Общая технологическая схема изготовления ФПФ

На полиграфических предприятиях страны наиболее широко применяют ФПФ марки «Целлофот», изготовляемые централи­зованно и поступающие в типографии в виде фотополимеризу-ющихся пластин (ФПП), представляющих собой металличес­кую или полимерную подложку с закрепленным на ней фотопо­лимерным слоем (ФПС). Централизация изготовления ФПП по­зволяет нормализовать процесс их получения и тем самым обес­печить оптимальные репродукционно-графические и печатно-технологические характеристики пластин. Изготовленные цент­рализованно ФПП должны соответствовать техническим усло­виям ТУ 6-17-913—77 и ТУ 6-17-1841—81.

Фотополимеризующиеся пластины «Целлофот» имеют мно­гослойное строение (рис. 8.1). Подложка 1 изготовлена из стального хромированного листа толщиной 0,25 мм, покрытого с двух сторон эпоксидным лаком. Толщина покрытия — 6— 8 мкм. Подложка обеспечивает надежное закрепление ФПФ на формном цилиндре печатной машины и гарантирует неизмен­ное расположение печатающих элементов на протяжении всего печатного процесса. Кроме того, стальная подложка позволяет использовать магнитные способы крепления ФПФ в печатной машине, что сокращает простои машины и повышает произво­дительность труда и печатного оборудования.

Нанесенный на пластину как антикоррозийное покрытие эпоксидный лак ЭП-527 одновременно является и противооре-ольным слоем 2 и обеспечивает регулирование отражения УФ-

 

⁷ Зак. 1076

лучей от подложки. Чрезмерно интенсивное отражение УФ-лу-чей от подложки вызывают фотополимеризацию в пробельных элементах, что влечет к получению некачественной ФПФ. Од­нако отражение определенной величины играет положительную роль, способствуя получению более широкого основания печата­ющих элементов, что обеспечивает их высокую устойчивость в процессе печатания.

Тиражестойкость ФПФ зависит от надежности и прочности соединения фотополимерного слоя (ФПС) с подложкой. Это

соединение обеспечивается с помощью адгезионного слоя 5, который состоит из фотополимеризующейся клеевой композиции. Толщина адгезионного слоя — 15-f-25 мкм.

Для защиты адгезионного слоя от
набухания под воздействием вымыв­
ного раствора служит промежуточный
слой 4. Кроме того, промежуточный
слой имеет композицию, значительно
превышающую тиражестойкость ФПФ.
Рис. 8.1. Строение фо- Толщина этого слоя — 8-М 5 мкм.

тополимеризующейся Основной слой ФПП — это фото-

пластины «Целлофот» полимеризующийся слой (ФПС) 5, на

котором формируются печатающие элементы. Основным компонентом этого слоя является ацето-сукцинат целлюлозы, который придает всей ФПК способность растворяться в слабощелочных водных растворах. Толщина ФПС — 400 или 670 мкм в зависимости от применяемого типа печатных машин.

Отечественная промышленность выпускает ФПП двух ви­дов — «Целлофот-2» и «Целлофот-3».

В технологии изготовления фотополимерных форм основ­ными операциями являются процессы копирования негатива на фотополимерный материал в плоском или изогнутом виде и по­следующее вымывание незасвеченных пробельных участков, благодаря чему и создается печатающий рельеф. Общая схема технологического процесса изготовления ФПФ представлена на рис. 8.2.

Форма профиля печатающих элементов зависит от условий экспонирования — интенсивности облучения, источников осве­щения, а также от расстояния между печатающими элемента­ми. Фотополимеризация светочувствительных композиций про­текает под действием лучей той части спектра, которая погло­щается слоем полимеризующейся композиции, а именно в об­ласти 200—250 нм.

Операция экспонирования основана на том, что процесс фотополимеризации происходит только в тех участках ФПК, на которые воздействуют УФ-лучи (рис. 8.2, б). В качестве источ­ника УФ-излучения применяются люминесцентные, ртутные и металлогалогенные лампы.

