CN101703990B - 用于薄带状物体烘干设备的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于薄带状物体烘干设备的冷却装置，其特征是：包括壳体、送风单元(60)和热交换器(96)，所述壳体设有用于传送烘干物的传送通道，送风单元(60)设置在壳体内传送通道的上方；送风单元(60)构成一个循环送风吹扫系统，包括风机(30)和循环风道，所述风机(30)安装在壳体内并位于传送通道的上方，所述循环风道由出风通道(68)和回风通道(69)构成；述风机(30)由贯流风机构成，热交换器(96)安装在壳体内的送风单元(60)中。本发明广泛应用于涂布机、复合机、印刷机、滚涂线、上胶机等带状物体的烘干设备。具有结构简单、降低能耗、减少废气排放、冷却次序高的有益效果。

Description

用于薄带状物体烘干设备的冷却装置

技术领域

本发明涉及一种用于薄带状物体烘干设备的冷却装置，与烘干连续行进薄带状物体的烘干设备配套使用，广泛应用于涂布机、复合机、印刷机、滚涂线、上胶机等类似加工设备。属于烘干技术领域，涉及印刷、涂布、制冷、节能减排等技术领域。

背景技术

目前，涂布机、复合机、印刷机、滚涂线、上胶机等类似加工设备一般都具有以下特征：烘干物是连续行进的薄带状物体，如塑料薄膜、纸张等，一般采用收放卷机构实现连续行进，并在行进的过程中连续加工。所加工的产品或产品基材表面先利用设备的转移装置覆盖一层或多层物质，如油墨、涂料、胶水等，而这些物质在转移到产品表面前出于溶解、稀释、分散的目的需要添加溶剂、水或其它液体，在转移覆盖完成后，所加工产品必须通过设备的烘箱用热风将液体成分蒸发为蒸汽带离。经烘干设备烘干后的烘干物表面温度相对环境温度较高，为避免烘干物收卷后自然冷却造成的收缩变形，在收卷前必须强制冷却。

现行设备大多采用冷却辊冷却，烘干物与同步旋转的冷却辊紧密接触并传热给冷却辊，用连续通过冷却辊的冷水吸收热量。冷却辊的优点是传热系数大，冷却效率高，能保证烘干物冷却后的温度达到要求；缺点是装置复杂、成本高昂，内部注水的冷却辊运行不稳定，与烘干物运行速度同步不良造成烘干物表面有擦痕。也有部分要求不高的设备采用强制风冷的方式，使用风机驱动环境中空气吹扫烘干物达到冷却的目的，优点是装置简单，缺点是换热系数低，对烘干物运行速度限制大，冷却后温度仍高于环境温度，不能完全防止收缩变形；烘干物表面容易受到大量环境空气中的粉尘污染。

发明内容

本发明的目的，是为了提供一种用于薄带状物体烘干设备的冷却装置，其用于冷却烘干后的连续行进薄带状烘干物，使烘干物温度接近环境温度，避免烘干物收卷后自然冷却造成的收缩变形；它具有结构紧凑、设备占地面积少，制造成本与安装运输费用低和制冷效果好的特点。

本发明的目的可以通过如下技术方案达到：

用于薄带状物体烘干设备的冷却装置，其结构特点是：

1)包括壳体、送风单元和热交换器，所述壳体设有用于传送烘干物的传送通道，送风单元设置在壳体内传送通道的上方；

2）所述送风单元构成一个循环送风吹扫系统，包括风机和循环风道，所述风机安装在壳体内并位于传送通道的上方，所述循环风道由出风通道和回风通道构成；

3）所述风机由贯流风机构成，所述热交换器安装在壳体内的送风单元中。

所述热交换器通常为翅片管式热交换器，管内流动的载冷剂（如冷冻水）或制冷剂（如氟利昂）将热量吸收带离。载冷剂或制冷剂由外部制冷系统提供。

工作时，气体经风机加压后由出风通道喷出，吹扫位于传送通道上的烘干物，吸收热量后再经回风通道流回送风单元；安装在送风单元中的热交换器与循环流过的气体换热，吸收气体中的热量，降低气体温度。

