Проявочная машина для фотохимической обработки экспонированных фотоматериалов Советский патент 1993 года по МПК G03D3/02 

Изобретение относится к устройствам для фотохимической обработки экспонированных фотоматериалов, применяемых в ки- но-и фототехнике. Преимущественная область использования - проявочные аппараты микрофильмирующей техники для обработки рулонных и форматных фотоматериалов.

Известны устройства, в которых качество фотохимической обработки материалов достигается путем создания температурной однородности растворов. С этой целью в них имеется, кроме системы подогрева, система принудительного охлаждения, которая включается при повышении температур рабочих растворов выше заданных значений; при достижении требуемых температур она отключается. Недостатками таких устройств являются инерционность и значительные температурные выбросы, которые возникают при включении и отключении нагревателей и системы охлаждения.

Известны устройства, в которых температурная и химическая однородность обеспечивается введением различного рода мешалок. Примером может служить Устройство для проявлении фоточувствительных материалов с приспособлением для перемешивания проявляющего раствора, описанное в патенте США № 4362377, НКИ США 354-320. Однако мешалки в блоках обработки не могут создать одинаковых условий фотохимической обработки материалов по всей их площади, особенно когда обрабатываются широкоформатные материалы,

Известны устройства, в которых качество процесса фотохимической обработки достигается за счет постоянства химической активности растворов. Чаще всего это требование обеспечивается введением специальных дозирующих устройств, которые последовательно вводят в растворы укрепляющие добавки. Подобное устройство описано в пат. США Ns 4160594, опубл. 10.07.1979 г., НКИ США 354-324(3), и выбрано авторами в качестве прототипа. Устройство содержит камеры для фотохимической обработки материалов, циркуляционные насосы, осуществляющие подачу растворов и промывной воды, систему подогрева жидкостей с датчиками температуры, систему трубопроводов, датчики наличия фотоматериала в устройстве, по сигналам которых с помощью дополнительных устройств подаются укрепляющие добавки в рабочие растворы и порции чистой промывной воды, сушильное устройство и систему транспортирующих роликов, обеспечивающую движение фотоматериала.

Главным недостатком прототипа является отсутствие системы термостабилизации температур рабочих растворов и промывной воды, в результате чего возможны темпера- 5 турные выбросы, которые сильно ухудшают качество обработки фотоматериалов, что особенно сильно сказывается при высоких температурах рабочих растворов и скоростной обработке материалов.

Целью изобретения является повышение качества обработки фотоматериалов путем обеспечения температурной стабилизации жидкостей.

Это достигается тем, что в проявочную 5 машину для фотохимической обработки экспонированных фотоматериалов, содержащую камеры для обрабатывающих растворов и промывной воды, систему подогрева с температурными датчиками, насосы, устройство

0 подачи укрепляющих добавок, систему соединительных трубопроводов, сушильное устройство и механизм транспортирования фотоматериала введены теплообменники, установленные между каждой камерой с рабо5 чим раствором и насосом, выполненные в виде двух соосных ципиндров- внутреннего и внешнего, при этом, по крайней мере, один из них содержит по всей длине винтовую направляющую, а система подогрева

0 воды включает в себя не менее двух нагревателей, один из которых установлен непосредственно после теплообменника, а другой - перед камерой с промывной водой в круге ее циркуляции, а также в нее введен

5 регулятор расхода охлаждающей воды, установленный перед теплообменником, и блок управления нагревателями, включающий задатчик температуры и блок отработки заданной температуры, подключенный од0 ним входом к задатчику температуры, вторым - к датчику температуры, а выходом - к нагревательному элементу. В проявочной машине блок отработки заданной температуры выполнен из последовательно соеди5 ненных схемы сравнения, усилителя рассогласования, усилителя мощности и нагревателя, содержащего нагревательные элементы и датчик температуры.

Дополнительно к решению ссновной

0 задачи удается уменьшить потребляемую мощность,.а также облегчить обслуживание машины и диагностику ее неисправностей. При разработке системы термостабилизации рабочих растворов и промывной воды

5 принимались во внимание особенности физических процессов теплопередачи. Так учитывалось, что нагревание раствора за счет тепла нагревательного элемента после его выключения (температурный выброс) есть во времени линейно убывающий процесс, т.е. за равные промежутки времени передается убывающее количество тепла, тогда как охлаждение раствора за счет введения теплообменника можно считать равномерным. Равномерным можно также считать охлаждение раствора за счет передачи тепла через стенки камеры и нагревателя. Такие допущения, как показали эксперименты, справедливы для интервалов времени 10-30 с. Для полной ликвидации температурных выбросов охлаждение (за счет теплообменника) должно быть переменным (или нагревание за счет нагревателя при приближении к заданной температуре должно быть переменным). Однако для простоты технического решения охлаждение и нагревание делают постоянными (задавая регламент обработки для конкретного вида фотоматериалов), но задаются допустимой величиной температурных выбросов и временем выхода устройства на заданные режимы. По этим величинам определяют мощности нагревателей, теплообменников и режимы их работы.

