensions of width and height of the cassette which is itself completely open at this location on the outer wall. It can be seen that the air passes laterally between the two walls of the rectangular profile of the cassette and in the same way over the upper part between the cover sheet (3) and the upper wall (5) of the cassette. All of these air flows return towards the front and pass through each hollow axis (6,6 ') to blow inside the reflector secured to its framework and carried by the latter.
  • this air scans the surface of the product to exit through the extraction hole (7) located in the vertical frame of the machine on which the entire device is fixed with screws by l 'intermediate of the cover (3).
  • the two reflectors are opened and closed by means of a toothed pinion axis (9.9 ′) at each reflector and by a rack fixed to two electromagnets (10) with reverse traction or else a double-acting pneumatic cylinder.
  • This rack is a very thick plate, toothed at the two vertical ends and receiving in the case of the electric motor, on either side of the central part, each electromagnet (10), and in the case of the pneumatic motor, in the central axis, receiving a pneumatic cylinder.
  • FIG. 2 shows the ultra-violet emitter (11) and the two shells (12, 12 ′) with the enclosure (13) in hollow profile constituting the housing of the dryer.
  • the reference (13) corresponds to the cover intended to receive the ultraviolet dryers.
  • the shells each support by hooking a parabolic reflector (14, 14 '), the parabolic shape not being limiting.
  • each “half-reflective shell” assembly having pivoted in the standby position, the product is stopped, and the assembly has pivoted to prevent the radiation of the ultraviolet transmitter on the product.
  • the product to be treated can be strips (paper or plastic or metallic products) on which are deposited inks or varnishes to dry or polymerize or crosslink.
  • Each half-shell pivots around a hollow axis (6,6 ') through which the cooling ventilation (1) passes under air pressure.
  • the through holes (8) at the upper and lower ends of the half-reflector force the cooling air to lick the back of the reflector.
  • This air passes for a part in front of the emitter and the reflecting part of the reflector, causing a protective air cushion against pollution of the gaseous effluents generated by the product on drying.
  • the two half-shells pivot on themselves and the energy of the emitter is simultaneously reduced to a third of its nominal value.
  • Residual radiation dissipates for part on the surface of the upper wall (5) of the cassette which re-releases its heat energy by the constant air flow which sweeps it, and for the other part by walls which are the two half-reflectors, the residual radiant energy being completely transformed into convective energy and completely sucked in through the hole (7) located in the vertical frame of the machine.
  • the end (20) of the transmitter is ceramic. This is housed in a nickel tip tube (21) with a clearance of 0.5 mm. This nickel tube is held by a mechanical clamp (22).
  • the supply is made by a wire (23) covered with usual Teflon with connection by electrical terminal (24).
  • the two half "reflector-shell" can close on themselves, the shock not being transmitted to the end of the transmitter which is a fragile part in operation since brought to its temperature of about 200 ° C. .

Abstract

Sécheur ultraviolet avec protection de la face rayonnante du réflecteur et refroidissement de l'appareil et du produit à traiter, en défilement du produit comme à l'arrêt de ce dernier, en particulier pour machines à étiqueter à plusieurs groupes d'impression, caractérisé en ce que le réflecteur est constitué de deux demi-coquilles de réflecteur ou demi-réflecteur, pivotant autour d'un axe creux (6,6') ledit axe creux permettant le passage d'air à l'intérieur même du réflecteur, l'air agissant à la fois comme protecteur et agent de refroidissement. <IMAGE>

Description

  • La présente invention a pour objet un sécheur ultraviolet avec protection de la face rayonnante du réflecteur et refroidissement de l'appareil et du produit à traiter, en défilement du produit comme à l'arrêt de ce dernier, en particulier pour machine à étiqueter à plusieurs groupes d'impression.
  • Les sécheurs connus sont pourvus d'un réflecteur refroidi par une circulation d'eau. Cette circulation d'eau est réalisée dans l'épaisseur même de la tôle aluminium servant de réflecteur.
  • Dans la chambre de traitement, il existe une circulation d'air qui s'établit par un trou d'aspiration au voisinage de la feuille, l'air entrant à l'intérieur de la chambre par les orifices de passage de la bande au défilement. Cet air est extrait par souci de soustraire l'ozone de l'ambiance de la machine.
  • En situation d'arrêt momentané du sécheur, deux volets mécaniques, en tôle d'aluminium, pivotent autour d'un axe et isolent le produit du rayonnement, évitant ainsi la montée en température de ce dernier (très sensible à la température comme le sont les P.V.C).
