一種新型大直徑干燥烘缸的制作方法
【專利摘要】本發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，所述缸筒的內表面上緊密貼覆保溫材料，所述缸筒的筒壁內沿圓周方向均布間隔設有沿軸向供加熱媒介使用的通道，在缸筒的筒壁內沿軸向在通道之間沿圓周方向均布間隔設有熱管，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，夾套內除了設有熱媒介流通通道外，還設有熱管組，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間內得以消除，使得其表面熱量分布均一性好，熱穩定性高，抗軸向溫度波動干擾能力強，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
【技術領域】
[0001]本發明屬于造紙【技術領域】，涉及造紙過程干燥操作的裝置，尤其是一種運用帶有內置熱管、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】
[0002]在濕法造紙過程中，紙張干燥是個高能耗的單元操作，因而它引起了學者和科研人員的廣泛關注。迄今為止，已有多種干燥技術和裝置被研究和開發出來，并已應用于生產。例如，蒸汽烘缸、紅外輻射、熱風沖擊等干燥方法。但是，由于蒸汽相對于其它加熱方式所具有的生產成本低廉、紙廠現有易得、干燥后紙頁平滑度高等優勢，除特種紙張生產過程的需求外，蒸汽烘缸干燥紙幅的方式被絕大多數造紙廠所采用。
[0003]然而，因為受到干燥速率的限制，現代化的中高速紙機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、需要耗費高額的基礎建設投資費用，而且增加了日常生產的維護費用和動力消耗。為了縮短紙機干燥部的長度、提高單個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人員的認同。大直徑烘缸的概念來源于造紙業使用由來已久的、通常使用于衛生紙生產的楊克式烘缸。楊克式烘缸因其直徑較大，可達普通蒸汽烘缸的二倍以上；又由于在單個楊克式烘缸上，紙幅被連續加熱，中間沒有象普通烘缸組內烘缸與烘缸間存在的冷卻降溫環節，所以單個楊克式烘缸干燥能力可以達到多個普通烘缸的水平。
[0004]受楊克式烘缸的啟發，建造更大直接的烘缸應該可以更高效地干燥紙幅、更有效地縮短干燥部長度。但是當烘缸直徑很大時，蒸汽在烘缸內的冷凝過程和冷凝水從缸體內排出都變得困難；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造的設計方案。該設計使蒸汽冷凝發生在相對狹小的空間里，并且有效地減少了烘缸兩端端蓋的熱損失。然而，該設計由于其蒸汽冷凝面的起始處到冷凝水排出處經過的路徑太長，使得烘缸表面的溫度分布會存在不均一性。經這樣的烘缸干燥后的紙幅會產生干燥不均勻性，接觸烘缸表面上溫度高的部位的紙幅會干燥的快些，反之則干燥的慢些，由此會在最終完成的紙幅上形成雞皮、翹曲、起皺等紙病，造成產品不合格。另外，對于大直徑長幅寬的干燥烘缸而言，由于制造加工誤差、加熱源供熱波動、加熱介質熱量分布不均勻、被加熱干燥物體水分或質量分布的不均勻等原因都可能導致烘缸表面溫度存在差別，這一差別對于像紙張之類的薄頁物體的干燥來說會造成局部干燥過速或過緩，最終導致成紙的翹曲或起皺等紙病，也造成了產品不合格。
[0005]通過檢索，發現如下一篇與本發明專利申請相關的專利公開文獻:
[0006]高速衛生造紙機系統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生造紙機系統的高效干燥烘缸裝置，特別適用于薄紙頁的高效干燥。包括操作側軸頭和傳動側軸頭，所述的操作側軸頭與傳動側軸頭間設有內拉筒，所述的操作側軸頭的外圈設有與之相固定的左端蓋，所述的傳動側軸頭的外圈設有與之相固定的右端蓋，所述的左端蓋與右端蓋為相同結構，所述的左端蓋的內壁頂端與右端蓋的內壁頂端間設有與之相固定的外殼體，所述的外殼體的內壁設有溝槽機構。高速衛生造紙機系統的高效干燥烘缸裝置，結構緊湊，提升使用性能，降低能耗。
[0007]通過對比，本發明專利申請與上述專利公開文獻存在本質的不同。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種表面熱量分布均一性好、熱穩定性高、抗軸向溫度波動干擾能力強、能提高蒸汽烘缸蒸發效率、使大直徑長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，該烘缸通過夾套內內置熱管的瞬態響應特性，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間內得以消除，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]為了實現上述目的，本發明所采用的的技術方案如下:
[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，所述缸筒的內表面上緊密貼覆保溫材料，所述缸筒的筒壁內沿圓周方向均布間隔設有沿軸向供加熱媒介使用的通道，在缸筒的筒壁內沿軸向在通道之間沿圓周方向均布間隔設有熱管，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、燃氣或電力。
[0014]而且，所述熱管內填充芯材，并可使用非常規流體作為熱管的工作介質。
[0015]而且，所述非常規流體為納米流體。
[0016]本發明的優點和積極效果是:
[0017]1、本烘缸采用大直徑夾套式烘缸，夾套內可用水、蒸汽、油、燃氣作為加熱媒介，也可用電能直接加熱；夾套內除了設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，這對長度較大的烘缸而言顯得尤其重要；該烘缸通過夾套內內置熱管的瞬態響應特性，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間內得以消除，使得其表面熱量分布均一性好，熱穩定性高，抗軸向溫度波動干擾能力強，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，單個烘缸蒸發面積大、干燥能力強，使干燥部所需烘缸數量少，占地面積小，基礎投資少，動力消耗小，節約了能源；同時，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有的紙廠都不需要太多的額外建設和投入，進一步節約了能源。
[0019]3、本烘缸內壁設置的熱管為被動熱傳導元件，一旦烘缸建成投入使用后就無需任何干預即可長期穩定的工作，可達到零維護的要求，節約了人力、物力。
[0020]4、本烘缸由于熱管傳熱的瞬態響應特性，只要烘缸表面存在溫度梯度，熱量就會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為本發明烘缸的結構連接示意圖；
[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。
【具體實施方式】
[0024]下面結合實施例，對本發明進一步說明；下述實施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實施例來限定本發明的保護范圍。
[0025]本發明中所使用的設備，如無特殊規定，均為本領域內常用的設備；本發明中所使用的方法，如無特殊規定，均為本領域內常用的方法。
[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，所述缸筒的內表面上緊密貼覆保溫材料4，所述缸筒的筒壁內沿圓周方向均布間隔設有沿軸向供加熱媒介使用的通道3，在缸筒的筒壁內沿軸向在通道之間沿圓周方向均布間隔設有熱管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]在本實施例中，所述熱管為一種圓形幾何形狀。在實際應用時，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。熱管內可填充芯材，并可使用納米流體等非常規流體作為熱管的工作介質。
[0029]本發明的特點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；烘缸體的直徑和長度也沒有約束。
[0030]所嵌入的熱管可以是預先制作好的熱管，也可以是在烘缸殼體內開溝槽后充工作液填芯層而成。本發明申請保護的是該種在烘缸體置入熱管元件的技術和裝置。
[0031]以上述依據本發明的理想實施案例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。
【權利要求】
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，所述缸筒的內表面上緊密貼覆保溫材料，所述缸筒的筒壁內沿圓周方向均布間隔設有沿軸向供加熱媒介使用的通道，在缸筒的筒壁內沿軸向在通道之間沿圓周方向均布間隔設有熱管，該熱管作為烘缸外表面的溫度均衡元件。
2.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求1至3任一項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、燃氣或電力。
5.根據權利要求1至3任一項所述的新型大直徑干燥烘缸，其特征在于:所述熱管內填充芯材，并可使用非常規流體作為熱管的工作介質。
6.根據權利要求5所述的新型大直徑干燥烘缸，其特征在于:所述非常規流體為納米流體。
【文檔編號】D21F5/02GK104452408SQ201410598771
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月30日 優先權日:2014年10月30日
【發明者】趙樹雷, 姜豐偉, 劉桂芳 申請人:天津科技大學