На скорость фотополимеризации ФПП отрицательно влия­ет растворенный в ФПС кислород воздуха. Поэтому для повы­шения светочувствительности ФПП проводят обработку ФПС

А в

Рис. 8.2. Схема технологического процесса изготовле­ния ФПФ:

/ — подложка; 2 — промежуточные слои; 3 — фотополимеризу-ющийся слой; 4 — фотополимер (скрытое изображение, печата­ющий рельеф, печатающие элементы); 5—фотоформа (негатив)

при помощи специальных источников света, под действием ко­торых происходит химическая реакция, связывающая раство­ренный кислород. Фотокондиционирование (рис. 8.2, а) можно проводить и с использованием источников УФ-света, но при этом между ФПС и лампой устанавливают светофильтр, отсе­кающий УФ-область спектра. Фотокондиционирование проводят непосредственно перед экспонированием.

После экспонирования ФПС несет скрытое изображение, которое преобразуется в печатающий рельеф в результате об­работки ФПФ вымывным раствором (0,15%-ный водный раст­вор гидроокиси натрия). Вымывание (рис. 8.2, в) основывается на том, что в процессе фотополимеризации печатающие элемен­ты теряют способность растворяться в вымывном растворе.

После проведения операции вымывания полученную ФПФ сушат и подвергают доэкспонированию (рис. 8.2, г) в течение 3—5 мин без негатива. Этим достигается более высокая сте­пень полимеризации и большая ее равномерность по всему объе­му печатающих элементов. В результате печатающие элементы имеют большую твердость и износостойкость, повышается ка­чество печати и тиражестойкость, а также уменьшается дефор­мируемость, в результате чего повышается точность передачи изображения на бумагу.

Для отдельных видов ФПФ дополнительно проводят за­ключительные операции: сушку при повышенной температуре, обработку растворами и др.

В последнее время отечественная промышленность освоила выпуск ФПФ «Гидрофот», для которых процесс вымывания осу­ществляется простой водой.

8.2. Экспонирующие установки

Существующие установки отличаются главным образом конструкцией осветительной камеры и видом источников акти-ничного света. Осветительные установки должны удовлетворять следующим требованиям: обеспечивать высокую равномерность освещения по всей площади формы; создавать актиничный по­ток света; не нагревать поверхность ФПФ выше допустимой тем­пературы; обеспечивать удобство фиксации монтажа фотофор­мы на поверхность ФПФ.

Одесским заводом полиграфических машин серийно выпус­кается комплект оборудования, состоящий из экспонирующей установки ФЭФ-65 и вымывной машины ФВФ-65.

В настоящее время в УНИИППе создано второе поколение формного оборудования для изготовления фотополимерных пе­чатных форм «Целлофот» и «Гидрофот». В комплект оборудо­вания входят экспонирующая установка ФЭТ-70 и вымывная машина ФВТ-100. В указанных экспонирующих установках при­меняются люминесцентные лампы марки ЛУФ-80, что позволя­ет обеспечить высокую равномерность освещения, но удлиняет процесс экспонирования.

В современных экспонирующих установках применяют вы­сокоинтенсивные источники облучения точечного или линейного типа. Примером таких источников являются широко распрост­раненные металлогалогенные лампы (МГЛ). Экспонирующие установки на МГЛ более компактны, а главное, обеспечивают высокое качество ФПФ и существенно сокращают процесс экс­понирования.

Одесским заводом полиграфических машин на основе раз­работок НПО «Полиграфмаш» в 1985 г. изготовлены опытные образцы установки модели ФКФ-45, в которой в качестве ис­точника ультрафиолетового излучения применяется отечествен­ная металлогалогенная лампа ДРТИ-3000 мощностью 3 кВт.

Основными узлами современных установок для копирова­ния фотополимерных пластин являются: остов, стол для креп­ления ФПП и негатива; вакуумная система, обеспечивающая плотный контакт негатива с пластиной для копирования; облу­чатель с лампой; отражающие экраны с отражателями; затвор; системы охлаждения МГЛ и поверхности стола; пускорегулиру-ющий аппарат и электрооборудование.

Принципиальная схема установки модели ФКФ-45 пред­ставлена на рис. 8.3. Установка представляет собой аппарат для экспонирования фотополимерных пластин, расположенных на горизонтальном столе, с точечным источником ультрафиоле­тового излучения, помещенным над столом. Станина / является остовом установки, и на ней закреплены основные сборочные единицы и устройства. Она представляет собой сварную конст­рукцию в виде прямоугольного каркаса, выполненного из пусто­телых профилей квадратного сечения. Каркас со всех сто­рон закрыт листовыми щитками, образующими стенки уста­новки.

