专利名称：用于冷却材料带的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1和权利要求11前序部分所述类型的用于冷却材料带的装置和方法，特别是用于冷却辊式轮转印刷机中的已印刷并且在热风干燥器中被加热的纸带。
在热风干燥器中，例如由于燃烧室内燃气的燃烧和/或从材料带上蒸发出的溶剂的后燃烧必然使得温度升高，其中，始终有一部分被加热并且后燃烧的空气其能量得不到利用而被作为余热从烟道中排出。同时为了运行冷却装置，也就是说为了运行与冷却装置对应配置的制冷机、例如压缩制冷机，必需要求例如100KW数量级的冷却能力。
从EP-A0997697中已知一种用于干燥和冷却刚印刷过的纸带的装置，在该装置中，为运行吸收式冷却设备所必需的热能由后燃烧室的热废气供给。为此，该热废气首先被输送给一个热交换器，在热交换器中一部分热量被传递给一个第一循环中的热介质，其中该热介质流过一个沸腾器中的热盘管。在沸腾器中，在提高温度和提高压力的情况下从冷却剂溶液、如氨溶液中蒸发出气态冷却剂，该冷却剂在第二循环中被输送给一个液化器，在该液化器中安置有第三循环的一个与中间冷却器相连接的冷却盘管。在液化器中，气态冷却剂通过与第三循环中的循环泵冷却水热交换而被液化并且在第二循环中通过一个减压阀被输送到一个蒸发器中，在蒸发器中也安置有一个热盘管，其通过第四循环与一个冷却装置的冷却排管相连接。通过蒸发器中的热盘管，热量被释放给冷却剂并由此使热载体在第四循环中被冷却。具有较低压力的冷却剂蒸汽从蒸发器通过第二循环到达一个吸收器，在此其被吸收到低浓度的冷却剂溶液中。在该吸收器中安置有第五循环的冷却盘管，它将在吸收器中排出的吸收热导出。由此变浓的冷却剂溶液在第二循环中通过一个泵在提高的压力下再被泵入沸腾器中，同时，含冷却剂少的溶液通过一个调节阀被从沸腾器输送给吸收器。
该装置具有这样的缺点，即其具有很复杂的结构，特别是包括五个相互分开的加热和冷却剂循环，由此一方面产生高的投资及运行费用，另一方面具有很大的外形尺寸，这样，必须费成本地准备一个相应的大的安置面积。此外不利的是，该装置为了运行必需使用易挥发的冷却剂，其在通常封闭的第二循环泄漏时会排出到印刷车间中并导致对环境和健康的损害。
此外，从现有技术中已知蒸汽喷射真空泵，例如由Schutte &Koerting所售出的，其借助于处于高压下的蒸汽产生真空。为此，处于高压下的蒸汽首先被输送给一个喷嘴，来自该喷嘴的蒸汽在压力减小同时蒸汽速度提高的情况下流入蒸汽喷射真空喷嘴的安置在喷嘴后面、逐渐变细的区段。在此，例如在一个与中部区段连接的侧面开口上产生真空。随后蒸汽流过蒸汽喷射真空喷嘴的一个逐渐变宽的区段，在此速度又减小而蒸汽压力又升高，这样，该蒸汽能够克服外部压力从蒸汽喷射真空喷嘴中逸出。
根据本发明，该任务通过权利要求1的特征加以解决。本发明的其他特征包含在从属权利要求中。
本发明装置用于冷却材料带、特别辊式轮转印刷机中已印刷并且在热风干燥器中被加热的纸带，其中，该装置利用加热装置的余热对冷却介质进行汽化冷却，该冷却介质为了冷却材料带而被引导通过一个冷却单元，并且，冷却介质的一个第一部分被汽化，冷却介质的一个第二部分通过排出汽化热而被冷却，该装置的特点在于，具有至少一个蒸汽发生器，在该蒸汽发生器中至少部分地借助于加热装置的余热产生蒸汽；具有至少一个蒸汽喷射真空喷嘴，其利用该蒸汽运行并产生一个真空；并且具有一个真空室，在该真空室中冷却介质被加载以该真空以至少部分地汽化和冷却。
根据本发明，用于冷却材料带的该装置只具有很少并且易于操作的部件，这样，一方面购买和运行该装置时只需少量的花费，另一方面该装置的运行可以以低成本并同时以很高的可靠性实施。本发明装置具有一个蒸汽喷射真空喷嘴，与由它产生的功率相比较，该喷嘴具有很小的结构体积，这样，其能够以有利的方式无需较大改造就被安置在用于冷却材料带的该装置附近或其中。此外，这样的蒸汽喷射真空喷嘴以有利的方式不具有活动件，这使得在运行过程中只出现很小的或者甚至不出现值得一提的磨损，由此又节约了维修的费用和工作量。此外，本发明装置至少部分地利用了加热装置的余热，从而以有利的方式使得大大节约能量和成本。
在本发明装置的另一个实施形式中，该装置可以不仅具有一个第一蒸汽喷射真空喷嘴，其产生一个第一真空，冷却介质被加载以该真空，而且可以具有至少一个第二蒸汽喷射真空喷嘴，其产生一个第二真空，该真空高于第一真空并且冷却介质被加载以该真空。
