一種新型大直徑干燥烘缸的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型大直徑干燥烘缸，所述烘缸包括一體制成的中空的厚壁筒狀的缸筒，所述缸筒的內(nèi)表面上緊密貼覆保溫材料，所述缸筒的筒壁內(nèi)沿圓周方向均布間隔設(shè)有沿軸向供加熱媒介使用的通道，在缸筒的筒壁內(nèi)沿軸向在通道之間沿圓周方向均布間隔設(shè)有熱管，該熱管作為烘缸外表面的溫度均衡元件。本烘缸采用大直徑夾套式烘缸，夾套內(nèi)除了設(shè)有熱媒介流通通道外，還設(shè)有熱管組，該熱管組能保證烘缸表面沿軸向熱量分布的均勻一致性，使得任何原因引起的在烘缸表面上存在的溫度梯度都能夠在極短的時(shí)間內(nèi)得以消除，使得其表面熱量分布均一性好，熱穩(wěn)定性高，抗軸向溫度波動(dòng)干擾能力強(qiáng)，使得干燥后的紙張等薄型材料的水分含量分布均勻。
【專利說明】
一種新型大直徑干燥烘缸

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于造紙【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及造紙過程干燥操作的裝置，尤其是一種運(yùn)用帶有內(nèi)置熱管、保證被干燥紙幅接觸面溫度均勻、干燥恒定的新型大直徑干燥烘缸。

【背景技術(shù)】
[0002]在濕法造紙過程中，紙張干燥是個(gè)高能耗的單元操作，因而它引起了學(xué)者和科研人員的廣泛關(guān)注。迄今為止，已有多種干燥技術(shù)和裝置被研究和開發(fā)出來，并已應(yīng)用于生產(chǎn)。例如，蒸汽烘缸、紅外輻射、熱風(fēng)沖擊等干燥方法。但是，由于蒸汽相對(duì)于其它加熱方式所具有的生產(chǎn)成本低廉、紙廠現(xiàn)有易得、干燥后紙頁(yè)平滑度高等優(yōu)勢(shì)，除特種紙張生產(chǎn)過程的需求外，蒸汽烘缸干燥紙幅的方式被絕大多數(shù)造紙廠所采用。
[0003]然而，因?yàn)槭艿礁稍锼俾实南拗?，現(xiàn)代化的中高速紙機(jī)上的干燥部往往要配備100只以上的蒸汽烘缸，這不但使紙廠占地龐大、需要耗費(fèi)高額的基礎(chǔ)建設(shè)投資費(fèi)用，而且增加了日常生產(chǎn)的維護(hù)費(fèi)用和動(dòng)力消耗。為了縮短紙機(jī)干燥部的長(zhǎng)度、提高單個(gè)烘缸的干燥速率和效率，使用大直徑烘缸的概念得到了造紙行業(yè)人員的認(rèn)同。大直徑烘缸的概念來源于造紙業(yè)使用由來已久的、通常使用于衛(wèi)生紙生產(chǎn)的楊克式烘缸。楊克式烘缸因其直徑較大，可達(dá)普通蒸汽烘缸的二倍以上；又由于在單個(gè)楊克式烘缸上，紙幅被連續(xù)加熱，中間沒有象普通烘缸組內(nèi)烘缸與烘缸間存在的冷卻降溫環(huán)節(jié)，所以單個(gè)楊克式烘缸干燥能力可以達(dá)到多個(gè)普通烘缸的水平。
[0004]受楊克式烘缸的啟發(fā)，建造更大直接的烘缸應(yīng)該可以更高效地干燥紙幅、更有效地縮短干燥部長(zhǎng)度。但是當(dāng)烘缸直徑很大時(shí)，蒸汽在烘缸內(nèi)的冷凝過程和冷凝水從缸體內(nèi)排出都變得困難；并且烘缸兩端的端蓋散熱問題也顯得突出了。因此有人提出了使用夾套式烘缸構(gòu)造的設(shè)計(jì)方案。該設(shè)計(jì)使蒸汽冷凝發(fā)生在相對(duì)狹小的空間里，并且有效地減少了烘缸兩端端蓋的熱損失。然而，該設(shè)計(jì)由于其蒸汽冷凝面的起始處到冷凝水排出處經(jīng)過的路徑太長(zhǎng)，使得烘缸表面的溫度分布會(huì)存在不均一性。經(jīng)這樣的烘缸干燥后的紙幅會(huì)產(chǎn)生干燥不均勻性，接觸烘缸表面上溫度高的部位的紙幅會(huì)干燥的快些，反之則干燥的慢些，由此會(huì)在最終完成的紙幅上形成雞皮、翹曲、起皺等紙病，造成產(chǎn)品不合格。另外，對(duì)于大直徑長(zhǎng)幅寬的干燥烘缸而言，由于制造加工誤差、加熱源供熱波動(dòng)、加熱介質(zhì)熱量分布不均勻、被加熱干燥物體水分或質(zhì)量分布的不均勻等原因都可能導(dǎo)致烘缸表面溫度存在差別，這一差別對(duì)于像紙張之類的薄頁(yè)物體的干燥來說會(huì)造成局部干燥過速或過緩，最終導(dǎo)致成紙的翹曲或起皺等紙病，也造成了產(chǎn)品不合格。