В предлагаемом устройстве для уменьшения температурных выбросов рабочих растворов в каждой петле их циркуляции установлен постоянно работающий теплообменник, вода из которого, уже частично подогретая, подается в дальнейшем на промывку фотоматериала. Для уменьшения инерционности работы гидравлической схемы все нагревательные элементы и датчики температур расположены в движущихся потоках жидкости. Для увеличения эффективности работы теплообменника уменьшена толщина его стенок и увеличена площадь соприкосновения с охлаждающей средой. Для этого применена направляющая в виде винтовой поверхности, по которой снизу вверх поднимается охлаждающая вода, двигаясь навстречу протекающему по внутренней трубе рабочему раствору. При этом для уменьшения температурных выбросов средняя мощность, выделяемая нагревателями при их охлаждении, умноженная на кратность циркуляции рабочего раствора в нагревателе, должна быть равна мощности теплообменника умноженной на кратность обмена охлаждающей воды. Кратность обмена охлаждающей воды задается регулятором расхода, введенным в гидравлическую схему, а кратность циркуляции рабочего раствора обеспечивается работой циркуляционного насоса.

Следует также иметь в виду, что для уменьшения амплитуды температурных выбросов необходимо обеспечить выключение нагревателей раньше достижения заданной

температуры. Связано это с тем. что процесс разогрева нагревателей и передача тепла раствору есть процесс значительно более быстрый чем их охлаждение.

К температурной стабильности промывной воды требования ниже, чем к рабочим растворам. Так согласно ГОСТ 13.506-80 аппараты для фотохимической обработки должны обеспечивать поддержание температуры:

проявителя - в пределах ±0,5° С;

других обрабатывающих растворов - в пределах ±1° С;

промывной воды - минус 5° С от заданной.

Это позволило подавать охлаждающую воду из теплообменников в каскадный нагреватель, состоящий из нескольких секций, а затем в круг циркуляции промывной воды. В результате этого система не является полностью замкнутой, так как излишки воды удаляются через контрольный штуцер, что позволило лучше отмывать соли остаточного тиосульфата за счет постоянного поступ- ления чистой воды и одновременно

обеспечить требуемую стабильность температуры.

Логика работы нагревателей для подогрева воды следующая: если вода холодная, то работают все нагоевательные элементы

каскадного (ступенчатого) нагревателя и нагреватель в круге циркуляции промывной воды; если она более теплая, то включается только часть нагревателей, и, наконец, может работать только один нагреватель в круге циркуляции воды. Практика показала, что при расходе промывной воды до 4 л/мин температурные выбросы не более 1° С.

На фиг. 1 изображена гидравлическая схема основной части проявочной машины.

Левая сторона схемы (поз. 1-15) изображает блок фотохимической обработки, правая сторона (поз. 16-23) - блок промывки фотоматериала.

На фиг. 2 изображены теоретические, а

на фиг. 3- экспериментальные графики зависимости температуры рабочего раствора от времени в зоне обработки фотоматериала при работе с теппообменником (сплошная линия) и без него (штриховая линия).

На фиг. 4 представлена упрощенная функциональная схема блока управления нагревателем и блока отработки заданной температуры, на которой нагревателю соответствует поз. 2 (17) фиг. 1.

Проявочная машина для фотохимической обработки экспонированных фотоматериалов содержит циркуляционный насос 1, нагреватель 2, ванну 3, блок фотохимической обработки 4, теплообменник 5. сливной вонтиль 6, регулятор расхода охлаждающей воды 7, каскадный нагреватель 8, соединяющие магистрали круга циркуляции рабочего раствора 9-12. Слив отработанного рабочего раствора осуществляется через шланг 13, подача охлаждающей воды производится по магистрали 14. С целью введения дополнительных укрепляющих добавок в машине имеется специальное дозирующее устройство со своим насосом (на схеме не изображено), которое подает добавки по магистрали 15.

Круг циркуляции промывной воды включает: насос 16, нагреватель 17, ванну 18, блок промывки 19. Так как в ванну 18 непрерывно подается чистая промывная вода, то для соблюдения уровня воды в ванне установлен контрольный штуцер 20, через который избыток воды по шлангу 21 выводится в магистраль 23. Для слива воды из системы предусмотрен вентиль 22.

В качестве циркуляционных насосов (1 и 16) в машине использованы центробежные насосы. Нагреватели (2 и 17) представляют собой коробчатые конструкции из нержавеющей стали типа 12Х18Н10Т, в которых с одной стороны установлены нагревательные элементы типа ТЭНП-12,5.10.0, 315Н220, а с другой стороны в выводной трубке расположен датчик температуры типа ТСМ-0879-01. Таким образом датчик тем- пературы отделен от остальной массы жидкости и все время находится в движущемся потоке, что уменьшает его инерционность. Нагреватели 8 выполнены в виде цилиндров, в одном торце которых установлены нагревательные элементы, а в другом, в выводной трубке, - датчик температуры. Для аварийного отключения нагревателей на их корпусах установлены специальные датчики перегрева.

