ES2603802T3 - Procedimiento operativo para un dispositivo de radiación - Google Patents

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ES2603802T3 ES15154264.4T ES15154264T ES2603802T3 ES 2603802 T3 ES2603802 T3 ES 2603802T3 ES 15154264 T ES15154264 T ES 15154264T ES 2603802 T3 ES2603802 T3 ES 2603802T3
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Abstract

Procedimiento operativo para un dispositivo de radiación para irradiar un sustrato (2) mediante una fuente UV (9a; 205a-205h; 405a-405h, 503) que comprende las etapas de procedimiento: (a) operación de la fuente UV (9a; 205a-205h; 405a-405h, 503) con una potencia de radiación operativa teórica en función de una temperatura operativa teórica; (b) alimentación continua del sustrato (2) a una zona de radiación determinada por la fuente UV (9a; 205a-205h; 405a-405h, 503) con una velocidad de alimentación; (c) irradiación del sustrato (2) en la zona de radiación; caracterizado por que en el caso de una interrupción de la alimentación de sustrato continua, se desconecta la fuente UV (9a; 205a-205h; 405a-405h, 503), midiéndose la temperatura de fuente de la fuente UV (9a; 205a-205h; 405a-405h, 503) desconectada, y como contramedida se prevé un calentamiento a efectos de contrarrestar un descenso de la temperatura de la fuente de más de 10 °C por debajo de la temperatura operativa teórica.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento operativo para un dispositivo de radiacion Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un dispositivo de radiacion para irradiar un sustrato mediante una fuente UV, que comprende las etapas de procedimiento:
(a) operacion de la fuente UV con una potencia de radiacion operativa teorica en funcion de una temperature operativa teorica;
(b) alimentacion de manera continua del sustrato en una zona de radiacion determinada por la fuente UV a una velocidad de alimentacion;
(c) irradiacion del sustrato en la zona de radiacion.
Tales procedimientos operativos se emplean frecuentemente para operar dispositivos de radiacion en la fabricacion continua en lmea, por ejemplo, para la desinfeccion, tratamiento de aguas o para el endurecimiento de barnices, materiales adhesivos o sinteticos.
Estado de la tecnica
En el caso de los dispositivos de radiacion conocidos, se preven como fuente de radiacion una o varias fuentes UV. En este sentido, las fuentes UV son, por ejemplo, fuentes de vaporizacion de mercurio de baja presion, de media presion o de alta presion. En estos dispositivos de radiacion, la o las fuentes UV estan dispuestas de manera tal que determinan una zona de radiacion, dentro de la cual tiene lugar una radiacion del sustrato con una intensidad de radiacion minima prefijada. El sustrato es introducido en la zona de radiacion por medio de un dispositivo de transporte que, en este caso, recorre la zona de radiacion con una velocidad lo mas constante posible.
Un dispositivo de radiacion de este tipo se conoce, por ejemplo, del documento JP 2008-265830 A, donde unos sacos de lamina recorren de manera continua un equipamiento de radiacion UV, con lo cual se esterilizan antes de que a continuacion se llenen con un lfquido de esterilizacion.
Estando fijada la potencia de radiacion de la lampara UV, la duracion de la permanencia del sustrato dentro de la zona de radiacion determina la energfa de radiacion que incide sobre el sustrato. Por medio de una regulacion de la velocidad de transporte del sustrato, es posible adecuar la energfa de radiacion incidente sobre el sustrato al correspondiente proceso de radiacion que tiene lugar.
A efectos de lograr una buena eficiencia energetica, se desea fundamentalmente una operacion lo mas continua posible del dispositivo de radiacion, es decir, una operacion sin interrupciones. Si se presenta un fallo en el proceso de fabricacion, hay que asegurarse de que un sustrato remanente en la zona de radiacion no sea danado por una radiacion excesiva.
Bien es cierto, que para evitar que se dane el sustrato, es posible desconectar las fuentes UV en el caso de presentarse una interrupcion del proceso de fabricacion. Sin embargo, para cada conexion, necesitan un tiempo determinado para volver a alcanzar su potencia de radiacion nominal. La potencia de radiacion de las fuentes UV depende en este caso en especial de su temperatura. En caso de un arranque de la fuente UV en fno, esta se calienta de manera continua despues de la conexion hasta alcanzar su temperatura operativa. Solo una vez se alcanza la temperatura operativa, se logra una potencia de radiacion constante. El tiempo hasta alcanzar la temperatura operativa se denomina “tiempo de precalentamiento”. Por lo general, es de varios minutos. Por lo tanto, un nuevo arranque de la lampara UV viene acompanado habitualmente de un retraso en el proceso de fabricacion.
Por ello, para asegurar un tiempo de precalentamiento lo mas breve posible despues de una interrupcion, en el estado de la tecnica se prescinde de una desconexion de la fuente UV. En lugar de ello, se propone la utilizacion de un elemento de blindaje destinado a interrumpir el paso de los rayos entre la fuente UV y el sustrato, de manera tal que la fuente UV pueda continuar utilizandosetambien en el caso de una parada del proceso de fabricacion, sin que actue de manera directa sobre el sustrato.