Стол 2 предназначен для укладки и крепления на нем фото­полимерной пластины и фотоформы. Фотополимерная пластина и фотоформа крепятся при помощи вакуумной системы. Для этого на рабочей поверхности стола расположена система па­зов и отверстий, соединенных с вакуумной системой.

При укладке пластины и фотоформы стол 2 перемещается вперед. При движении стола его ролики перемещаются вначале в пазах направляющих планок, а затем, дойдя до конца пазов, тянут за собой планки, которые движутся между роликами, расположенными на станине.

Сверху пластины и фотоформы накладывается покровная пленка 3, которая закреплена на валике 12, установленном у задней стороны стола 2. Передний край пленки наматывается на валик, который закрепляется по бокам стола 2 у его перед­ней кромки. Пленка покрывает весь полезный формат стола.

В верхней части установки находится осветитель 5, кото­рый предназначен для создания направленного актиничного излучения на фотоформу с фотополимерной пластиной. Осве­титель представляет собой уголковый каркас сварной конст­рукции, обшитый тиснеными алюминиевыми листами. Затвор 6 делит осветитель на две части и состоит из двух шторок, за­крепленных на шарнирном параллелограмме. Механизм затво-

 

pa приводится в движение от электродвигателя // через спе­циальный привод.

В верхней части осветителя установлена лампа 7, над кото­рой помещен зеркальный отражатель 8. На осветителе установ­лен вентилятор 9 с заслонкой 10, которая имеет привод от элек-

Рис. 8.3. Схема экспонирующей установки ФКФ-45

тромагнита. Вентилятор 9 предназначен для охлаждения лам­пы 7.

Непосредственно над столом 3 на щитках закреплены от­ражающие экраны 4, которые способствуют равномерности ос­вещения поверхности стола и одновременно уменьшают нагрев боковых стенок установки.

В нижней части установки под столом размещаются элек­трооборудование и вакуумная система 14. Там же размещается вентилятор 13 с соплом для охлаждения покровной пленки, фо­тоформы и фотополимерной пластины. Температура на поверх­ности ФПФ допускается не выше 40 °С. Поверхность стола сни­зу дополнительно охлаждается индивидуальным вентилятором.

Плотный прижим покровной пленки и ФПФ к поверхности стола обеспечивается при помощи вакуума. Вакуумная систе­ма 14 состоит из вакуумного насоса Н, двух ресиверов РС1 и РС2, трех электромагнитных воздухораспределителей PI, P2 и РЗ, двух реле давления РД1 и РД2, вакуумметра В и пневма­тического стола 2.

Вакуумная система позволяет осуществлять двухступенча­тый набор вакуума, что обеспечивает удобство работы операто­ра при укладке ФПП, фотоформы и пленки, а в последующем гарантирует надежный прижим их к поверхности стола.

Вакуумная система работает в следующей последователь­ности. Перед началом работы включают вакуумный насос Н, и при этом в ресивере РС2 создается вакуум не ниже 0,06 МПа, который поддерживается при помощи реле давления РД2 в те­чение всей работы установки.

После укладки на стол ФПП, фотоформы и закатки пленки включают первую ступень вакуума. При этом включаются элек­тромагнитные воздухораспределители Р1 и Р2, в результате чего полость стола 2 соединяется с ресивером РС1 и одновремен­но отключается от атмосферы. Воздухораспределитель Р2 сое­диняет ресиверы РС1 и РС2.

При первой ступени разрежения осуществляют разравнива­ние полиэтиленовой пленки и удаляют вручную воздушные пу­зыри под ней. Когда пленка разровнена, включают вторую сту­пень вакуума. При этом включится воздухораспределитель РЗ и соединит ресивер РС2 с полостью стола. Реле РД1 управляет электромагнитом воздухораспределителя Р2 и настроено на ва­куум 0,02—0,03 МПа. При достижении разрежения в полости стола 2, равного 0,03 МПа, воздухораспределитель Р1 отключа­ется, а при разрежении 0,02 МПа — включается.

По окончании копирования включается «Сброс» и полость стола соединяется с атмосферой, а все приборы возвращаются в исходное положение.

Дозирование времени экспонирования выполняется при по­мощи двух реле времени: основного и дополнительного.

Экспонирование может проводиться с пониженной мощ­ностью (дежурный режим) и с номинальной мощностью (рабо­чий режим). Режим экспозиции выбирают при помощи специ­ального переключателя.

 

Техническая 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.

 

Для 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

 

раствор 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

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)

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(9mlr)/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)

 

где 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:

 

 

(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