使用气体冷却烘干物属于对流换热，单位时间内的对流换热量Q=αF△T。其中，α为换热系数，与气流的速度、形态有关，F为换热面积，与烘干物的运行速度及气体吹扫的有效面积有关。本发明通过将送风单元内置于上盖中，缩短气流循环通道的长度，在不增加风机功率的前提下提高气流速度并加大气流量，使换热系数和有效换热面积均得到提高。△T为换热温差。本发明采用制冷装置提供低于环境温度的冷风，显著地加大了换热温差，提高了换热效率，确保冷却后烘干物的温度能接近或低于环境温度，满足设备高速运行的需要。

本发明的进步之处首先在于打破了将送风装置外置的传统思维，采取将送风单元内置于冷却装置内部的结构形式，使装置结构大大简化，制造成本大幅下降，循环送风的效率大大提高，为冷风强制冷却方案的实用性奠定了基础，使本发明在冷却效果、制造成本、占地面积等方面相对于传统冷却方式具有显著的优势。本发明采用闭式循环避免了外部空气中的粉尘对烘干物的污染。

本发明的目的还可以通过如下技术方案达到：

本发明的一种实施方案是：所述壳体内在传送通道的上方设有至少三组送风单元，各送风单元的回风通道中均安装有一个热交换器；利用贯流风机小巧的优势，在同一冷却装置中可以安装不少于3组送风单元，对加强气流吹扫效果，提升换热效率大有帮助。所述热交换器安装在回风通道中，既保证了足够的换热面积，获得较适宜的换热气流速度，又起到引导吹扫气流，增大有效吹扫面积的作用；

所述贯流风机包括导流板、稳流板、贯流叶轮；贯流叶轮位于导流板与稳流板之间。置于导流板与稳流板之间的叶轮高速旋转，导流板距叶轮的最近点与稳流板距叶轮的最近点之间形成分界线，将叶轮划分为高压侧与低压侧。叶轮将在低压侧吸入的空气在高压侧沿导流板的流线曲面送出，稳流板起到稳定涡流和引导气流方向的作用。所述贯流风机具有横向送风、送风量大、送风均匀、噪音低的优点，运用于此处为大幅提高烘干性能奠定了基础。

本发明内容的进步之处在于将原来体积庞大的外置风机化整为零，采用小巧的贯流风机内置于冷却装置中，不但省却了复杂的进排风管道，降低了内部风压及电机功率消耗，减少了气体泄漏及噪音污染，还可以实现多级冷却，大大改善了冷却效果。

本发明的一种实施方案是：所述壳体由上盖和底座构成；上盖和底座之间分别设有烘干物入口、烘干物出口，底座上位于烘干物入口、烘干物出口之间设有支承辊，所述烘干物入口、烘干物出口和支承辊构成传送通道。

本发明的一种实施方案是：所述上盖包括外罩部件、隔板部件、框架部件；外罩部件安装在框架部件上；

所述框架部件包括左墙板、右墙板，所述外罩部件安装在框架部件上，将框架部件的一面及左墙板和右墙板罩入其中，形成冷却装置的主体结构；

所述外罩部件可以是一块简单的面板，也可以是由多个零部件组成的能将框架部件的前、后、左、右、上五个面包容其中的罩体；所述外罩部件可以先组装好后再安装在框架部件上，也可分别安装在框架部件上。所述框架部件可以是整体铸造的单一零件，也可以由包括前横梁、后横梁、左墙板、右墙板在内的多个零部件组装而成，同样，前横梁、后横梁、左墙板、右墙板也可以是单一零件，也可以由多个零部件组装而成；

所述隔板部件的左右两侧分别装配在左墙板和右墙板上，采用弯角件装配是比较简单实用的方案。隔板部件将各送风单元的气流通道相互隔离，同时隔板部件与外罩部件之间形成一个封闭的空间，可以起到保温作用。所述隔板部件可以是单一零件，也可以由多个零部件组装而成，其中甚至还会包括送风单元的组成部分。

本发明内容的进步之处在于提供了一种简单紧凑、便于装配且具有保温效果的结构。

本发明的一种实施方案是：所述贯流叶轮包括扇叶和转轴；

所述导流板、稳流板的两端分别装配在左墙板和右墙板上，采用弯角件装配是比较简单实用的方案。贯流叶轮通过将转轴穿进固定在左墙板和右墙板上的轴承实现装配；

所述扇叶的两端边缘距左墙板和右墙板的距离不等，差值大于30毫米；扇叶的不平衡设置将导致左墙板与右墙板之间存在压力差，由于烘干物上方吹扫气流很强，所以受压力差的影响不大，但烘干物的下方无吹扫气流，很小的压力差就足以驱动气体流动。