Un dispositivo de radiacion de este tipo se conoce del documento JP 06 056 132 A. El dispositivo de radiacion comprende una lampara de esterilizacion, que determina una zona de radiacion, como tambien un dispositivo de transporte, que transporta el sustrato a traves de la zona de radiacion. A efectos de evitar que durante una parada del dispositivo de transporte, se produzca una radiacion excesiva sobre un sustrato remanente en la zona de radiacion, se propone disponer entre la lampara de esterilizacion UV y el sustrato una tapa de cierre (obturador) que, en el caso de una parada del proceso de fabricacion, interrumpa el paso de los rayos entre la lampara de esterilizacion UV y el sustrato.
Sin embargo, la tapa de cierre tiene la desventaja de que en parte absorbe y en parte refleja la radiacion emitida por la fuente UV, de manera tal que esta puede contribuir por su parte, a un fuerte calentamiento local del entorno de la
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fuente UV y, por consiguiente, a un calentamiento de la fuente. Un calentamiento excesivamente fuerte de la fuente UV puede influir, por una parte, sobre su potencia de radiacion; ademas de ello, contribuye a un envejecimiento de la fuente, con lo que decae su emision en el espectro UV y se reduce la vida util de la fuente.
Mas alla de ello, una operacion continua de la fuente UV durante una parada prolongada, se asocia con un consumo de energfa y frecuentemente tambien con un dano en el sustrato a tratar.
Ademas, la utilizacion de una tapa de cierre presupone la disponibilidad de un determinado espacio constructivo, es decir, de una separacion suficiente entre la fuente y el sustrato. Sin embargo, esta separacion reduce la intensidad de la radiacion. Fundamentalmente se considera que se logra una intensidad de radiacion lo mas fuerte posible, cuando la separacion entre la fuente y el sustrato es lo mas pequena posible.
Finalmente, una tapa de cierre es una parte constructiva movil, que debe ser controlada y que presenta una determinada propension a fallar.
Objetivo tecnico
La invencion tiene por objeto por lo tanto, indicar un procedimiento operativo sencillo y economico para un dispositivo de radiacion, que evite las desventajas mencionadas con anterioridad y que, al mismo tiempo, permita un tiempo de precalentamiento breve despues de una interrupcion del proceso de fabricacion.
Descripcion general de la invencion
Este objetivo se logra segun la invencion partiendo de un procedimiento operativo del tipo arriba descrito, haciendo que, en el caso de una interrupcion, se desconecte la alimentacion del sustrato continua hacia la fuente UV, midiendose la temperatura de radiacion de la fuente UV desconectada, y previendose como contramedida un calentamiento a efectos de contrarrestar un descenso de la temperatura de la fuente a razon de mas de 10 °C por debajo de la temperatura operativa teorica.
En el caso del procedimiento operativo de acuerdo con la invencion, se prescinde de una operacion continua de la fuente UV y de la utilizacion de una tapa de cierre. En lugar de ello, de acuerdo con la invencion, se propone desconectar la fuente en caso de presentarse una interrupcion de la alimentacion del sustrato. Por el hecho de que el procedimiento operativo de acuerdo con la invencion prescinde de una operacion continua de la fuente UV con potencia de radiacion operativa, en el caso de una parada del proceso de fabricacion, se reduce el consumo de energfa. De esta manera, por una parte, se posibilita un procedimiento operativo especialmente eficiente desde el punto de vista energetico y, por otra parte, se prolonga la vida util de la fuente.
La desventaja del calentamiento excesivo de la fuente UV en caso de una parada del proceso de fabricacion asociada con el elemento de blindaje, y el perjudicial efecto que ello conlleva sobre la potencia de radiacion inicial, no se presenta en el procedimiento de acuerdo con la invencion.
Para posibilitar aun asf un arranque rapido de la fuente UV y una operacion eficiente del dispositivo despues de una parada, se proponen modificaciones adicionales en el procedimiento operativo, de las cuales, una se refiere a la supervision de la temperatura de la fuente despues de una desconexion momentanea de la fuente UV, y la otra, al suministro de contramedidas para contrarrestar una cafda de la temperatura de la fuente en el estado desconectado.
La fuente UV esta fundamentalmente disenada para una temperatura operativa prefijada y para una potencia de radiacion operativa, que pueden lograrse en el caso de un desarrollo de fabricacion optimizado con la fuente UV. En este caso, la temperatura operativa de la fuente UV tiene en especial una influencia esencial sobre la potencia de radiacion alcanzable de la fuente UV. Tanto una temperatura operativa demasiado elevada, como tambien una demasiado baja, de la fuente UV, estan asociadas con una menor potencia de radiacion. Se logra un ajuste especialmente reproducible de la potencia de radiacion deseada, cuando la fuente UV presenta aproximadamente la misma temperatura a lo largo de su superficie.