[0005]通過檢索，發(fā)現(xiàn)如下一篇與本發(fā)明專利申請(qǐng)相關(guān)的專利公開文獻(xiàn):
[0006]高速衛(wèi)生造紙機(jī)系統(tǒng)的高效干燥烘缸裝置(CN203320338U)，涉及一種高效干燥烘缸裝置，尤其涉及一種高速衛(wèi)生造紙機(jī)系統(tǒng)的高效干燥烘缸裝置，特別適用于薄紙頁(yè)的高效干燥。包括操作側(cè)軸頭和傳動(dòng)側(cè)軸頭，所述的操作側(cè)軸頭與傳動(dòng)側(cè)軸頭間設(shè)有內(nèi)拉筒，所述的操作側(cè)軸頭的外圈設(shè)有與之相固定的左端蓋，所述的傳動(dòng)側(cè)軸頭的外圈設(shè)有與之相固定的右端蓋，所述的左端蓋與右端蓋為相同結(jié)構(gòu)，所述的左端蓋的內(nèi)壁頂端與右端蓋的內(nèi)壁頂端間設(shè)有與之相固定的外殼體，所述的外殼體的內(nèi)壁設(shè)有溝槽機(jī)構(gòu)。高速衛(wèi)生造紙機(jī)系統(tǒng)的高效干燥烘缸裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，提升使用性能，降低能耗。
[0007]通過對(duì)比，本發(fā)明專利申請(qǐng)與上述專利公開文獻(xiàn)存在本質(zhì)的不同。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種表面熱量分布均一性好、熱穩(wěn)定性高、抗軸向溫度波動(dòng)干擾能力強(qiáng)、能提高蒸汽烘缸蒸發(fā)效率、使大直徑長(zhǎng)幅寬蒸汽烘缸表面的溫度分布不均勻性降到最低的新型大直徑干燥烘缸，該烘缸通過夾套內(nèi)內(nèi)置熱管的瞬態(tài)響應(yīng)特性，使得任何原因引起的在烘缸表面上存在的溫度梯度都能夠在極短的時(shí)間內(nèi)得以消除，使得干燥后的紙張等薄型材料的水分含量分布的均勻性。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的的技術(shù)方案如下:
[0010]一種新型大直徑干燥烘缸，所述烘缸包括一體制成的中空的厚壁筒狀的缸筒，所述缸筒的內(nèi)表面上緊密貼覆保溫材料，所述缸筒的筒壁內(nèi)沿圓周方向均布間隔設(shè)有沿軸向供加熱媒介使用的通道，在缸筒的筒壁內(nèi)沿軸向在通道之間沿圓周方向均布間隔設(shè)有熱管，該熱管作為烘缸外表面的溫度均衡元件。
[0011]而且，所述熱管為圓形幾何形狀。
[0012]而且，所述熱管橫截面為圓形、方形或梯形。
[0013]而且，所述的加熱媒介為蒸汽、熱水、熱油、燃?xì)饣螂娏Α?br> [0014]而且，所述熱管內(nèi)填充芯材，并可使用非常規(guī)流體作為熱管的工作介質(zhì)。
[0015]而且，所述非常規(guī)流體為納米流體。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0017]1、本烘缸采用大直徑夾套式烘缸，夾套內(nèi)可用水、蒸汽、油、燃?xì)庾鳛榧訜崦浇?，也可用電能直接加熱；夾套內(nèi)除了設(shè)有供加熱媒介流通的管道或放置加熱部件如電阻絲的通道外，還設(shè)有與軸向平行放置的熱管組，該熱管組能保證烘缸表面沿軸向熱量分布的均勻一致性，這對(duì)長(zhǎng)度較大的烘缸而言顯得尤其重要；該烘缸通過夾套內(nèi)內(nèi)置熱管的瞬態(tài)響應(yīng)特性，使得任何原因引起的在烘缸表面上存在的溫度梯度都能夠在極短的時(shí)間內(nèi)得以消除，使得其表面熱量分布均一性好，熱穩(wěn)定性高，抗軸向溫度波動(dòng)干擾能力強(qiáng)，使得干燥后的紙張等薄型材料的水分含量分布的均勻性。
[0018]2、本烘缸采用大直接蒸汽烘缸，單個(gè)烘缸蒸發(fā)面積大、干燥能力強(qiáng)，使干燥部所需烘缸數(shù)量少，占地面積小，基礎(chǔ)投資少，動(dòng)力消耗小，節(jié)約了能源；同時(shí)，由于該烘缸仍可以采用紙廠易得的蒸汽作為加熱源，所以無論是新建還是改造現(xiàn)有的紙廠都不需要太多的額外建設(shè)和投入，進(jìn)一步節(jié)約了能源。
[0019]3、本烘缸內(nèi)壁設(shè)置的熱管為被動(dòng)熱傳導(dǎo)元件，一旦烘缸建成投入使用后就無需任何干預(yù)即可長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作，可達(dá)到零維護(hù)的要求，節(jié)約了人力、物力。