通过使用多个蒸汽喷射真空喷嘴，可以按有利的方式逐步地在真空室中的冷却介质上方产生所希望的真空。为此，第一蒸汽喷射真空喷嘴可以产生一个前真空，由它出发，至少一个另外的蒸汽喷射真空喷嘴或者产生所希望的真空，或者只又产生一个中间真空，该中间真空能够逐步地通过另外的蒸汽喷射真空喷嘴而减小。由此例如可以按有利的方式运行多个具有较小功率的蒸汽喷射真空喷嘴来取代一个大功率蒸汽喷射真空喷嘴以产生一个所希望的真空。由于这些蒸汽喷射真空喷嘴如已提到的具有有利的小的外形尺寸，得到进一步的优点，即，即使在用于冷却材料带的装置中使用了多个蒸汽喷射真空喷嘴，总的来说也只需要一个比较小的空间。
此外还可能的是，真空室具有至少两个区段或至少两个分室，它们为了交换冷却介质而相互连接，其中这些区段或分室被加载以不同高低的真空。
这样例如可以，使每个区段或分室通过与其对应配置的自己的蒸汽喷射真空喷嘴被抽成各自的所希望的真空并且由此在相互连接的区段或分室的最后一个中产生所希望的最终真空。
此外可能的是，该装置设置有一个温度测量单元和一个控制或调节单元，其中该温度测量单元确定在冷却介质被引导通过冷却装置之前的冷却介质温度，控制或调节单元根据该温度控制或调节流过蒸汽喷射真空喷嘴的蒸汽流量。
在提高通过蒸汽喷射真空喷嘴的蒸汽流量时产生一个较高的真空，由此使汽化的冷却介质量增加，同时，滞留在真空室中的冷却介质被更强烈地冷却。蒸汽流量的减小以同样的方式使得对真空室中的冷却介质的冷却减小。由此，为了控制或调节冷却介质的温度，能够以有利的简单方式根据所测得的在冷却介质被引导通过冷却装置之前的温度，例如通过控制一个阀，以所希望的方式来影响蒸汽流量。这样，例如对预先给定的冷却介质温度的调整或调节能够以简单的方式并且反应迅速地实施。为了调节温度，该控制或调节装置可以具有一个以已知方式构造的调节装置，该调节装置将测得的温度值作为实际值与一个预先给定的温度值作为理论值进行比较并且根据该两值的偏差进行调节。
本发明装置的另一种构造可以具有一个泵，一个压力测量单元和一个控制或调节单元，其中，该泵能够被安装在从真空室通向冷却单元的输送管道中，压力测量单元能够确定在泵前和泵后的冷却介质压力差，控制或调节单元根据该压力差以已知的方式控制或调节泵的输送能力。
由此，能够以有利的方式调整在冷却介质被引导通过冷却装置之前的冷却介质压力。
另一个本发明装置的特点在于，调节冷却介质的温度被调节到约10℃，冷却介质的压力被调节到约1.7bar。
此外还可能的是，其余热被用于产生蒸汽的加热装置是一个热风干燥器，特别是一个热风干燥器的燃烧室或后燃烧装置。
由于特别是在运行辊式轮转印刷机时使用热风干燥器来烘干已印刷的材料带，其余热具有用于运行材料带冷却装置所要求的能量，因此有利的是，将材料带冷却装置的运行与该加热装置的运行以这种方式结合起来，使得余热、即热风干燥器的损失能量至少部分地被直接作为有用能量输入到冷却装置中。这是有利的，特别是因为干燥器和冷却装置在空间上彼此相近地安置，使得能够省去特别是必须热绝缘的长的输送管道。在运行带有集成的制冷装置、例如带有集成的冷却辊站的热风干燥器时也特别有利的是，该热风干燥器装备有一个用于冷却材料带的本发明装置。其中可以按有利的方式在节省占用面地的情况下例如将整个材料带冷却装置一起集成在干燥器内，但也可以想到，例如只将蒸汽喷射真空喷嘴集成在干燥器中。由于蒸汽喷射真空喷嘴基于其功能原理而具有纵长的结构，可以按有利的方式将其集成安置在干燥器、特别是热风干燥器的同样的纵长结构中。
本发明另一结构形式的特点在于，冷却装置包括至少一个冷却辊，冷却介质被引导通过该冷却辊，该冷却辊特别是具有一个在从150mm到250mm范围内的直径。
此外，将带有至少一个冷却辊的冷却装置与本发明装置结合运行还产生这一优点，即，借助本发明装置冷却了的冷却介质能够直接穿过冷却辊，使得能够以有利的方式省去另外的热交换器和冷却介质。通过选择冷却辊直径在从150mm到250mm的范围内，也就是说通过选择一个相对较小的冷却辊直径，进一步有利的是，例如具有一个空的内腔的冷却辊能够被相对较小量的冷却剂流过，以达到所希望的冷却效果。因此，将具有小的位置要求的本发明装置与一个具有小直径冷却辊的冷却辊站相结合，总体产生一种冷却装置，其使得整个辊式轮转印刷机的占用面积明显减小。