A efectos de posibilitar tambien en una fuente UV desconectada, un nuevo arranque rapido, se preve de acuerdo con la invencion como contramedida un calentamiento, a fin de contrarrestar un descenso de la temperatura de la fuente a razon de mas de 10 °C por debajo de la temperatura operativa teorica. A tal efecto, se determina en primera instancia la temperatura real de la fuente y seguidamente se compara con la temperatura operativa teorica.
Como la fuente UV se mantiene a una temperatura cercana a su temperatura operativa teorica, se posibilita un tiempo de calentamiento breve. Por el hecho de que, durante la operacion la temperatura de la fuente UV se desvfa en a lo sumo 10 °C de la temperatura operativa, la fuente UV puede alcanzar su potencia de radiacion operativa en menos de 5 segundos.
Los parametros operativos del dispositivo de radiacion estan adaptados a la potencia de radiacion operativa de la fuente UV. En el caso mas sencillo, el dispositivo de radiacion opera con una velocidad de alimentacion optimizada con respecto a la potencia de radiacion operativa teorica. De esta manera, por una parte, se irradia el sustrato con suficiente energfa de radiacion y, por otra parte, se asegura una velocidad lo mas elevada posible del proceso de
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fabricacion.
En una configuracion preferida del procedimiento operativo de acuerdo con la invencion, se preve que, como contramedida, se prevea un calentamiento de la fuente UV mediante un elemento calefactor.
En el caso mas sencillo, en la proximidad de la fuente UV se ha previsto una unidad de templado con un elemento calefactor, por ejemplo, en forma de una fuente infrarroja o de una espiral calefactora, con la que es posible mantener la temperatura de la fuente en el intervalo de temperaturas alrededor de la temperatura operativa. De esta manera, se posibilita que la fuente UV pueda desplegar dentro de pocos segundos su maxima potencia de radiacion.
En una configuracion alternativa, tambien preferida del procedimiento operativo de acuerdo con la invencion, se preve influir sobre la temperatura de la fuente mediante una corriente de aire generada con una refrigeracion de aire, y que como contramedida, se prevea un calentamiento de la corriente de aire mediante un elemento calefactor.
A efectos de operar la fuente UV con su temperatura operativa teorica espedfica, a la que la fuente UV presenta una potencia de radiacion optimizada, se ha previsto una refrigeracion de aire para la fuente UV. La refrigeracion de aire genera una corriente de aire, que fluye por la superficie de la fuente UV o que fluye alrededor de la superficie de la fuente UV y que, por lo tanto, influye sobre la temperatura de la fuente en la direccion de la temperatura operativa teorica, es decir, eventualmente reduce o eleva la temperatura de la fuente actual. Ha resultado ser ventajoso en este caso, que la corriente de aire pase alrededor de la superficie de la fuente UV.
Tambien es posible influir sobre la temperatura de la fuente mediante adaptacion de la refrigeracion de aire. En funcion de la temperatura del aire circundante aspirado por la refrigeracion de aire, mediante la refrigeracion de aire se posibilita un calentamiento o una refrigeracion de la superficie de la fuente; la corriente de aire puede tener como efecto tanto una elevacion como tambien una reduccion de la temperatura de la fuente. Una corriente de aire, que pase por delante de la fuente UV o que fluya alrededor de esta, contribuye a que la fuente UV sea calentada o refrigerada lo mas uniformemente posible, y que se evite un calentamiento local excesivo de la fuente UV.
Por el hecho de que el elemento calefactor calienta la corriente de aire, es posible elevar la temperatura de la fuente UV por medio de la corriente de aire y, de esta manera, mantener el intervalo de temperaturas deseado. Ademas de ello, la corriente de aire calentada contribuye a un calentamiento uniforme de la fuente.
Es preferible que el elemento calefactor sea un elemento calefactor electrico con una espiral calefactora recorrida por una corriente. Un elemento calefactor de este tipo es de una fabricacion sencilla y economica y, ademas de ello, presenta una inercia reducida, de forma tal que es posible ajustar y adecuar la potencia calefactora de una manera comparativamente sencilla. Finalmente, un elemento calefactor electrico es facil de controlar. Es preferible que el elemento calefactor sea una fuente infrarroja de onda corta. En el caso de una fuente infrarroja de onda corta, la potencia calefactora estara rapidamente disponible, de manera tal que se posibilitan rapidos cambios de temperatura y un rapido calentamiento de la fuente UV.
En otra configuracion ventajosa del procedimiento operativo de acuerdo con la invencion, se preve influir sobre la temperatura de la fuente mediante una corriente de aire generada por una refrigeracion de aire y, como contramedida, se preve una modificacion de un flujo masico de la corriente de aire.
