凹版印刷机超声波智能干燥系统及干燥方法与流程

本发明属于印刷包装设备，涉及凹版印刷机超声波智能干燥系统，还涉及凹版印刷机超声波智能干燥系统的干燥方法。

背景技术：

1、凹版印刷机是一种广泛应用于印刷行业的设备，主要用于印刷各种包装材料，如塑料薄膜、纸张、金属箔等。凹印技术因其印刷质量高、生产速度快、适用材料广泛等优势，在印刷领域中占据重要地位。凹版印刷机通常也简称凹印机，凹印机多采用圆压圆直接印刷方式印刷，图文信息制作在印版滚筒上，油墨通过浸墨或喷墨方式供给。凹版印刷将薄膜、纸卷等承印物安装在放卷装置上，通过张力控制系统调整薄膜或纸张的张力，确保薄膜、纸张等承印物在印刷过程中能够稳定的运行。凹版印刷机通常包含青色、品红色、黄色、黑色四个色组，在印刷过程中承印物依次经过四个色组进行印刷，逐步进行套印进而得到整个印刷品，在每个色组印刷后都需要经过干燥系统以固化油墨。在完成四色印刷后，薄膜或纸卷经牵引系统传送到收卷装置，收卷装置将印刷完成的整卷印刷品收卷到卷筒中。在整个印刷过程中，通常会对印刷品进行质量检查，确保印刷品的色彩一致性和图像质量符合标准。特别地，在特定条件下还需对印刷品进行后处理，如切割、折叠等，以满足最终的产品要求。

2、凹印机需要采用专用的凹版印刷油墨，这类油墨通常色彩鲜艳，印刷画面精美，但是其墨层往往较厚导致难以快速干燥。当前凹版印刷机速度已经可以达到300米/秒至500米/秒的范围，因此凹版印刷油墨需要依靠专用的干燥装置来实现干燥，使承印物上的油墨溶剂迅速挥发、干燥结膜，以保证下一个印刷色组的连续印刷工作，通过提高烘箱性能使干燥速度满足印刷速度的需求。常见的凹版印刷干燥方式中，以热风干燥系统最为常见，热风干燥的原理是通过电加热等方式加热空气，进而利用风机将热空气通过管道、烘箱风室和风嘴等部件最后吹送到承印物表面，使油墨中的溶剂或水分迅速蒸发。由于干燥后空气中含有高浓度有机溶剂，因此干燥系统还具有排风系统和尾气处理装置，抽走含有高浓度有机溶剂的空气并对其进行无害化处理。此外，部分烘箱还具有余热回风管路，利用排风管道中的热空气对新进入空气进行加热，在一定程度上减少热能损失。

3、热风干燥是当前凹版印刷机使用的主要干燥方式，但是当前大部分热风干燥系统尚存在以下问题难以解决：

4、1)热风干燥系统通常采取电加热方法获取热空气，再通过风道、风嘴等部件对承印物进行干燥，由于热量极易在设备和空间内快速耗散，这类方法热能损失极大，通常导致凹印机干燥系统的能耗占比在整机的50％至70％左右，消耗了过多能源。

5、2)当前凹版印刷机热风干燥系统的智能化水平普遍偏低，缺乏实时调节功能。当干燥功率过大时，会造成大量能源浪费，持续的高温还会造成承印物发生形变，进而影响套印精度和产品质量；当干燥功率较小时，会导致油墨无法干燥，进而造成最终印刷产品不合格。

6、3)对于凹印机热风干燥系统而言，热风从风嘴出来后，其流场形态复杂，温度场和速度场的均匀性难以控制，会造成额外风量的浪费，进而浪费能源。

7、4)热风干燥系统通常体积较大，为提高干燥效率和减少热量的损失，还需要回风系统，即将部分已经加热过的空气回收并重新利用，回风系统的引入不仅增加了设备的体积和复杂性，还提升了维护难度和成本。

8、5)由于凹印机大量热风干燥部件的存在，导致其工作环境具有明显的高温特点，工作人员必须长期忍受高温，不利于人员身心健康。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供凹版印刷机超声波智能干燥系统，解决了现有干燥系统干燥质量差且造成热量浪费的问题。

2、本发明的另一目的是提供凹版印刷机超声波智能干燥系统的干燥方法，干燥效率高。

3、本发明所采用的第一种技术方案是，凹版印刷机超声波智能干燥系统，包括左侧烘箱体和右侧烘箱体，左侧烘箱体或右侧烘箱体连接有进风单元，左侧烘箱体连接有出风单元，左侧烘箱体中设置有气体浓度传感器，气体浓度传感器依次连接有测试系统、上位机和控制器，右侧烘箱体中设置有箱体内导向辊、超声波发生阵列，超声波发生阵列与控制器连接。

4、本发明第一种技术方案的特点还在于：

5、左侧烘箱体连接有进风单元，左侧烘箱体底部开设有进风口，进风口处通过进风管道连接有进风风机，进风风机连接有空气过滤装置，左侧烘箱体侧壁上靠近顶部处设置有出风口，出风口与进风口形成左侧烘箱体内气体对流。

6、出风单元包括依次连接的出风管道、出风风机、尾气处理装置，左侧烘箱体侧壁上靠近顶部处设置有出风口，左侧烘箱体的出风口处连接有出风管道，气体浓度传感器靠近出风口设置。