[0020]4、本烘缸由于熱管傳熱的瞬態(tài)響應(yīng)特性，只要烘缸表面存在溫度梯度，熱量就會(huì)被熱管從高溫的地方迅速地傳遞到溫度低的地方，工作效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明烘缸的結(jié)構(gòu)連接示意圖；
[0022]圖2為圖1的A-A向截面剖視圖；
[0023]圖3為圖1中熱管的截面放大圖；其中，圖3-1為圓形熱管的截面放大圖；圖3-2為方形熱管的截面放大圖；圖3-3為梯形熱管的截面放大圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明；下述實(shí)施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0025]本發(fā)明中所使用的設(shè)備，如無特殊規(guī)定，均為本領(lǐng)域內(nèi)常用的設(shè)備；本發(fā)明中所使用的方法，如無特殊規(guī)定，均為本領(lǐng)域內(nèi)常用的方法。
[0026]一種新型大直徑干燥烘缸，如圖1和圖2所示，所述烘缸包括一體制成的中空的厚壁筒狀的缸筒1，所述缸筒的內(nèi)表面上緊密貼覆保溫材料4，所述缸筒的筒壁內(nèi)沿圓周方向均布間隔設(shè)有沿軸向供加熱媒介使用的通道3，在缸筒的筒壁內(nèi)沿軸向在通道之間沿圓周方向均布間隔設(shè)有熱管2，該熱管作為烘缸外表面的溫度均衡元件。
[0027]所述的加熱媒介可以是蒸汽、熱水、熱油或電力等。
[0028]在本實(shí)施例中，所述熱管為一種圓形幾何形狀。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，熱管橫截面并不局限于圓形，其可以為方形、梯形等形狀，如圖3所示。熱管內(nèi)可填充芯材，并可使用納米流體等非常規(guī)流體作為熱管的工作介質(zhì)。
[0029]本發(fā)明的特點(diǎn)是在烘缸殼體嵌入熱管組，使缸體表面溫度分布均勻；所涉及的烘缸并不局限于蒸汽加熱的烘缸，可以為其它加熱形式；烘缸體的直徑和長(zhǎng)度也沒有約束。
[0030]所嵌入的熱管可以是預(yù)先制作好的熱管，也可以是在烘缸殼體內(nèi)開溝槽后充工作液填芯層而成。本發(fā)明申請(qǐng)保護(hù)的是該種在烘缸體置入熱管元件的技術(shù)和裝置。
[0031]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施案例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種新型大直徑干燥烘缸，其特征在于:所述烘缸包括一體制成的中空的厚壁筒狀的缸筒，所述缸筒的內(nèi)表面上緊密貼覆保溫材料，所述缸筒的筒壁內(nèi)沿圓周方向均布間隔設(shè)有沿軸向供加熱媒介使用的通道，在缸筒的筒壁內(nèi)沿軸向在通道之間沿圓周方向均布間隔設(shè)有熱管，該熱管作為烘缸外表面的溫度均衡元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型大直徑干燥烘缸，其特征在于:所述熱管為圓形幾何形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型大直徑干燥烘缸，其特征在于:所述熱管橫截面為圓形、方形或梯形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的新型大直徑干燥烘缸，其特征在于:所述的加熱媒介為蒸汽、熱水、熱油、燃?xì)饣螂娏Α?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的新型大直徑干燥烘缸，其特征在于:所述熱管內(nèi)填充芯材，并可使用非常規(guī)流體作為熱管的工作介質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型大直徑干燥烘缸，其特征在于:所述非常規(guī)流體為納米流體。
【文檔編號(hào)】D21F5/02GK104452408SQ201410598771
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】趙樹雷, 姜豐偉, 劉桂芳 申請(qǐng)人:天津科技大學(xué)