Por el hecho de que la corriente de aire sea variable, es posible influir sobre la temperatura de la fuente mediante una modificacion del flujo masico de la corriente de aire. Si, por ejemplo, la temperatura de la corriente de aire es mas elevada que la temperatura de la fuente, mediante una elevacion del flujo masico, se logra un calentamiento de la fuente. En cambio, si la temperatura de la corriente de aire es mas baja que la temperatura de la fuente, una reduccion del flujo masico contribuye a mantener la fuente UV caliente durante el tiempo mas prolongado posible.
La corriente de aire de la refrigeracion de aire permite un ajuste exacto de la temperatura de la fuente tambien durante la operacion del dispositivo de radiacion, y contribuye a que la temperatura de la fuente sea uniforme.
Ha resultado ser util cuando en el caso de una interrupcion de la alimentacion de sustrato continua:
(aa) se desconecta la fuente UV, y
(bb) se conecta el elemento calefactor,
y cuando al resolverse la interrupcion de la alimentacion de sustrato continua,
(cc) se conecta la fuente UV, y
(dd) se desconecta el elemento calefactor.
Mediante la desconexion de la fuente y la conexion del elemento calefactor en el caso de una interrupcion del proceso de produccion, durante la interrupcion, la temperatura de la fuente se mantiene en un intervalo de temperaturas alrededor de la temperatura operativa. Por lo tanto, al reanudarse el proceso de produccion, la fuente alcanzara de inmediato una elevada potencia de radiacion. En este contexto, ha resultado ser adecuado por lo tanto, que la fuente
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UV se conecte y que, al mismo tiempo, se desconecte el elemento calefactor. La desconexion simultanea del elemento calefactor contribuye a evitar un calentamiento excesivo de la fuente UV en condiciones operativas.
Ha resultado ser favorable que el calentamiento de la corriente de aire tenga lugar en un canal de introduccion de aire de la refrigeracion de aire.
Un elemento calefactor dispuesto en un canal de alimentacion de aire tiene la ventaja de que el aire puede calentarse en la cercama espacial de la fuente UV, de manera tal que se posibilita un procedimiento operativo especialmente eficiente desde el punto de vista energetico. Al mismo tiempo se contrarresta un calentamiento no uniforme de la fuente UV.
En una configuracion preferida del procedimiento de acuerdo con la invencion, se preve que el dispositivo de radiacion presente un reflector con un lado orientado hacia la fuente UV y uno alejado con respecto a la fuente UV, y que el calentamiento de la corriente de aire tenga lugar por medio del elemento calefactor dispuesto en el lado alejado del reflector.
El reflector esta unido firmemente a la fuente UV, o se trata de una parte constructiva reflectora dispuesta separada de este; presenta un lado orientado hacia la fuente UV y uno alejado con respecto a la fuente UV.
Por el hecho de que el elemento calefactor este dispuesto detras del reflector, es decir, en el lado alejado con respecto a la fuente UV, este calienta de manera directa solamente el reflector. Por el hecho de que la fuente UV no este expuesta a ningun calentamiento directo por el elemento calefactor y se caliente en todo caso de forma indirecta por medio del reflector, se evita un calentamiento no uniforme y local de la fuente UV. Por lo tanto, una disposicion de este tipo contribuye a un calentamiento uniforme de la fuente UV.
Es preferible que la corriente de aire pase alrededor de la fuente UV en una direccion ortogonal con respecto a la direccion longitudinal de la fuente.
Con ello se posibilita un templado uniforme de la fuente UV.
Ha demostrado ser conveniente que la velocidad de alimentacion sea detectada de manera continua por un sensor.
Una adaptacion efectiva de la potencia de radiacion de la fuente UV a la velocidad de alimentacion es posible cuando la velocidad de alimentacion se determina a lo largo del tiempo -es decir, de manera continua o de vez en vez-. El sensor previsto para la determinacion de la velocidad de alimentacion puede detectar la velocidad de alimentacion, por ejemplo, mediante la deteccion de una magnitud de medicion electrica u optica. Es preferible que la medicion de la velocidad de alimentacion tenga lugar sin contacto utilizandose un sistema de medicion de correlacion optico, por ejemplo, mediante una camara.
Ha demostrado ser favorable que la temperatura de la fuente UV sea detectada de manera continua por un sensor.
El sensor de temperatura convierte la temperatura en una magnitud de medicion electrica. Detecta la temperatura de la fuente UV a lo largo del tiempo, es decir, de manera continua o de vez en vez. En especial en caso de utilizarse simultaneamente varias fuentes UV, cada una de las fuentes puede estar provista de un sensor de temperatura. Alternativamente, tambien es posible detectar la temperatura solamente en una unica fuente o en fuentes individuales. La deteccion de la temperatura tiene lugar preferentemente en la superficie del tubo de la fuente. Mediante la deteccion continua de la temperatura de la fuente, se hace posible reconocer lo mas rapidamente posible desviaciones de la temperatura de la fuente con respecto a un valor teorico prefijado. De esta manera, se asegura un procedimiento operativo especialmente dinamico.