此外本发明的一个任务是，提供一种用于冷却材料带的方法，其在具有高的可靠性的同时以低的成本和能耗实现所希望的材料带冷却。
按照本发明，该任务通过权利要求11的特征解决。
本发明方法用于冷却材料带，特别是辊式轮转印刷机中已印刷并且在热风干燥器中被加热的纸带，其中将加热装置的余热用于冷却介质的汽化冷却，该冷却介质为冷却材料带而被引导通过一个冷却单元，该冷却介质的一个第一部分被汽化，该冷却介质的一个第二部分通过排出汽化热而被冷却，该方法的特点在于以下方法步骤—产生蒸汽，至少部分地借助于加热装置的余热，—用该蒸汽运行蒸汽喷射真空喷嘴并借助这些蒸汽喷射真空喷嘴产生一个真空，以及—用该真空对冷却介质加载，以使冷却介质至少部分地汽化和冷却。
实施本发明方法使得冷却介质按有利的方式以低成本和低能耗被冷却，其中由于方法步骤数量少并且这些方法步骤分别可以简单地实施，本方法总的来说在长时间内也非常可靠。借助于蒸汽喷射真空喷嘴产生真空不需要活动件并且不使用化学制剂即可进行，由此不会出现磨损现象，并且可以省去特别的安全措施。
图中示出
图1一个本发明装置的示意性结构。
一个这种如图1所示的用于冷却材料带的装置可以例如通过以下值来表示其特征在纸带速度为15m/s、宽度为1460mm及纸带重量为90g/m2的情况下，纸带的温度能够从冷却辊站12前面的入口温度80℃减小到冷却辊站12后面的出口温度35℃，其中所示装置必须具有约115kWh的能力。为此，蒸汽发生器产生具有约10bar压力和约180℃温度的水蒸汽，该水蒸汽通过两个蒸汽喷射真空喷嘴引导从真空室50中抽出约2.81/min的水蒸汽。由此，在真空室50中产生一个约为12mbar的真空并将冷却介质冷却到约10℃至20℃。通过温度调节装置87以及压力调节装置93使冷却介质在流过冷却辊70之前具有1.7bar的压力和10℃的温度。在冷却介质流过冷却辊站12和它的冷却辊16，70之后，冷却介质只还具有约1.2bar的压力和14℃的升高了的温度。在此，每小时25m3的冷却介质被引导通过冷却辊站12的冷却辊16，70。对于该装置的足够大的尺寸，真空室50及储存装置74可以分别具有约401的容积。在运行一个这样的装置以冷却材料带时，利用干燥器2的后燃烧的余热就足够了，这样，可以省去向该装置中供给另外的能量。
控制或调节装置90可以包括一个显示器118，一个输入单元120以及一个存储单元122，在该存储单元中可以存储测量值，预先给定值，也可存储辊式轮转印刷机的预定运行状态的全部控制曲线。为此，控制或调节装置90可以通过未示出的线路与各个测量装置88，94，102以及不同的阀或它们的操作电动机以这种方式连接，使得可以通过控制或调节装置90中的自运行程序或者也可以通过操作者的人工输入对这些部件进行有目的的控制或调节。
参考标号2热风干燥器 4，6，8热风干燥器的分段10燃烧室 12冷却辊站14纸带16冷却辊18管道20热交换器22烟道24输送管道26蒸汽发生器 28回路管道30管道32阀34，36蒸汽喷射真空喷嘴38管道40线 42截面收缩的位置44截面收缩的位置 46，48管道50真空室 52冷却介质54第一区段56第二区段58管道60泵62分支点 64管道66混合阀 68截止阀70冷却辊 72管道74储存装置76管道78阀 80溢出口82浮子84阀86进口87温度调节装置88温度测量装置90控制或调节装置92电动机 93压力调节装置94压力测量装置96电动机98管道100加热区域102温度测量装置 104电动机106操作装置 108进口110操作装置 112截止阀114管道 116电动机118显示器 120输入单元122存储单元
权利要求
1.用于冷却材料带(14)、特别辊式轮转印刷机中已印刷并且在一个热风干燥器中被加热的纸带(14)的装置，其中该装置利用一个加热装置(2，10)的余热来进行冷却介质(52)的汽化冷却，该冷却介质为了冷却材料带(14)而被引导通过一个冷却装置(12)，并且，该冷却介质(52)的一个第一部分汽化，该冷却介质(52)的一个第二部分通过排出汽化热而被冷却，其特征在于，具有至少一个蒸汽发生器(26)，在该蒸汽发生器中至少部分地借助于所述加热装置(10)的余热产生蒸汽，具有至少一个蒸汽喷射真空喷嘴(34，36)，该蒸汽喷射真空喷嘴借助所述蒸汽运行并且产生一个真空，具有一个真空室(50)，在该真空室中，冷却介质(52)被加载以该真空以至少部分地汽化和冷却。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，具有一个第一蒸汽喷射真空喷嘴(34)，它产生一个第一真空，冷却介质(52)被加载以该真空；并且具有至少一个第二蒸汽喷射真空喷嘴(36)，它产生一个第二真空，该第二真空高于所述第一真空并且冷却介质(52)被加载以该第二真空。
