用二氧化碳清洗印刷设备的方法及装置

本发明涉及清洗印刷设备的方法及装置，该方法是应用固态二氧化碳颗粒进行空气喷粒处理。更具体讲，本发明涉及用二氧化碳颗粒以空气喷粒方法清洗印刷设备部件。

印刷设备的部件会被油墨和绒絮等碎屑所沾污。在纸或织物上印刷时会发生此问题。在各类印刷设备上也会不同程度地出现这些碎屑。例如，在报纸印刷业中已普遍采用胶印法。胶印机一般采用胶印辊。胶辊是一种橡胶辊或包橡胶辊，用这个辊从印版上接受油墨印刷图形，然后油墨图形移印到通过胶印辊或压印辊的纸上。借助于把一个或多个印版包在版辊外围，并使该辊与胶辊接触并转动，则可以作到连续印刷。在操作胶辊-胶辊印刷机时，使长条纸幅穿过两个胶辊之间。这些辊的安装方式是使其中一个胶辊作为另一个辊的压印辊。这样可以“双面方式”同时在纸幅两面印刷。

来自纸幅的粉尘和绒絮对于连续胶印是不利的，这些碎屑会在胶辊上积聚。粉尘和绒絮使印刷产品品质下降。由于在胶辊上积聚粉尘和绒絮或油墨，需要花费时间去停工清洗。这在报纸行业特别严重，因为新闻纸价格不断上涨，需要采用较低级的含绒絮较多的纸来替代昂贵的纸。

关于收集印刷设备上的油墨、粉尘和绒絮的问题不仅存在于胶印法。在印刷设备上普遍存在这个问题。例如，在弹性凸印纹辊、弹性凸版辊和版、报纸印刷机的筒形辊、金属装饰印刷机的胶辊、辊子凸印辊筒、纺织品印版、胶辊筒等，也会发生此问题。从前人在印刷设备清洗 装置方面所作的努力可知，清洗印刷设备的问题是人所共知的。

在某些类型的印刷中，是先将纸页裁出并堆叠到一起。在纸页上涂有粉末状物质如玉米淀粉来防止互相粘贴。使用带玉米淀粉的纸又增加了碎屑来源。

MacPhee等的US    4344361披露了一种自动式胶辊清洗器，它包含有一个清洗织物配接器，使之与胶辊接触。由清洗辊供料辊为卷布辊供应织物。在这些辊之间有一个水溶剂分配管、一个溶剂分配管和一个可吹胀和放瘪的机械式松开装置，其作用是将清洗织物移入与该胶辊接触和将之移出。本发明以此专利为参考资料。

Fong的US    4038786和Fong等人的US    4389820披露了应用二氧化碳进行喷砂的装置，此二专利亦作为本发明的参考资料。

但是，这些专利并没有披露应用二氧化碳颗粒或其他可升华颗粒来清洗印刷设备。

本发明的目的是提供应用二氧化碳颗粒进行清洗的方法，用于从印刷设备的部件上清洗油墨、绒絮和/或粉尘等碎屑。

本发明的目的还包括提供应用二氧化碳清洗印刷设备的辊子的设备。

业已发现，印刷设备的部件例如胶印机的旋转胶辊可以利用将有压力的空气流通过喷咀或其他分配装置来输送二氧化碳颗粒，从而将之清洗。二氧化碳颗粒可以是雪状或粒状。其中以圆柱形粒状为佳，其他粒状还包括球状、四面体形状，或者其他固体块状。所分配的固体二氧化碳颗粒与空气流混合，并从喷咀喷出，从而从印刷设备部件如胶辊上把积聚的碎屑驱走。同时保持该部件的表面使之仍适用于印刷。