Ejemplo de realizacion
A continuacion, la invencion se describe con mayor detalle por medio de un ejemplo de realizacion y de varios dibujos. En este caso muestra en representacion esquematica:
la figura 1 una forma de realizacion de un dispositivo de radiacion que funciona de acuerdo con el procedimiento operativo de la invencion, para irradiar un sustrato,
la figura 2 un primer modulo de fuentes para ser utilizado en el dispositivo de radiacion de acuerdo con la figura 1, en el que en un canal de alimentacion de aire se halla dispuesta una espiral calefactora,
la figura 3 el modulo de fuentes de acuerdo con la figura 2, en una vista posterior,
la figura 4 un segundo modulo de fuentes para ser utilizado en el dispositivo de radiacion de acuerdo con la figura 1, en el que detras de un reflector se halla dispuesto un elemento calefactor que se extiende perpendicularmente a la direccion longitudinal del modulo de fuentes,
la figura 5 un tercer modulo de fuentes para ser utilizado en el dispositivo de radiacion de acuerdo con la figura 1, en el que detras de un reflector se halla dispuesto un elemento calefactor que se extiende en la direccion longitudinal del
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modulo de fuentes, y
la figura 6 un diagrama, en el que se ha representado la emision relativa de UV de una fuente UV operada segun el procedimiento de acuerdo con la invencion, en funcion del tiempo transcurrido tras el arranque de la fuente para fuentes templadas previamente con intensidades diferentes.
La figura 1 muestra esquematicamente una forma de realizacion de un dispositivo de radiacion que funciona segun el procedimiento operativo de acuerdo con la invencion, al cual en su conjunto se le asigna la referencia 1. El dispositivo de radiacion 1 se utiliza para reticular y endurecer un recubrimiento 3 sobre piezas de trabajo 2 en forma de laminas de material sintetico.
El dispositivo de radiacion 1 abarca una unidad de fuente 5 para irradiar las piezas de trabajo 2 y un dispositivo de transporte 4, que suministra de manera continua las piezas de trabajo 2 en la direccion de transporte 7 a la radiacion mediante la unidad de fuente 5.
La unidad de fuente 5 presenta tres modulos de fuentes 6a, 6b, 6c dispuestos uno detras del otro, como tambien una unidad de regulacion 13 para los modulos de fuentes 6a, 6b, 6c. Los modulos de fuentes 6a, 6b, 6c tienen la misma configuracion. Por ello, a continuacion, solamente se describe el modulo de fuentes 6a con mayor detalle.
El modulo de fuente 6a comprende una fuente UV 9a, que esta asignada a un elemento calefactor 10a para calentar la fuente UV 9a. La fuente UV 9a presenta un tubo de fuente de forma cilmdrica de vidrio de cuarzo con un eje longitudinal de tubo de fuente. Se caracteriza por una potencia nominal de 300 W y por una longitud del tubo de fuente de 1.000 mm.
Los modulos de fuente 6a, 6b, 6c estan dispuestos dentro de la unidad de fuente 5 con respecto al dispositivo de transporte 4 de manera tal que los ejes longitudinales de los tubos de fuente de las fuentes UV se extienden perpendicularmente a la direccion de transporte 7. La unidad de fuente 5 determina sobre la superficie del dispositivo de transporte 4 un campo de radiacion para la radiacion de las piezas de trabajo 2. La extension del campo de radiacion en la direccion de transporte 7 ha sido representada en la figura 1 mediante lmeas de trazos discontinuos 8a, 8b.
El dispositivo de transporte 4 mueve las piezas de trabajo 2 con respecto a la unidad de fuente 5, de manera tal que estas recorren lentamente el campo de radiacion. La separacion de la unidad de fuente 5 con respecto a superficie de la pieza de trabajo 2 es de 20 mm y puede ajustarse mediante un dispositivo para el ajuste de la separacion (no representado).
El dispositivo de radiacion 1 se basa en el procedimiento operativo de acuerdo con la invencion. Antes de que las piezas de trabajo 2 sean introducidas en el campo de radiacion de la unidad de fuente 5, se conectan inicialmente las fuentes UV 9a, 9b, 9c, de manera tal que estas alcanzan su temperatura operativa. En una forma de realizacion alternativa del procedimiento operativo, se preve que las fuentes UV sean precalentadas inicialmente mediante el correspondiente elemento calefactor 10a, 10b, 10c, o bien, que se mantengan de manera permanente a la temperatura operativa y seguidamente se conecten.
Cuando las fuentes UV 9a, 9b, 9c hayan alcanzado su temperatura operativa y potencia de radiacion operativa prefijadas, se introducen las piezas de trabajo 2 mediante el dispositivo de transporte 4 a una velocidad de transporte prefijada en la zona de radiacion. A efectos de posibilitar una operacion eficaz del dispositivo de radiacion 1, la velocidad de transporte esta adaptada a la potencia de radiacion operativa media de las fuentes UV 9a, 9b, 9c. Las piezas de trabajo 2 recorren en este caso la zona de radiacion a una velocidad de transporte lo mas constante posible. La velocidad de transporte es detectada de manera continua por medio de un sensor optico 11 que, en un intervalo de tiempo prefijado, determina la trayectoria recorrida de una pieza de trabajo 2. El sensor 11 comunica la velocidad de transporte de manera continua a la unidad de regulacion 13 de la unidad de fuente 5.
