Т ехническая характеристика фкф-45

Размеры копируемых пластин, мм 600X450:

600X420 Время копирования, мин 4.5

Время создания рабочего разрежения в полости 60

стола, с

Время разрежения в полости стола, МПа 0,06 и 0,03—0,02

Неравномерность облучения поверхности стола, % 12

Общая установленная мощность, кВт 4,115

Источник света, его мощность, кВт Металлогалогенная

лампа, 3 Габаритные размеры, мм 985X900X2360

Масса, кг 375

8.3. Вымывные машины

Завершающая стадия изготовления рельефных фотополи­мерных печатных форм — удаление пробельных участков вы­мыванием — по своему характеру напоминает процесс эмульси­онного травления металлических форм. Более того, некоторые конструктивные особенности травильных машин для металли­ческих форм могут быть заимствованы при проектировании и изготовлении вымывных машин для фотополимерных печатных форм.

Вымывные машины для обработки фотополимерных печат­ных форм подразделяются на три типа: машины для вымывания предварительно изогнутых ФПП, машины для обработки плас­тин в плоском виде и комбинированные установки, предназна­ченные для вымывания как плоских, так и изогнутых форм.

Основными узлами вымывных машин являются ванна, в которой содержится вымывной раствор, раствороподающая сис­тема, пластинодержатель, системы термостатирования и авто­матики.

Ванны вымывных машин обычно выполняются из нержаве­ющей стали. Внутри ванны располагается система термостати­рования рабочего раствора, раствороподающая система и фор-модержатель. Для обеспечения равномерности вымывания ФПФ формодержатель и раствороподающая система в процес­се работы совершают перемещение от специального привода. В машинах для обработки предварительно изогнутых ФПП это обычно — простое вращение формодержателя вокруг своей оси. В машинах, обрабатывающих ФПП в плоском виде, перемеща­ется либо раствороподающая система, либо плоский формодер­жатель. Крепление ФПП на пластинодержателях осуществляет­ся механическим или магнитным способом. Раствороподающая система вымывных машин содержит насосную станцию, от ко-

торой рабочий раствор подается в специальный трубчатый рас­пределитель, оснащенный распыливающими форсунками. Для увеличения равномерности орошения поверхности ФПП форсун­ки распределителя располагаются в шахматном порядке. В вы­мывных машинах используются форсунки, дающие равномерно заполненный капельками распыленной жидкости факел и рабо­тающие при давлении (2—5) • 10⁵ Н/м². Конструкция форсунок представлена на рис. 8.4. На рис. 8.4, а показана форсунка / с вещественным завихрительным элементом 2, дающая коничес-

Рис. 8.4. Форсунки распределителей вымывных ма­шин: а — с вещественным завихрителем; б — инверсионного типа

кий факел распыленной жидкости. На рис. 8.4, б — форсунка инверсионного типа, дающая конический фгжел распыливания, вытянутый у основания в виде эллипса. В последнее время фор­сунки первого типа используются значительно реже, так как они чаще засоряются продуктами вымывания, что снижает надеж­ность работы машин.

В некоторых конструкциях машин вымывание незаполиме-ризовавшихся участков ФПФ происходит за счет механическо­го воздействия щеток, погруженных в раствор.

У нас в стране выпускаются две модели операционных ма­шин для вымывания ФПФ: Одесский завод полиграфических машин выпускает модель ФВФ-65, а по разработке УНИИППа Киевский завод полиграфических машин — ФВТ-100. Однако более прогрессивной является обработка ФПП на автоматизи­рованных поточных линиях.

Как правило, в поточных линиях последовательно осуществ­ляются операции вымывания, промывки, сушки и дополнитель­ного экспонирования. Перемещение ФПП по позициям обработ­ки производится специальным транспортером, причем пластина при движении может располагаться как горизонтально, так и вертикально.

200

201

Д ля вымывания незаполимеризовавшихся участков форм используется либо форсуночный способ подачи рабочего раст­вора на поверхность пластины, либо механический — специаль­ными щетками, смоченными в растворителе.

Сушка ФПФ производится теплым воздухом, нагретым до температуры 50—80 °С. Для дополнительного экспонирования обычно используются люминесцентные УФ-лампы.