7、右侧烘箱体中超声波发生阵列上方设置有隔板。

8、右侧烘箱体连接有进风单元，右侧烘箱体侧壁上靠近顶部处设置有进风口，进风口处通过进风管道连接有进风风机，进风风机连接有空气过滤装置，左侧烘箱体设置有进风口的侧壁下部设置超声波发生阵列，进风口与其下方的超声波发生阵列之间设置有隔板。

9、左侧烘箱体设置有出风口的侧壁下部设置有超声波发生阵列，出风口与其下方的超声波发生阵列之间设置有隔板。

10、超声波发生阵列包括九个超声波发生器，九个超声波发生器呈3×3的阵列等间距排布。

11、本发明所采用的第二种技术方案是，凹版印刷机超声波智能干燥系统的干燥方法，采用本发明的凹版印刷机超声波智能干燥系统进行干燥，具体按照以下步骤实施：

12、步骤1、启动进风单元、出风单元；

13、步骤2、启动凹版印刷机超声波智能干燥系统，启动超声波发生阵列；

14、步骤3、监测左侧烘箱体内部有机溶剂气体浓度；

15、步骤4、根据浓度大小调节超声波发生阵列的超声波功率；

16、步骤5、判定左侧烘箱体内部有机溶剂气体浓度是否符合要求，如果气体浓度符合要求，则进行步骤6，如果气体浓度不符合要求，则跳转至步骤3；

17、步骤6、持续进行干燥。

18、本发明的有益效果是：

19、1)本发明凹版印刷机超声波智能干燥系统，采用超声波干燥技术，通过超声波的高频振动对物体进行干燥。与热风干燥方法相比，超声波干燥能够在较低温度下实现对目标的干燥，且超声波干燥装置体积小，占用更少的空间，便于设备的布局和安装，能够使设备更加灵活地融入不同生产线配置中，可以减少凹印机整体的体积尺寸，提高空间利用效率。此外，超声波的穿透性和均匀分布的阵列设计确保了物料内外的均匀干燥，解决了热风干燥中常见的热风场和温度场不均匀导致印品存在缺陷的问题，提升了干燥效果的稳定性和可靠性。超声波干燥技术适用于热敏性物质，因其能够在较低的温度下完成干燥过程，在低温环境中不仅减少了物料因过热而造成的热损害和热变形，还能够有效降低能源消耗，并优化了工作环境，确保生产过程更加安全和环保。

20、2)在超声波智能干燥系统中增加了调节系统，上位机和控制器能够根据实际干燥需求自动调整超声波功率。通过这种动态控制，系统能够根据物体的湿度和干燥阶段选择最优的输出功率，避免了干燥过渡和干燥不足现象，解决了热风干燥系统干燥过程不均匀、智能化水平低、缺乏实时调节功能等问题。

21、3)进出风单元与热风干燥系统中的风道系统不同，该进出风单元不需要热风余热回收系统，而热风干燥系统通常需要热风余热回收系统设计，即在干燥过程中需要将一部分已经被加热的空气回收并重新循环利用，达到高效的干燥效果。热风余热回收系统不仅增加了系统的复杂性，还可能导致能效降低和维护难度增加。相反，本发明的超声波智能干燥系统利用超声波技术通过高频声波在材料表面产生振动，加速水分蒸发，无需热风余热回收系统，不仅简化了干燥系统的设计，还降低了维护需求，同时提高了整体的能源利用效率。由于超声波发生阵列能够在较短时间内集中发射能量，因而不仅可以在短时间内实现快速干燥，还能缩短干燥路径。与热风干燥系统相比，超声波智能干燥系统能够在较小的体积内完成相同甚至更好的干燥效果，使得整个凹印机系统更加紧凑，提高了空间利用效率。

22、4)本发明的超声波智能干燥系统，由于超声波的高穿透性和均匀性，干燥过程中不会产生过热区域，使得承印物在干燥后依然保持原油的优良平整度，不会出现翘曲、起皱或变形。此外，超声波智能干燥技术不会过度加热，从而保留了承印物的原始透气性，避免了薄膜类(如聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜等)、纸张等基材因高温干燥而变得僵硬或失去弹性，保证了干燥过程基材表面形状和张力的稳定性，优化了后续套印条件，提高了产品质量。与热风干燥系统相比，超声波智能干燥系统不仅提高了干燥效率，还因其在干燥过程产生的热量更少，减少了车间的温度上升和热能散失，为操作人员提供了更舒适的工作环境。

23、5)本发明的超声波智能干燥系统中，超声波的穿透性和均匀分布的阵列设计确保了物料内外的均匀干燥，该设计能够避免热风干燥系统中复杂的流场规律对干燥效果的影响，解决了热风干燥中常见的热风场和温度场不均匀问题，提升了干燥效果的稳定性和可靠性。此外，该设计还回避了设备研发中关于流场分析与计算的相关工作，回避了热风烘箱、风嘴、风道、导风板等复杂非标结构的设计工作，大幅简化了机械结构的研发和制造成本。

24、6)本发明凹版印刷机超声波智能干燥系统的干燥方法，采用本发明的凹版印刷机超声波智能干燥系统进行干燥，能显著提高干燥效率，有效解决热风干燥系统存在的干燥不均、热量浪费、工况高温、体积庞大、成本高昂等问题。