Si durante el proceso se produce una parada del proceso de produccion, existe el riesgo de que las piezas de trabajo 2 situadas en la zona de radiacion queden expuestas durante demasiado tiempo a una radiacion UV, de manera tal que pueden danarse. A efectos de evitar esto, se preve que se regulen los parametros operativos de los modulos de fuente 6a, 6b, 6c por medio de la unidad de regulacion 13 en funcion de la velocidad de transporte. En el caso de producirse una parada de la produccion, se desconectan los modulos de fuente 6a, 6b, 6c.
A efectos de poder asegurar en una reanudacion de la produccion de la manera mas directa posible una radiacion de las piezas de trabajo 2 con una elevada potencia de radiacion, se mide simultaneamente la temperatura de las fuentes UV 9a, 9b, 9c. Para detectar la temperatura de las fuentes, sobre el tubo de fuente UV 9c del modulo de fuente 6c se halla dispuesto un sensor de temperatura 12, que detecta la temperatura real del tubo de fuente. En una forma de realizacion alternativa (no representada), cada modulo de fuente, 6a, 6b, 6c esta provisto de un sensor de temperatura 12. Si decae la temperatura de la fuente UV 9a, 9b, 9c en mas de 10 °C por debajo de su temperatura operativa, la unidad de regulacion 13 conecta el respectivo elemento calefactor 10a, 10b, 10c, de manera tal que se caliente la corriente de aire con la que la fuente UV es barrida a su alrededor en una direccion perpendicular con respecto a la direccion longitudinal de la fuente. De esta manera, durante la parada de la produccion, las fuentes UV 9a, 9b, 9c se mantienen a una temperatura en el intervalo de su temperatura operativa.
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Por el hecho de que la fuente UV 9a, 9b, 9c se mantiene a su temperatura operativa, se reduce el tiempo que en el caso de un nuevo arranque de la fuente UV 9a, 9b, 9c se necesita para lograr su potencia de radiacion operativa. De esta manera, se posibilita un arranque immediate del dispositivo de radiacion 1 despues de una parada con elevada velocidad de transporte. Al reanudarse la produccion, se desconecta el filamento calefactor 10a, 10b, 10c, al mismo tiempo que la reconexion de la fuente 9a, 9b, 9c.
La Figura 2 muestra esquematicamente una vista anterior de un modulo de fuente 200, que puede utilizarse en el dispositivo de radiacion de acuerdo con la figura 1.
El modulo de fuente 200 comprende una carcasa 201 con ocho fuentes UV 205a-205h dispuestas en ella. La carcasa
201 esta hecha de acero inoxidable. Presenta una longitud L de 1.030 mm, un ancho B de 434 mm y una altura H de 171 mm. En el lado posterior de la carcasa 201, se hallan dispuestos los canales de aireacion 202, 203.
Las fuentes UV 205a-205h presentan, cada una de ellas, un tubo de fuente cilmdrico cerrado en ambos extremos, consistente en vidrio de cuarzo con un eje longitudinal del tubo de fuente. Las fuentes UV 205a-205h se caracterizan por una potencia nominal de 300 W (considerando una potencia de lampara nominal de 4 A), una longitud del tubo de fuente de 100 cm, un diametro exterior del tubo de fuente de 28 mm y por una densidad de potencia de 3 W/cm; estan dispuestas dentro de la carcasa de manera tal que sus ejes longitudinales de tubo de fuente se extienden paralelamente entre sf.
La Figura 3 muestra esquematicamente una vista posterior del modulo de fuente 200 destinado a ser utilizado en el dispositivo de radiacion de acuerdo con la figura 1. El modulo de fuente 200 comprende una carcasa 201 con ocho fuentes UV 205a-205h dispuestas en ella (no visibles en el dibujo). En el lado posterior 201a de la carcasa 201, se hallan dispuestos canales de aireacion 202, 203, mediante los cuales las fuentes UV pueden ser refrigeradas durante su operacion por medio de una corriente de aire que incide sobre las fuentes en una direccion perpendicular con respecto a la direccion longitudinal de las fuentes. El canal de aireacion 202 es un canal de introduccion de aire, el canal de aireacion 203 se utiliza como canal para evacuar el aire. En el canal de aireacion 202, se halla dispuesta una espiral calefactora 204.
Si el modulo de fuente 200 se opera con potencia nominal, se presenta un calentamiento en las fuentes UV 205a-205h incorporadas en el modulo de fuente 200. A efectos de evitar un calentamiento excesivo de las fuentes UV 205a-205h y de la carcasa 201 y para poder operar las fuentes UV 205a-205h con una potencia de radiacion optimizada, es posible barrer las fuentes 205a-205h mediante una corriente de aire de refrigeracion por medio del canal de aireacion 202, y refrigerarlas. En este caso, el aire de refrigeracion calentado por las fuentes 205a-205h es evacuado a traves del canal de evacuacion 203. La corriente de aire es variable; en especial, para adaptar la potencia de refrigeracion es posible ajustar el flujo masico de la corriente de aire.