36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25

Рис. 8.5. Принципиальная схема ФОФ-45

Одесским заводом полиграфических машин выпускается поточная линия для обработки ФПП типа «Целлофот» ФОФ-45.

Принципиальная схема поточной линии ФОФ-45 представ­лена на рис. 8.5. Линия в соответствии со схемой технологичес­кого процесса состоит из секции вымывания //, промывочного модуля 13 и секции сушки и дополнительного экспонирова­ния 15.

Перед началом работы ванна 37 вымывной секции и бак 24 промывочной секции заполняются водой до определенного уров­ня. Заполнение емкостей контролируется поплавковыми датчи­ками уровня 23, 38. Температура воды в ванне вымывной сек­ции доводится до 29 °С.

На накладной стол / устанавливается отэкспонированная фотополимерная пластина 2 фотополимерным слоем вниз. Плас-

тина вручную вводится под ролик 3 датчика наличия пластины, который включает привод насосной станции 35 и автоматичес­кую систему подготовки рабочего раствора. Входя во взаимо­действие с парой обрезиненных транспортирующих валиков 4, ФПП начинает движение по позициям обработки. При входе в секцию вымывания ФПП попадает между двумя направляющи­ми: нижней 5 и верхней 6. Для предотвращения загибания плас­тины вниз на верхней направляющей установлены постоянные магниты 8, которые притягивают к себе стальную подложку формы. Обработка ФПФ ведется распыленными струями вымыв­ного раствора, который подается форсунками 7. Форсунки уста­новлены на верхней крышке распределительной коробки 10. Ванна 37 секции вымывания 11 разделена на две части перего­родкой 9 и выполнена в виде сообщающихся сосудов. Обе части ванны вымывной секции закрываются съемными крышками 12. По секции вымывания ФПП транспортируется тремя парами обрезиненных валиков 4. Перед третьей и четвертой парами ва­ликов находятся датчики наличия пластин (аналогичные датчи­ку 3). Датчик, установленный перед четвертой парой валиков, включает привод насоса 25 секции промывки 13, а датчик, уста­новленный перед третьей парой валиков, после прохождения пластины через секцию вымывания выключает привод насо­са 35.

Промывка фотополимерной формы осуществляется форсун­ками из распределителя 14. В секции сушки и дополнительного экспонирования 15 ФПФ сушится теплым воздухом (темпера­тура воздуха 60—70 °С), который подается на нее из воздушно­го ракеля 16. Дополнительное экспонирование производят тре­мя люминесцентными лампами 17 типа ЛУФ-80. Обработанная ФПФ выводится на приемный стол 18.

Используемый для сушки формы воздух подогревается в калорифере электронагревательными элементами 19 и подается к воздушному ракелю центробежным вентилятором 20.

Ванна секции промывки 13 соединена трубопроводом с ба­ком 24. Заполнение бака водой происходит через электромагнит­ный клапан 21 от водопроводной сети 22. Работой электромаг­нитного клапана управляет поплавковый датчик уровня 23. Во­да из бака 24 подается насосом 25 в распределитель 14. Для предотвращения переполнения бака секции промывки и вымыв­ной ванны имеются переливные емкости 26 и 31, внутри которых установлены переливные трубки 27, 35, через которые излишек сливается в канализацию 30. Для полного слива жидкости из ванн служат вентили 28, 29, 32.

Вымывной раствор, находящийся в ванне 37, перед попада­нием в центробежный насос 35 очищается фильтром 34. Рабочий

202

203

р аствор доводится до требуемой температуры электронагрева­тельными элементами 36, установленными на дне ванны.

Система автоматической подготовки и корректировки вы­мывного раствора включает в свой состав поплавковый индика­тор уровня 38, дозатор концентрированной щелочи 39, дозатор пеногасителя 40, электромагнитный клапан подачи воды 41 и дозатор воды 42. Перед началом работы ванна 37 заполняется водой через электромагнитный клапан 41. Поплавковый датчик уровня 38 при наполнении ванны водой до требуемого уровня дает команду на закрытие клапана 41. При вводе ФПФ под ро­лик 3 датчика наличия пластины в ванну из дозатора воды 42 подается порция свежей воды. Одновременно с этим дозаторы щелочи 39 и пеногасителя 40 подают в ванну порции щелочи и пеногасителя. Центробежный насос 25 осуществляет перемеши­вание раствора, и через 10—15 с он готов к работе. Перед вво­дом в линию каждой новой пластины рабочий раствор коррек­тируется.