3.按权利要求2所述的装置，其特征在于，真空室(50)具有至少有两个区段(54，56)或至少两个分室(54，56)，它们为了交换冷却介质(52)而相互连接，其中这些区段或分室(54，56)被加载以不同大小的真空。
4.按前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，具有一个温度测量单元(88)，其确定在冷却介质被引导通过冷却装置(12)之前冷却介质(52)的温度；一个控制或调节单元(50)，其根据所述温度控制或调节通过蒸汽喷射真空喷嘴(34，36)的蒸汽流量。
5.按前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，具有一个泵(60)，其安装在从真空室(50)通向冷却单元(12)的一个输送管道(58)中；一个压力测量单元(94)，其确定在泵(60)之前和之后的冷却介质(52)的压力差；和一个控制或调节单元(90)，其根据所述压力差控制或调节泵(60)的输送能力。
6.按权利要求4或5所述的装置，其特征在于，真空室(50)中的冷却介质(52)的温度被调节到约10℃至20℃，冷却介质(52)的压力被调节到约12mbar。
7.按前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述加热装置(2)是一个热风干燥器(2)，特别是该热风干燥器的一个燃烧室(10)或一个后燃烧装置(10)。
8.按前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述冷却装置(12)包括至少一个冷却辊(16，70)，冷却介质(52)被引导通过该冷却辊，并且，该冷却辊特别是具有一个在从150mm到250mm范围内的直径。
9.干燥器，特别是热风干燥器，其特征在于，具有一个按权利要求1至8之一所述的装置，其中特别是在干燥器(2)中至少集成有蒸汽喷射真空喷嘴(34，36)。
10.印刷机，特别是辊式轮转印刷机，其特征在于，具有一个按权利要求1至8之一所述的装置或一个按权利要求9所述的干燥器。
11.用于冷却材料带(14)、特别辊式轮转印刷机中已印刷并且在一个热风干燥器中被加热的纸带(14)的方法，其中利用一个加热装置(2，10)的余热来进行冷却介质(52)的汽化冷却，该冷却介质为冷却材料带(14)而被引导通过一个冷却装置(12)，并且，该冷却介质(52)的一个第一部分汽化，该冷却介质(52)的一个第二部分通过排出汽化热而被冷却，其特征在于，具有以下方法步骤产生蒸汽，至少部分地借助于该加热装置(2，10)的余热，利用该蒸汽运行一个蒸汽喷射真空喷嘴(34，36)并借助该蒸汽喷射真空喷嘴产生一个真空，以及用该真空对冷却介质(52)加载，以至少部分地汽化和冷却该冷却介质(52)。
全文摘要
用于冷却材料带(14)、特别辊式轮转印刷机中已印刷并且在热风干燥器中被加热的纸带(14)的装置,其中该装置利用加热装置(2,10)的余热进行冷却介质(52)的汽化冷却,该冷却介质为冷却材料带(14)而被引导通过一个冷却装置(12),并且,该冷却介质(52)的第一部分汽化,该冷却介质(52)的第二部分通过排出汽化热而被冷却,特点在于,具有至少一个蒸汽发生器(26),在该蒸汽发生器中至少部分地借助加热装置(10)的余热产生蒸汽;具有至少一个蒸汽喷射真空喷嘴(34,36),其借助所述蒸汽运行并且产生一个真空;具有一个真空室(50),在该真空室中冷却介质(52)被加载以该真空以至少部分地汽化和冷却。
文档编号F26B13/00GK1385302SQ02119848
公开日2002年12月18日 申请日期2002年5月15日 优先权日2001年5月15日
发明者克莱门斯·约翰内斯·玛丽亚·德弗罗姆 申请人:海德堡印刷机械股份公司