A efectos de evitar un enfriamiento de las fuentes UV 205a-205h desconectadas, en el canal de introduccion de aire
202 se halla dispuesto un elemento calefactor 204, que puede conectarse en caso de necesidad. El elemento calefactor 204 sirve para calentar el aire introducido por medio del canal de introduccion 202 que, a su vez, contribuye a un calentamiento de las fuentes UV 205a-205h. Mediante una regulacion de la temperatura del aire introducido, es posible mantener las fuentes UV 205a-205h a la temperatura operativa.
En la figura 4, se ha representado esquematicamente, en una representacion en seccion transversal, una segunda forma de realizacion de un modulo de fuente para ser utilizado en el dispositivo de radiacion de acuerdo con la figura 1. El modulo de fuentes lleva en su totalidad la referencia 400. En la figura 1, las dimensiones del modulo de fuente 400 han sido indicadas en milfmetros. El modulo de fuente 400 comprende una carcasa 401 con ocho fuentes UV 405a-405h dispuestas en ella y una ventana de carcasa 403 de vidrio de cuarzo. Ademas de ello, en el lado interior del modulo de fuente 400, se ha instalado un reflector 402 de aluminio. A diferencia del modulo de fuente 200 de las figuras 2 y 3, el modulo de fuente 400 no presenta ninguna refrigeracion de aire. Ademas de ello, detras del reflector 402, se halla dispuesto un elemento calefactor 404, que calienta el reflector 402 y con ello de manera indirecta tambien las fuentes UV 405a-405h. Al respecto, el elemento calefactor 404 se extiende ortogonalmente con respecto al eje longitudinal del modulo de fuente 400. Visto en la direccion del eje longitudinal, se hallan dispuestos cuatro elementos calefactores que se extienden paralelamente entre sf (no representados).
La figura 5 muestra esquematicamente una tercera forma de realizacion de un modulo de fuente que, en su conjunto, se designa con el numero de referencia 500. El modulo de fuente 500 comprende una carcasa 501 con cuatro fuentes UV 503 dispuestas en ella, en cuyo lado posterior se ha dispuesto un sistema de refrigeracion de aire 504 para refrigerar las fuentes UV 503. En el lado anterior de la carcasa 501 se ha dispuesto una ventana 502 de cuarzo de vidrio, permeable a la radiacion ultravioleta. Entre la pared posterior de la carcasa 501 y las fuentes UV 503, se halla dispuesto un elemento calefactor, que se extiende paralelamente al eje longitudinal de las fuentes UV 503.
El diagrama en la figura 6 muestra la emision UV de una fuente UV con una longitud de onda de 254 nm en funcion del tiempo tras la puesta en funcionamiento de la fuente UV, para diferentes temperaturas de puesta en funcionamiento de la fuente.
Como fuente UV, se utilizo una fuente de baja presion con un tubo de fuente de vidrio de cuarzo, que en ambos extremos esta cerrado mediante aplastamientos. El tubo de fuente de la fuente de baja presion rodea un espacio de
descarga lleno de argon, en el que se hallan dispuestos un deposito de amalgama y dos electrodos.
La fuente de baja presion se caracteriza por una potencia nominal de 300 W (para una corriente nominal de lampara de 4 A), un tubo de fuente que tiene una longitud de 100 cm, un diametro exterior de tubo de fuente de 28 mm y por una densidad de potencia de 3 W/cm.
5 La fuente de baja presion se calento inicialmente antes de su puesta en servicio a una temperatura inicial. A tal efecto, se determino la temperatura de la fuente de baja presion en el medio del tubo de fuente mediante un sensor de temperatura dispuesto en el lado exterior del tubo de fuente. Como temperaturas iniciales, se eligieron 20 °C, 50 °C, 75 °C y 100 °C. A continuacion, se inicio la fuente de baja presion en el instante de tiempo t = 0. En la figura 6, se ha representado para cada una de estas temperaturas iniciales un desarrollo de las emisiones UV en funcion del tiempo 10 transcurrido tras el arranque de la fuente. En el eje de las abscisas, se registra el tiempo transcurrido desde el arranque
de la fuente en segundos. En el eje de las ordenadas, se reproducen las emisiones de radiacion ultravioleta en unidades relativas.
Para una buena potencia de emision UV, es necesario que la fuente de baja presion presente una temperatura determinada. Dado que la fuente de baja presion se calienta durante la operacion, esta se ajusta tras un determinado 15 tiempo operativo. Como muestra el desarrollo de curva 604, en el caso de una fuente, que ha sido precalentada a una temperatura de 20 °C, se establece una emision UV aceptable despues de aproximadamente 135 s. El tiempo hasta alcanzar una emision UV aceptable puede lograrse mediante un precalentamiento del tubo de fuente. Una temperatura inicial de 50 °C conduce, de acuerdo con el desarrollo de curva 603, a un tiempo de arranque de aproximadamente 65 s. En el caso de una temperatura inicial de 75 °C, se acorta el tiempo de arranque a aproximadamente 23 s, y en 20 especial con una temperatura inicial de 100 °C, puede lograrse un tiempo de arranque de menos de 5 s (desarrollos de
curva 601, 602).
Lista de numeros de referencia