Над ванной 3 установлен блок фотохимической обработки 4, имеющий транспортирующие ролики, систему распределительных пластин, образующих фильмовой канал, в который поступает обрабатывающий раствор и фотоматериал. Аналогично устроен и блок промывки 19. Ванна вместе с блоком обработки (промывки) образует камеру для обработки (промывки) фотоматериала.

Теплообменник 5 представляет собой соединение двух соосных цилиндров, по внутреннему из которых протекает обрабатывающий раствор, а по внешнему подается охлаждающая вода. Для повышения эффективности теплопередачи в одном из цилиндров (или в обоих) установлена винтовая направляющая. Установка теплообменника произведена перед циркуляционным насосом, так как охлаждение раствора, производимое теплообменником, сопровождается образованием температурной неоднородности, которая уменьшается за счет работы насоса.

Однако насос может находиться и после нагревателя. Это увеличивает температурную однородность раствора, но снижает ее контролируемость, так как удлиняется путь от места установки датчика температуры до фильмового канала. Расход охлаждающей воды устанавливается оператором с помощью регулятора расхода 7.

Гибкие гидравлические связи 9-13, 21 Г 23 позволяют быстро снять любой гидравлический элемент.

Для обеспечения автоматического управления термостабилизацией рабочих растворов и воды в машине имеются блоки управления и блоки отработки заданной температуры. Конструктивно они объединены, за исключением нагревательных элементов (2, 8, 17), приближенных к камерам, вследствие чего на гидравлической схеме (фиг. 1) стоит одна позиция 24 (24 ). Упрощенная функциональная схема, соответствующая поз. 2 (17) гидравлической схемы,

изображена на фиг. 4. Она включает в себя цифровой наборник параметров обработки фотоматериала 25. цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 26, схему сравнения сигналов с ЦАП и датчика температуры 27.

усилитель рассогласования с корректирующими цепями 28, усилитель мощности 29. Ток через датчик температуры регулируется с помощью подстроечного резистора RKp. Результирующий управляющий сигнал с выхода операционного усилителя (схемы сравнения) подается на компаратор, в качестве которого используется микросхема типа 1121 СА1 с коэффициентом усиления и обеспечивающая пороговую чувствительность схемы температурной стабилизации не хуже ±0,1° С. Кроме того, для удобства работы, выполнено смещение шкалы измерения температур таким образом, чтобы нуль шкалы соответствовал нулю °С.

В конструкции машины имеется также система самодиагностики. С этой целью на пульте управления предусмотрена специальная сигнализация о выходе на заданные параметры обработки фотоматб:риалов и общей готовности к работе, что облегчает обслуживание машины и ее ремонт.

Формула изобретения 1. Проявочная машина для фотохимиче- ской обработки экспонированных фотоматериалов, содержащая камеры для обрабатывающих растворов и промывной воды, систему подогрева с температурными датчиками, насосы, устройство подачи укрепляющих добавок, систему соединительных трубопроводов, сушильное устройство и механизм транспортирования фотоматериалов, отличающая с я тем, что, с целью повышения качества обработки фотоматериалов путем обеспечения температурной стабилизации жидкостей, в нее введены теплообменники, установленные между каждой камерой с рабочим раствором и насосом, выполненные в виде двух соосных цилиндров - внутреннего и внешнего, при этом по крайней мере один из них содержит по всей длине винтовую направляющую, а система подогрева воды включает в себя не менее двух нагревателей, один из которых установлен непосредственно после теплообменника, а другой - перед камерой с промывной водой в

0

5

круге ее циркуляции, а также в нее введен регулятор расхода охлаждающей воды, установленный перед теплообменником, и блок управления нагревателями, включающий задатчик температуры и блок отработки заданной температуры, подключенный одним входом к задатчику температуры, вторым - к датчику температуры, а выходом - к нагревательному элементу.

2. Машина по п. 1,отличающаяся тем, что блок отработки заданной температуры выполнен из последовательно соединенных схемы сравнения, усилителя рассогласования, усилителя мощности и нагревателя, содержащего нагревательные элементы и датчик температуры.

Использование: в кино- и фототехнике. Сущность изобретения заключается в том, что для обеспечения заданного температурного режима работы блока фотохимической обработки 4 постоянно работает теплообменник 5 в круге циркуляции рабочего раствора, движущегося от насоса 1 в 4 Ј} нагреватель 2, блок 4, ванну 3, теплообменник 5 и попадающего вновь в насос 1.. Охлаждающая вода, используемая в дальнейшем для промывки фотоматериала, подается через регулируемый вентиль 7 по магистрали 14 в теплообменник, выполненный в виде соосных цилиндров, по внутреннему из которых движется раствор, а по внешнему, вдоль винтовой направляющей, вода, поступающая затем в двухступенчатый нагреватель 8 и ванну 18. Промывная вода движется по своему кругу циркуляции, образованному элементами 16-19, аналогичными элементам 1-4. В машине предусмотрена подача укрепляющих добавок рабочего раствора по шлангу 15. Для автоматического поддержания температур имеется блок управления нагревателями, состоящий из пульта управления с цифровым наборником и следящей системы. 1 з.п. ф-лы. 4 ил. ел С

3,Ъ.

Г