После прохождения через линию обработанная ФПФ сни­мается с приемного стола и подвергается контролю по основным показателям качества форм.

Применение поточной линии ФОФ-45 позволяет сократить продолжительность обработки фотополимерных копий в пять раз по сравнению с ФВФ-65, улучшить условия труда операто­ров и качество изготовления форм.

8.4. Расчет некоторых узлов оборудования

для изготовления фотополимерных печатных форм

При обработке фотополимерных печатных форм необходимо обеспечить равномерное орошение поверхности обрабатываемой пластины. Максимальная равномерность будет достигаться при выполнении следующих условий: вся обрабатываемая поверх­ность смачивается жидкостью, т. е. перекрывается факелами раствора, создаваемыми форсунками; взаимное наложение фа­келов на уровне орошаемой поверхности — минимально; коли­чество жидкости, выпадающее вне орошаемой' поверхности, — минимально.

Плотность орошения характеризуется количеством жидкос­ти, орошающей единичную площадь в единицу времени (q = = G/CD). Равномерность же орошения оценивается коэффициен­том избыточного орошения /, представляющего собой отноше­ние суммарной площади факелов всех распылителей Фф к пло­щади орошаемой поверхности Ф₀: /=Фф/Ф₀. При минимальном

204

значении / обеспечивается максимальная равномерность оро­шения.

В распределителях вымывных машин в основном использу­ются форсунки двух видов (см. рис. 8.4). В случае использова­ния форсунок первого вида (см. рис. 8.4, а), дающих правиль­ный конический факел распыла жидкости, их следует распола­гать на поверхности распределителя в вершинах равносторон­них треугольников (рис. 8.6), так как в этом случае коэффици-

Рис. 8.6. Схема размещения форсунок с веществен­ным завихрителем на поверхности распределителя

ент / будет минимальным. При этом радиус зоны орошения мо­жет быть рассчитан по формуле

R = /tg(e/2), (8.1)

где / — расстояние от среза сопла форсунки до поверхности обрабатываемой пластины, мм;

в — корневой угол факела форсунки (град), определяемый экспериментально.

Величина шага форсунок S\ на распределителе может быть определена из соотношения:

S₁=V^r3Ztg(e/2). (8.2)

В случае использования форсунок второго вида (см. рис. 8,4, б), дающих неправильный конический факел распыла жидкости с эллипсом у основания, величину шага форсунок на распреде­лителе, согласно условию перекрывания зон орошения (рис. 8.7), можно рассчитать из соотношений:

S^=2/tg(e_max/2); (8.3)

V = 2/tg(6_min/2). (8.4)

205

I?

В зависимости от типа вымывной машины в раствороподаю-щей системе применяются плоский или цилиндрический распре­делители. Для плоского распределителя (рис. 8.8) количество трубок л определяется из соотношения:

(8.5)

■т+'-

где В — длина формной пластины;

S — шаг между соседними рядами форсунок, определяе­мый по формулам (8.2) или (8.3)_t (8.4) в зависимости от типа форсунки.

\

\ Количество форсунок в трубке определяется по формулам

(8)5) и (8.6).

^ Выбор насоса для гидравлической системы установки. Для

выбора соответствующей марки насоса необходимо руководство­ваться двумя основными гидродинамическими характеристика­ми: объемной подачей и надором на выходе насоса. Требуемая объемная подача Q_Q на выходе насоса определяется по формуле

Qo=^₀; (8.9)

где q — гидравлический расход форсунки, определяемый экспе­риментально; N₀ — общее число форсунок распределителя.

(8.6)

Рис. 8.7. Схема размещения форсунок инвер­сионного типа на поверхности распределителя

Количество форсунок в трубке определяется по формуле

*—- + !.

где А — ширина пластины;

5 — шаг между соседними форсунками, определяемый по формулам (8.2) или (8.3), (8.4) в зависимости от типа фор­сунки.