对于旋转式胶辊，此方法可以清洗到裸露出橡胶的程度，或者是除掉一部分碎屑。这可以借助于变化所分配的颗粒的量、密度和类型以及喷粒的时间和空气速度来调节清洗程度。

该设备系统包括一个液态二氧化碳贮罐和将液态二氧化碳转化成雪状或进一步转化成粒状二氧化碳颗粒的装置。然后由加压空气将这些颗粒送出并碰击到表面，发生清洗作用。在碰击时，这些颗粒把碎屑驱下，并且本身升华成为无害的气体。由于颗粒所具的大小和密度，具有最优的清洗能力。

当使用雪状系统时，则不需要成颗粒的装置。在此情况下，将液态二氧化碳转化成为雪状并与使用颗粒的情况一样由加压空气输送出。但是，用雪的系统要比用颗粒的系统更简单，因为所需装置较少。除去上述的清洗方法之外，在需要时还可使用空气、真空或机械装置或者这些方法的综合来从已清洗表面送走碎屑。

本发明还涉及在印刷设备的圆柱形部件上带有碎屑的情况下实施上述方法的设备。该设备包括一些喷咀，这些喷咀是以固定或可移动方式附装在一个杆上，该杆与该圆柱形部件平行并且靠近，使得从喷咀喷出的二氧化碳颗粒将该部件清洗。

图1是按本发明第一实施方案清洗圆柱形部件的示意图。

图2是按本发明使用移动式喷咀的实施方案。

图3是按本发明用在胶印机上的示意图。

图4是按本发明第三实施方案，用于一台双面型胶印机的示意图。

图5是按本发明应用于弹性凸版印刷机的示意图。

图6是按本发明应用于活字印刷机的示意图。

图7是图1所用喷咀的下游端的放大侧视图。

图8是图1沿DD剖面的前视图。

图9是任选的喷咀外套。

优选实施方案

图1是按本发明清洗具橡胶套62的辊子60的第一实施方案。这种辊60一般应用于胶印。

此方案包括一个液态二氧化碳罐10，一般其容量为1吨。液态二氧化碳经过管道12至一个二氧化碳固化器20。12的长度最好不超过175英尺。固化器20包括一个雪室和任选的使雪成粒的装置。雪室和成粒装置的实例见于US4038786和4389820，该两专利均作为本发明的参考资料。典型的成粒系统每小时可制备300磅颗粒。也可通过一个膨胀阀门而成为雪，并可直接送至喷咀。雪或颗粒通过管道22而到达料斗30。最好，每条管道22的长度不超过175英尺。料斗30有绝热层，最好配备Penberthy型空气驱动的喷射器（eductor）（图中未示出）。每个料斗通过管道40连接至一个或二个（未示出）喷咀54。最好在喷咀喷料之前将料斗充满。

喷咀54最好是直接输送型、文杜里喷咀、或者是用于超声速排料的文杜里喷咀。从成粒器至料斗的导管22的长度最好不超过175英尺。从料罐至造雪/成粒器的管道长度最好不超过175英尺。喷咀长度一般约1-4英寸。最好每条导管40的长度不超过20英尺。喷咀54是印刷机上安装的喷头50的一个部件。印刷机上安装的喷头50还包括一个杆52，将喷咀54固定于其上。最好喷头50是安装在印刷机上的方便位置，并且要靠近胶辊62以提供清洗作用。典型的胶辊运纸速率为1800-2000英尺/分钟，这样有利于提供对自动或人工清洗胶辊62的控制，而不致使人员过于靠近转动的胶辊62而发生危险。为此，导管40上可配备阀门70以控制流过的流量。这些阀门可以手工控制或经由常规式控制器80进行自动控制。

一般的料斗30中含颗粒量为30秒至90秒的用量。颗粒或雪利用常规气动输送方式通过导管22送出。CO2颗粒（雪或粒）由气动输送通过导管40从料斗30送至喷咀54。其中一例是US4038786所披露的气动输送。一般，将压缩空气注入导管40或喷咀54，使颗粒从喷咀54排出前被加速。压缩空气的典型压力约为40-200磅/平方英寸表压。