  • Ces dispositifs présentent de nombreux inconvénients.
  • En effet, le système à circulation d'eau au travers du réflecteur est lourd et de plus il peut devenir dangereux. En effet, la rupture d'une canalisation d'eau provoque la destruction immédiate de l'ensemble du sécheur ultra-violet, essentiellement constitué d'éléments électriques.
  • Le réflecteur étant dépourvu de circulation d'air dans l'environnement de l'émetteur, il y a absence de protection aéraulique contre les émanations de produits dégazants au moment du séchage (eau, solvant résiduels, composants réactifs, etc...) et qui par convection naturelle remontent à l'intérieur même du réflecteur pour se déposer d'une part sur la face de réflexion du réflecteur et d'autre part sur la face du quartz de l'émetteur, altérant les propriétés de réflectance du réflecteur et celles de transparence de l'émetteur, d'où la perte de rendement.
  • Enfin, le système mécanique d'operculage n'est qu'une tôle plane en aluminium qui, lorsqu'il n'est pas utilisé dans sa fonction d'isoler le rayonnement par sa fermeture à l'arrêt, se trouve "rabattue" à l'intérieur du réflecteur.
  • Or, cette tôle est constituée d'aluminium mat essentiellement non réfléchissant et dont la géométrie optique est nulle.
  • La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients.
  • Conformément à celle-ci, on propose un sécheur ultraviolet avec protection de la face rayonnante du réflecteur et refroidissement de l'appareil et du produit à traiter, en défilement du produit comme à l'arrêt de ce dernier, en particulier pour machines à étiqueter à un ou plusieurs groupes d'impression, caractérisé en ce que le réflecteur est constitué de deux demi-coquilles de réflecteur ou demi-réflecteur, pivotant autour d'un axe creux, ledit axe creux permettant le passage d'air à l'intérieur même du réflecteur, l'air agissant à la fois comme protecteur et agent de refroidissement.
  • Ainsi, avec la disposition de trou d'évacuation aux extrémités mêmes du réflecteur on peut projeter ce flux d'air sur tout le dos de la face de réflexion, permettant d'évacuer le maximum de chaleur du réflecteur, le maintenant ainsi à des températures inférieures à 100 C à partir d'une température initiale ambiante d'environ 25 ° C.
  • Cet air de refroidissement filtré propre arrive avec une certaine pression à l'intérieur même du réflecteur provoquant un écran aéraulique tel un coussin d'air, empêchant ainsi la pollution de la surface du réflecteur et celle de l'émetteur. Par ailleurs, la géométrie du réflecteur n'étant pas cachée par la présence d'aucune tôle de fermeture, le rayonnement est restitué au produit avec le maximum d'efficacité et, par absence de pollution, on conserve dans le temps cette efficacité.
  • Le flux d'air est donc réparti selon trois états :
    • Le premier état :
      • Il s'agit de celui précédemment décrit avec l'air filtré propre sous pression protégeant la face de rayonnement et servant de refroidisseur aux deux demi-réflecteurs.
    • Le second état :
      • C'est celui de l'introduction de l'air ambiant aux endroits de passage d'entrée et de sortie de la bande en traitement.
    • Le troisième état :
      • C'est celui de l'extraction qui est la somme des deux autres, entrainant ainsi la totalité de cet air vicié, chargé des composants volatifs du produit en polymérisation ainsi que de l'ozone produit dans le milieu.
  • En situation d'arrêt du sécheur, les deux demi-réflecteurs pivotent sur eux-mêmes ; l'émetteur est alors alimenté en puissance réduite.
  • Cependant, rayonnant dans un volume complètement fermé sur lui-même et le flux d'air qui passe au travers de la coquille du réflecteur étant renvoyé essentiellement sur la bande immobilisée, l'émetteur reste parfaitement stable. On maintient donc le même régime de ventilation, refroidissant ainsi beaucoup plus les réflecteurs tout en maintenant la température du produit voisine de la température ambiante.
  • On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description faite ci-après d'un mode non limitatif de mise en oeuvre, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • - la figure 1 est une vue en perspective, partiellement écorchée, d'un dispositif conforme à l'invention,
    • - la figure 2 est une vue en coupe transversale du dispositif de la figure 1 avant pivotement des demi-réflecteurs,
    • - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale selon un plan horizontal du dispositif de la figure 1,
    • - les figures 5, 6 et 6A sont des vues de détail illustrant des variantes de mise en oeuvre au niveau de la fixation des émetteurs.