Для цилиндрического распределителя (рис. 8.9) необходи­мо определить длину развертки распределителя L:

_L^^-[J^ + l+a\ (8.7)

180° \ 2 /

где Оф — диаметр формодержателя; а — высота форсунки; а — угол орошения распределителя, град. Количество трубок для распределителя с форсунками пер­ вого типа определяется из соотношения: L . _t ал

+i

180°/tg(9_mlr)/2)

(-Јs.+/+a) + l. (8.8)

Рис. 8.8. Схема плоского распределителя вымывной машины

Для определения напора на выходе насоса необходимо оп­ределить потери напора в гидросистеме при движении жидкости от выходного патрубка насоса до форсунок и геометрическую высоту нагнетания. Причем геометрическая высота h_T равна вы­соте от центра сечения трубопровода на выходе насоса до плос­кости, где расположены форсунки.

Потери напора в гидросистеме равны сумме всех потерь напора на местных сопротивлениях и плюс потери напора на прямолинейных участках трубопровода с постоянным диамет­ром (т. е. потери по длине).

В общем виде требуемый напор на выходе насоса Я_ПОт вы­числяется по формуле

п т

Я_пот- V ДЯ_£м + S ^А/*« +А. (8- Ю)

206

207

г де A#_iM — потеря напора на i-м местном сопротивлении; &Н_к1 — потеря напора на ас-м участке трубопровода с диамет­ром d_K и длиной /; А_г — геометрическая высота нагнетания; пит — число местных сопротивлений и число участков трубо­провода с постоянным диаметром.

Потеря напора на каждом местном сопротивлении вычис­ляется по формуле Вейсбаха:

ДЯ_м=Е-|е-, (8.11)

где g — коэффициент данного местного сопротивления (опре­деляется по справочнику);

Рис. 8.9. Схема цилиндрического распределителя вымывной машины

£>ср — средняя скорость движения жидкости перед местным; g — ускорение свободного падения.

Потеря напора по длине на каждом участке трубопровода *с постоянным диаметром вычисляется по формуле Дарси— Вейсбаха:

д# _Х_1 ,-^-, (8.12)

^м d 2g

где / — длина данного участка;

d — диаметр участка; Уср — средняя скорость движения жидкости на данном участке;

X — коэффициент гидравлического трения, или коэффици­ент Дарси.

\ Коэффициент Дарси зависит от режима течения жидкости на данном участке. Режим течения жидкости определяется по значению числа Рейнольдса Re:

Re

(8.13)

— _lЈPj

Если вычисленная по формуле (8.12) величина числа Re< <2320, то режим течения жидкости ламинарный и коэффициент Дарси определяется по формуле

(8.14)

Re

При Re>2Z20 режим течения турбулентный и X вычисляется по формуле

. 0,316

(8.15)

VRe

Приведенный расчет гидравлических потерь применим для неразветвленных участков трубопровода. В гидросистеме, пока­занной на рис. 8.8, в точке С происходит разветвление трубо­провода на два симметричных и параллельных участка.

Учитывая, что гидравлические потери напора участка тру­бопровода с параллельно соединенными трубами равны потерям напора в одной из параллельных труб, дальнейший расчет по­терь напора необходимо выполнить для одной из труб коллек­тора и одной из трубок распределительной системы.

Потери напора в трубе коллектора h_K можно вычислить по формуле

-1

8?/₀ ^о

(8.16)

К

n*d

_2(^-/)2>

оё _/==i

где q — расход жидкости через форсунку;

/₀ — расстояние между трубками распределителя;

d₀ — диаметр трубы коллектора;

А,₀ — коэффициент Дарси, вычисленный для начального участка трубы коллектора;

п — число трубок* распределителя, отходящих от трубы коллектора.

(8.17)

*ф>

Поскольку трубки распределителя расположены параллель­но друг другу, то потеря напора во всей системе распределите­ля будет равна потерям в одной трубке:

208

209

(8.18)

где d_p и /_р — диаметр и длина трубки распределителя до форсунки; Я_р — коэффициент Дарси; q — расход жидкости в форсунке; Лф — потери напора в форсунке.

Потери напора в форсунке определяются по формуле

h - *^q*

Ufa — —.

где d$ — диаметр отверстия форсунки; ji — коэффициент рас­хода (задается в справочниках или определяется эксперимен­тально).

Для определения средней скорости движения жидкости при любом сечении трубопровода используют формулу

4Q, ndf

(8.19)

у