典型的流过量是每个1英寸喷咀为2.4磅颗粒。颗粒或雪的流量为每个喷咀每分钟约0.5-4磅，最好是每个喷咀每分钟不超过2.5磅。空气流量对于1英寸喷咀为40-60标准立方英尺/分钟。典型情况下从料斗至喷咀的距离不超过20英尺。可以用压力为40-200磅/平方英寸表压的压缩空气将颗粒从料斗输送出。典型压力范围为约30-60磅/平方英寸表压。最好是约40-50磅/平方英寸表压。典型的软管/管道/管件弯弧半径为3-4英寸。典型的软管直径为3/8-3/4英寸。喷咀直径为1英寸至约1/4英寸。

胶印机的旋转式胶辊62的清洗可借助于用加压的空气流将固态二氧化碳（雪或颗粒）输送至图1所示的固定喷咀54的喷头50。图2是本发明的第二实施方案，其中喷头50由一个输送机构250所替代，该机构包括杆252和移动式喷咀254。由一个装置（未示出）使喷咀沿杆252前后移动，以清洗整个胶辊62。该输送机构250是安装在印刷机上。

如图3所示的胶印机的旋转式胶辊60是由加压空气流通过输送固态二氧化碳（雪或颗粒）至移动式喷咀254或一系列固定式喷咀54或其他分配装置，从而进行清洗。分配的固体物与空气流混合，把积聚和堆积在胶辊60上的碎屑驱逐，从而将胶辊表面恢复到适于印刷的状态。此方法可以清洗至裸露出橡胶的程度，或者控制到除下一部分碎屑。可以控制所分配的固体的量和密度以及清洗时间和空气速度而控制驱除的程度。

雪状或颗粒状的固态二氧化碳是用加压空气输送，用以碰击到表面上而起到清洁作用。在碰击时，这些颗粒驱下碎屑，然后升华成为无害气体。由于颗粒的尺寸和密度，可达到最佳清洗能力，但使用雪的系统比较简单。

对于如图2所示的情况，在一根杆252上使用两个移动式喷咀254，每根杆可以提供两个料斗，为每一个喷咀提供一个料斗。在另一方案 中，一根杆上提供一个料斗来供应两个喷咀。在以上的各方案中，也可以用一个超大型料斗通过阀门排布来供应数根杆。在此清洗系统停用时间里，应由固化器20将各料斗充满。固定式喷咀可以采用固定式缝隙和管道。通常每台印刷机使用一个二氧化碳固化器（带或不带成粒器），但在必要时可以用多个固化器。雪或颗粒将沿辊的长度分布，长度范围为8-70英寸。本发明还可用作为清洗平表面的装置，可以是变化宽度的表面，以一次通过完成清洗。

图3是应用本发明的典型胶印机的辊子。该胶印机包括一个版辊100，它与胶辊60接触，60又与压印辊110接触。连续的纸幅115通过60和110的间隙。喷头50的位置与胶辊60足够近，使二氧化碳颗粒碰击到胶辊60，从60上清洗掉碎屑。所述碎屑包括油墨、绒絮和粉尘。在110和60之间也可以通过织物或纸页。

在幅料115的两面印刷即所谓的双面印法。采用图4所示胶印机可进行双面印。把图3中的压印辊110换成胶辊130，并使之与版辊140接触。在靠近130处也设置一个与50相同的二氧化碳喷头120，用于清洗130上的碎屑。

图5所示是弹性凸印机，也用本发明的方法和装置进行清洗。该印刷机包括版辊150和凸印辊160。凸印辊160部分浸在油墨槽170的油墨172中，由刮板174从版辊160上挤掉过多的油墨。当150和161转动时，由其间通过纸幅155。喷头50的位置与凸印辊160足够近，于是可由雪状或粒状二氧化碳清洁凸印辊160。图5所示的凸印机与凹印机相似，所以未用专门的图示出凹印机。喷头50的位置还可以位于清洗版辊150或压印辊161的位置，以便清洗这些辊子。