  • En A, l'air ambiant de l'atelier est aspiré par le ventilateur (1) représenté en pointillés dans un premier capotage (2). Le capotage (2) est solidaire par vis du capotage (3). Les capotages (2) et (3) sont coupés et ouverts selon les dimensions de largeur et de hauteur de la cassette qui est elle-même ouverte complètement à cet endroit sur la paroi extérieure. On voit que l'air passe latéralement entre les deux parois du profil rectangulaire de la cassette et de la même manière sur la partie haute entre la tôle de capotage (3) et la paroi supérieure (5) de la cassette. L'ensemble de ces flux d'air revient vers l'avant et passe à travers chaque axe creux (6,6') pour souffler à l'intérieur du réflecteur solidaire de son ossature et porté par cette dernière.
  • De par la surpression dans cet ensemble ossature réflecteur occasionné par la multitude de petits trous latéraux hauts et bas (8) on obtient une même répartition d'un flux d'air de refroidissement, homogène sur toute la longueur comme le principe de la hotte laminaire.
  • Que les réflecteurs soient ouverts ou fermés, cet air balaye la surface du produit pour sortir par le trou d'extraction (7) situé dans le bâti vertical de la machine sur lequel vient se fixer par vis l'ensemble de l'appareil par l'intermédiaire du capot (3).
  • L'ouverture et la fermeture des deux réflecteurs s'effectuent par l'intermédiaire d'un axe pignonroue dentée (9,9') à chaque réflecteur et d'une crémaillère fixée à deux électro-aimants (10) à traction inversée ou bien un vérin pneumatique à double effet. Cette crémaillère est une tôle de forte épaisseur, dentée aux deux extrémités verticales et recevant dans le cas de la motorisation électrique, de part et d'autre de la partie centrale, chaque électroaimant (10), et dans le cas de la motorisation pneumatique, dans l'axe central, recevant un vérin pneumatique.
  • Par ailleurs, ces deux électro-aimants sont fixés à la face intérieure de la paroi double de la cassette. Au milieu de cette tôle crémaillère, une encoche rectangulaire laisse le passage pour la fixation électro-mécanique de l'émetteur ultraviolet.
  • Quant à l'ensemble du réflecteur qui fait l'objet même de l'essentiel du brevet, il tourne autour d'un axe de part et d'autre :
    • . le premier axe creux pour la ventilation et qui est fixé à la paroi interne de la cassette,
    • . le deuxième axe plein avec sa roue dentée et qui est fixé solidaire à l'ensemble du réflecteur, et qui tourne par l'intermédiaire d'un palier fixé solidaire à la paroi interne de la cassette.
  • On a représenté à la figure 2 l'émetteur ultra- violet (11) et les deux coquilles (12, 12') avec l'enceinte (13) en profil creux constituant le boitier du sécheur. La référence (13) correspond au capotage destiné à recevoir les sécheurs ultraviolet.
  • Les coquilles supportent par crochetage chacune un réflecteur parabolique (14, 14'), la forme parabolique n'étant pas limitative.
  • Dans la position de la figure 2, les coquilles sont en position de séchage, le produit (15) étant en défilement.
  • Dans la position de la figure 3, chaque ensemble "coquille-demi-réflecteur" ayant pivoté en position d'attente, le produit est à l'arrêt, et l'ensemble a pivoté pour interdire le rayonnement de l'émetteur ultraviolet sur le produit.
  • Le produit à traiter peut être des bandes (papier ou produits plastiques ou métalliques) sur lesquelles sont déposés des encres ou vernis à sécher ou polymériser ou réticuler.
  • Chaque demi-coquille pivote autour d'un axe creux (6,6') au travers duquel passe la ventilation de refroidissement (1) sous pression d'air.
  • Les trous de passage (8) aux extrémités haute et basse du demi-réflecteur obligent l'air de refroidissement à lécher le dos du réflecteur.
  • Cet air repasse pour une partie devant l'émetteur et la partie réfléchissante du réflecteur, provoquant un coussin d'air protecteur contre la pollution des effluents gazeux générés par le produit au séchage.
  • Puis cet air sort du réflecteur à l'extrémité (16) de sa partie convexe et de sa partie concave. A ce flux d'air s'ajoute un léger flux (17) provenant de l'entrée et sortie du sécheur au passage de la bande produit en traitement.