Dispositivo de radiacion 1

Piezas de trabajo 2

Revestimiento 3

Dispositivo de transporte 4

Unidad de fuente 5
Modulos de fuente 6a, 6b, 6c

Dispositivo de transporte 7
Campo de radiacion (lmeas) 8a, 8b

Fuente UV 9a
Elementos calefactores 10a, 10b, 10c

Sensor optico 11

Sensor de temperatura 12

Unidad de regulacion 13

Modulo de fuente 200

Carcasa 201

Lado posterior de la carcasa 201a
Canales de aireacion 202, 203

Espiral calefactora 204
Fuentes UV 205a-205h

Modulo de fuente 400

Carcasa 401

Reflector 402
Ventana de carcasa
403
Elemento calefactor
404
Fuentes UV
405a-405h
Modulo de fuente
500
Carcasa
501
Ventana
502
Fuente UV
503
Sistema de refrigeracion de aire
504
Desarrollos de las curvas
601-604

Claims (10)

  1. 5
    10
    15
    20
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    30
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    40
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento operativo para un dispositivo de radiacion para irradiar un sustrato (2) mediante una fuente UV (9a; 205a-205h; 405a-405h, 503) que comprende las etapas de procedimiento:
    (a) operacion de la fuente UV (9a; 205a-205h; 405a-405h, 503) con una potencia de radiacion operativa teorica en funcion de una temperature operativa teorica;
    (b) alimentacion continua del sustrato (2) a una zona de radiacion determinada por la fuente UV (9a; 205a-205h; 405a-405h, 503) con una velocidad de alimentacion;
    (c) irradiacion del sustrato (2) en la zona de radiacion;
    caracterizado por que en el caso de una interrupcion de la alimentacion de sustrato continua, se desconecta la fuente UV (9a; 205a-205h; 405a-405h, 503), midiendose la temperature de fuente de la fuente UV (9a; 205a-205h; 405a-405h, 503) desconectada, y como contramedida se preve un calentamiento a efectos de contrarrestar un descenso de la temperatura de la fuente de mas de 10 °C por debajo de la temperatura operativa teorica.
  2. 2. Procedimiento operativo de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que como contramedida, se preve el calentamiento de la fuente UV (9a; 205a-205h; 405a-405h) mediante un elemento calefactor (10a, 10b, 10c, 404).
  3. 3. Procedimiento operativo de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que se influye sobre la temperatura de la fuente mediante una corriente de aire generada por una refrigeracion de aire (202; 203), y que como contramedida se preve el calentamiento de la corriente de aire mediante un elemento calefactor (204).
  4. 4. Procedimiento operativo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que se influye sobre la temperatura de la fuente mediante una corriente de aire generada por una refrigeracion de aire (202; 203), y que como contramedida se preve una modificacion de un flujo masico de la corriente de aire
  5. 5. Procedimiento operativo de acuerdo con la reivindicacion 2 o 3, caracterizado por que en el caso de una interrupcion de la alimentacion de sustrato continua:
    (aa) se desconecta la fuente UV (9a; 205a-205h; 405a-405h); y
    (bb) se conecta el elemento calefactor (10a, 10b, 10c, 404),
    y, que al subsanarse la interrupcion de la alimentacion de sustrato continua,
    (cc) se conecta la fuente UV (9a; 205a-205h; 405a-405h, 503), y
    (dd) se desconecta el elemento calefactor (10a, 10b, 10c, 404).
  6. 6. Procedimiento operativo de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizado por que el calentamiento de la corriente de aire tiene lugar en un canal de introduccion de aire (202) de la refrigeracion de aire (202; 203).
  7. 7. Procedimiento operativo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes 3 o 6, caracterizado por que el dispositivo de radiacion presenta un reflector (402) con un lado orientado hacia la fuente UV (405a-405h) y uno alejado con respecto a la fuente UV (405a-405h), y que el calentamiento de la corriente de aire tiene lugar mediante un elemento calefactor (404) dispuesto en el lado alejado del reflector (402).
  8. 8. Procedimiento operativo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes 3, 4, 6 o 7, caracterizado por que la corriente de aire pasa alrededor de la fuente UV (9a; 205a-205h) en una direccion perpendicular con respecto a la direccion longitudinal de la fuente.
  9. 9. Procedimiento operativo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la velocidad de alimentacion es detectada de manera continua por un sensor (11).
  10. 10. Procedimiento operativo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la temperatura de la fuente UV (9a; 205a-205h; 405a-405h, 503) es detectada de manera continua por un sensor (12).
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