凹版印刷機在印刷包裝行業(yè)占有極其重要的地位，而干燥裝置的設(shè)計則是凹印技術(shù)的核心技術(shù)之一。干燥裝置的干燥效果是制約凹版印刷機速度及印刷質(zhì)量的主要因素，并且是影響整機性能的關(guān)鍵，更是凹版印刷機設(shè)備制造商所急需突破的技術(shù)瓶頸。
凹版印刷機干燥裝置主要由熱風(fēng)系統(tǒng)和干燥箱兩部分構(gòu)成，熱風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)機和加熱器是能源的動力部分，風(fēng)機提供空氣流動所需要的動能、加熱器提供空氣所要達(dá)到指定溫度時需要的熱量，空氣先后通過風(fēng)機和加熱器，具備一定的風(fēng)速和印品干燥所需的溫度，并通過熱風(fēng)系統(tǒng)的管路傳遞給干燥箱。干燥箱接收從熱風(fēng)系統(tǒng)輸入的熱風(fēng),并通過風(fēng)嘴使熱風(fēng)以較高速度吹到料膜表面完成對印品的干燥，干燥后的廢氣通過排風(fēng)管道，排到大氣或者進行熱能二次利用。在熱風(fēng)的整個傳遞輸送過程中, 干燥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是否合理直接影響干燥效果的好壞,所以要提高干燥裝置的干燥效率，就必須從優(yōu)化干燥裝置結(jié)構(gòu)入手，盡量消除或減少熱風(fēng)傳遞過程中影響能量輸送的結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證能量通過風(fēng)嘴，最終有效均勻地傳遞到料膜表面，達(dá)到高效干燥的目的。
一、熱風(fēng)系統(tǒng)管路布局的優(yōu)化
將加熱器設(shè)置在進風(fēng)機之后，干燥箱進風(fēng)口之前，新風(fēng)通過風(fēng)機經(jīng)加熱器加熱后直接進入干燥箱，縮短了傳遞路徑，減少了熱量損失；并且加熱器對風(fēng)機吹出的較高速度的風(fēng)進行減壓勻化，保證了熱風(fēng)以較低速度平緩進入干燥箱，減小了熱風(fēng)進入干燥箱的沖擊力，有效地減少了渦流等不利因素影響的動能傳遞,保證了干燥箱風(fēng)嘴處較高的出風(fēng)風(fēng)速。優(yōu)化后的熱風(fēng)系統(tǒng)原理圖如圖1所示。
二、干燥箱進、出風(fēng)口布局及風(fēng)口尺寸的優(yōu)化
設(shè)置干燥箱上部進風(fēng)，下部排風(fēng)。熱風(fēng)上進下出，使熱風(fēng)與印刷層實現(xiàn)逆向熱交換；且降低了烘箱出口處溶劑的相對濕度，有利于提高干燥效率，降低溶劑殘留。
加大干燥箱進出風(fēng)口尺寸，進風(fēng)口通風(fēng)面積加大至常規(guī)印刷機干燥箱進風(fēng)口的4倍左右，也就是將熱風(fēng)進入干燥箱時的風(fēng)速降為原來的1/4左右。由壓力和風(fēng)速對應(yīng)關(guān)系P＝知，進入干燥箱的風(fēng)壓降到了原有結(jié)構(gòu)的1/16，大大改善了原有干燥箱進風(fēng)口通風(fēng)面積小，進風(fēng)風(fēng)速大，熱風(fēng)以較高速度進入干燥箱撞擊迎風(fēng)面，反彈后與后進入的熱風(fēng)形成渦流的不利因素，消除了熱風(fēng)自身的能量內(nèi)耗，保證了能量有效的傳遞。
三、干燥箱靜壓腔及風(fēng)嘴風(fēng)道在幅寬方向設(shè)計一定的斜度
在干燥箱進風(fēng)側(cè)靜壓腔及風(fēng)嘴風(fēng)道寬，在操作側(cè)(進風(fēng)側(cè)遠(yuǎn)端)靜壓腔及風(fēng)嘴風(fēng)道窄，減小了熱風(fēng)進入靜壓腔及風(fēng)嘴風(fēng)道后幅寬方向的動壓差，進而提高了風(fēng)嘴出風(fēng)風(fēng)速在幅寬方向的均勻性，能夠有效提高印品的印刷質(zhì)量，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示：
四、改進干燥箱回風(fēng)管路設(shè)計
干燥箱回風(fēng)管路由相鄰風(fēng)嘴及風(fēng)嘴之間的擋板組成，擋板上下靠近風(fēng)嘴的部分均勻布置細(xì)長孔作為回風(fēng)口，熱風(fēng)經(jīng)風(fēng)嘴吹到料膜表面，與料膜充分熱交換后由回風(fēng)口進入回風(fēng)管路最終經(jīng)排風(fēng)管路排出。與傳統(tǒng)干燥箱靠內(nèi)膽中部及內(nèi)膽與干燥箱四周的空檔回風(fēng)相比較，其回風(fēng)更加均勻穩(wěn)定，改善了熱風(fēng)與料膜熱交換不充分和不均勻的現(xiàn)象，具體結(jié)構(gòu)如圖3所示：
以上幾點是凹版印刷機干燥裝置改進的主要部分，其余改進之處還有很多，比如：改進風(fēng)嘴的設(shè)計和制作工藝可以使風(fēng)嘴出風(fēng)風(fēng)速更加均勻、合理設(shè)計計算風(fēng)管尺寸可以降低熱風(fēng)傳送的壓力損失和散熱耗能、合理配置風(fēng)機功率和加熱功率可以降低能耗過剩等。
五、結(jié)語
針對以上改進措施，我們在終端平臺對其進行了性能驗證實驗。通過測試，新的干燥裝置風(fēng)嘴出風(fēng)風(fēng)速比原有干燥裝置提升70%以上，幅寬方向風(fēng)嘴風(fēng)速均勻度控制在了±1m/s之內(nèi)，散熱損失比原有裝置降低30%左右，很好地滿足了高速印刷的干燥要求，為凹版印刷機整機性能的提升奠定了一定的基礎(chǔ)。