  • Enfin, on a représenté en (18) le trou d'aspiration et d'évacuation d air vice vers lequel convergent les différents flux d'air, trou existant à l'origine sur le bâti de la machine.
  • A l'arrêt du produit en traitement les deux demi-coquilles pivotent sur elles-mêmes et simultanément l'énergie de l'émetteur est ramenée au tiers de sa valeur nominale. Le rayonnement résiduel se dissipe pour une partie sur la surface de la paroi supérieure (5) de la cassette qui relibère elle-même son énergie calorifique par le flux d'air constant qui la balaie, et pour l'autre partie par les parois que sont les deux demi-réflecteurs, l'énergie rayonnante résiduelle étant complètement transformée en énergie convective et aspirée totalement par le trou (7) situé dans le bâti vertical de la machine.
  • En ce qui concerne la fixation de l'émetteur (11) à chacune de ses extrémités, celui-ci est dit "monté flottant", c'est-à-dire qu'il n'est pas mécaniquement fixé rigide sur son support électro-mécanique (19).
  • L'extrémité (20) de l'émetteur est en céramique. Celle-ci est logée dans un tube embout en nickel (21) avec un jeu de 0,5 mm. Ce tube nickel est maintenu par une pince mécanique de fixation (22).
  • L'alimentation se fait par un fil (23) recouvert de Teflon habituel avec raccordement par cosse électrique (24). Ainsi les deux demi "réflecteur- coquille" peuvent se refermer sur eux-mêmes, le choc n'étant pas retransmis à l'extrémité de l'émetteur qui est une partie fragile en fonctionnement puisque portée à sa température d'environ 200 ° C.

Claims (10)

1. Sécheur ultraviolet avec protection de la face rayonnante du réflecteur et refroidissement de l'appareil et du produit à traiter, en défilement du produit comme à l'atrêt de ce dernier, en particulier pour machines à étiqueter à plusieurs groupes d'impression, caractérisé en ce que le réflecteur est constitué de deux demi-coquilles de réflecteur ou demi-réflecteur, pivotant autour d'un axe creux (6,6') ledit axe creux permettant le passage d'air à l'intérieur même du réflecteur, l'air agissant à la fois comme protecteur et agent de refroidissement.
2. Sécheur ultraviolet selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des capotages (2) et (3) coupés et ouverts selon les dimensions de largeur et de hauteur de la cassette qui est elle-même ouverte complètement à cet endroit sur la paroi extérieure, l'air passant latéralement entre les deux parois du profil rectangulaire de la cassette et de la même manière sur la partie haute entre la tôle de capotage (3) et la paroi supérieure (5) de la cassette, l'ensemble de ces flux d'air revenant vers l'avant et passant à travers chaque axe creux (6,6') pour souffler à l'intérieur du réflecteur solidaire de son ossature et porté par cette dernière.
3. Sécheur ultraviolet selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que des trous hauts et bas (8) sont ménagés dans l'ensemble ossature-réflecteur.
4. Sécheur ultraviolet selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'air est aspiré par un trou (7) situé dans le bâti vertical.
5. Sécheur ultraviolet selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'ouverture et la fermeture des deux réflecteurs s'effectuent par l'intermédiaire d'un axe pignon-roue dentée (9,9') à chaque réflecteur et d'une crémaillère fixée à deux électro-aimants (10) à traction inversée, cette crémaillère étant une tôle de forte épaisseur, dentée aux deux extrémités verticales et recevant, de part et d'autre de la partie centrale, chaque électroaimant (10).
6. Sécheur ultraviolet selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque demi-coquille (12,12') pivote autour d'un axe creux (6,6') au travers duquel passe la ventilation de refroidissement (1) sous pression d'air, les trous de passage (8) aux extrémités haute et basse du demi-réflecteur obligeant l'air de refroidissement à lécher le dos du réflecteur.
7. Sécheur ultraviolet selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les coquilles (12,12') supportent chacune un réflecteur (14,14').
8. Sécheur ultraviolet selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lair sort du réflecteur à l'extrémité (16) de sa partie convexe et de sa partie concave, à ce flux d'air s'ajoutant un léger flux (17) provenant de l'entrée et sortie du sécheur au passage de la bande produit en traitement.
9. Sécheur ultraviolet selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'émetteur est monté flottant et est fixé électro- mécaniquement.
10. Sécheur ultraviolet selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'extrémité (20) de l'émetteur est logée dans un tube (21) maintenu par une pince mécanique de fixation (22).
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