图6所示是在活字印刷机上使用本发明的方法和装置。该活字印刷机包括一个版辊200和压印辊200。当辊子转动时，使纸幅210通过辊200和220之间。按本发明的喷头50是位于与压印辊220足够靠近之 处，用以清洗压印辊。图6所示的活字印刷机与凸版印刷机相似，因此未专门示出凹印机的图。喷头50也可以位于清洗版辊200的位置。

在图3-6中，可以使用固定式喷咀54，或使用带活动喷咀254的机上安装的移动装置250。喷咀54和254的典型设计如US4038786和4389820所示。

在印刷业中可以使用二氧化碳粒或雪来清洗多种一般用的印刷机和印刷设备。这些设备包括：胶辊，压印辊，弹性凸印辊，凸版印辊和版，报纸印刷机的筒辊，金属装饰印刷机胶辊、辊子，压印辊，凹印机辊子，凸印机辊子，织物印版、胶辊或辊子，或咬纸杆清洁器。在印刷领域可用的场合包括以下方面：（平版印）胶印、凸版印、凹版印，雕刻凹版印，以及活字版印刷。本发明提供实质上无害的清洗方法。

在图7和8所示的方案中，喷咀54具有上游圆筒形部分56和下游斜锥形颈部57。按图7所示的方向，颈57是缩颈的，但按图1所示的方向它是扩张成喇叭口形。下游斜锥部分57的末端为椭圆形喷咀口58。在典型情况下，上游部分56的内径A＝1/2英寸，到末端58处缩小并扩张成喇叭口形，从而使开口成椭圆形，C约为1英寸，B的尺寸是使其面积相当于一个直径3/8英寸的圆形。

除去上述的清洗技术之外，空气、真空或机械方式的任一种或全部可以用于在用二氧化碳清洗之前或之后从已清洗表面清理碎屑。完成此操作是至少把喷咀54（或254）或至少其下游端57置于图9所示的外套300之中。外套300具有屈挠性的条边310，这个边与辊子（如辊子60）接触或靠近，从而形成密封。在用真空清理时，用一条真空软管（未示出）接到外套300的一端，将之抽空。在用空气清理时，将通入空气软管（未示出）接到外套300的一端，将空气出口管（未示出）接到另一端。在用机械法清理时，使一个杆状部件（未示出）从外套300的一端移动至另一端，把已洗下的碎屑推出。在某些情况下，特别在清洗报纸 印机时，清洗下来的碎屑即混入报纸纸幅中而不会被明显察觉，于是不需用外套300。

本发明由以下非限定性实施例进一步举例说明。

实施例1

将一个喂进纸页的胶辊用低压颗粒清洗堆积物。但当用低压颗粒处理后，在该胶辊上仍留下沾污物。所用压力为40磅/平方英寸表压，流量约40标准立方英尺/分钟。

实施例2

应用低压颗粒和雪很容易地将一个印报纸胶辊完全清洗干净。用一个喷咀以约6英寸/分钟移动，喷粒流量2.4磅/分钟。压力为40磅/平方英寸表压，流量约40标准立方英尺/分钟。

即使在实施例1中还残留有已干的油墨，预期这些已干的油墨可用更高空气流量和颗粒流量来除净。

已表明，在实施例2中，颗粒流量还可从2.4磅/分钟大大减小而仍能清洗胶辊。由喷咀以一次行程将印报纸胶辊清洗。预期在印刷厂操作中每小时应进行1-4次清洗。一个1英寸喷咀可使用的空气为40磅/平方英寸表压，40-60标准立方英尺/分钟，而3/8英寸喷咀可使用约8-12标准立方英尺/分钟。每分钟处理2000英尺纸幅的典型胶辊大约每秒钟转6转。若一个喷咀以每秒6英寸移动，辊子每秒转6转，则移动每一英寸将完全清洗好该胶辊的相应的1英寸部分。

虽然上述以具体方案说明了本发明的方法和装置，很明显，在不背离本发明的精神实质与范围的情况下还可作出多种改动。因此，本发明并不限于前述的说明，而是以权利要求书所规定的为界。