本发明内容的进步之处在于利用框架结构实现零部件的简单装配。使用简单的方法使烘干物下方的气体流动，加大了气体与烘干物背面的换热系数，显著改善了冷却效果。

本发明的一种实施方案是：所述冷却装置还包括贯流风机电机和传动皮带，所述贯流风机电机通过传动皮带带动惯流风机转动；所述贯流风机电机安装左墙板或右墙板上、并位于外罩部件与隔板部件之间。

本发明内容的进步之处在于所有传动装置均处于左右墙板与外罩部件之间形成的空隙中，运行环境适宜，便于维护，不必额外增加防护罩。

本发明的一种实施方案是：所述热交换器是蒸汽压缩制冷系统中的蒸发器，其结构形式为铜管外套铝翅片。

压缩制冷系统主要由压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器组成，高压高温制冷剂蒸汽在冷凝器中释放热量冷凝成高压液体，高温高压液体经节流阀减压后低温低压液体进入蒸发器，低温低压液体在蒸发器中吸收热量沸腾变成低温低压蒸汽，低温低压蒸汽被压缩机压缩成高温高压蒸汽，如此循环往复，蒸发器对外释放冷量，冷凝器对外释放热量。

本发明的有益效果是：

1、本发明打破了将送风装置外置的传统思维，将原来体积庞大的外置风机化整为零，采用小巧的贯流风机内置于冷却装置中，不但省却了复杂的进排风管道，降低了内部风压及电机功率消耗，减少了气体泄漏及噪音污染，还可以实现多级冷却，大大改善了冷却效果。

2、本发明利用框架结构实现零部件的简单装配。使用简单的方法使烘干物下方的气体流动，加大了气体与烘干物背面的换热系数，显著改善了冷却效果。隔板部件将各送风单元的气流通道相互隔离，同时隔板部件与外罩部件之间形成一个封闭的空间，可以起到保温作用。

3、本发明提供的冷却装置不但结构较传统设备大大简化，设备占地面积大幅减少，制造成本与安装运输费用显著下降，而且性能显著提升，烘干物免受环境中粉尘污染，较全面地解决了现行设备存在的问题。

附图说明

图1为本发明的体实施例1所述的冷却装置的剖面示意图。

图2为本发明的体实施例1所述的冷却装置的上盖剖面示意图。

图3为本发明的体实施例1所述的冷却装置未装配外罩部件主视图。

具体实施方式

具体实施例1：

图1至图3构成本发明的具体实施例1。

本实施例适用于与印刷机烘干设备配套。

以下结合附图详述本发明的实例：

各附图中部件名称与附图标记的对应关系如表1所示。

表1：部件名称与附图标记对应表

如图1所示，本实施例包括壳体、送风单元60和热交换器96，所述壳体设有用于传送烘干物的传送通道，壳体内在传送通道的上方设有送风单元60；所述送风单元60包括安装在壳体内并位于传送通道上方的贯流风机30，以及具有出风通道68、回风通道69的循环风道，构成一个结构紧凑的循环送风吹扫系统；所述热交换器96安装在壳体内的送风单元60中。所述壳体由上盖20和与其配套使用的底座50构成，上盖20和底座50之间分别设有烘干物入口03、烘干物入口04，底座50上位于烘干物入口03、烘干物入口04之间设有支承辊52，所述烘干物入口03、烘干物入口04和支承辊52构成传送通道11。所述冷却装置采用了九组送风单元60A～60I，烘干物00从烘干物入口03进入，在支承辊52支撑下接受送风单元60的风力吹扫，冷却后由烘干物入口04离开冷却装置。

所述上盖20包括外罩部件21、隔板部件22、框架部件23，所述贯流风机30包括导流板31、稳流板32、贯流叶轮33；贯流叶轮33位于导流板31与稳流板32之间。所述贯流叶轮33包括扇叶33a和转轴33b。采用横向送风的贯流风机，使送风单元内置于上盖中，突破了现行设备的限制，使结构变得简单紧凑，气流行程极短，换热及冷却效果得到显著提高。

如图2所示，与九组送风单元（60A～60I）相对应，本实施例中安装有九个铜管套铝翅片的热交换器（96A～96I），热交换器96作为蒸发器与蒸汽压缩制冷系统配套使用，管中流动的是制冷剂R22。与节流阀相连的制冷剂入口端在96A,与压缩机吸气口相连的制冷剂出口端在96I。蒸汽压缩制冷系统的蒸发温度为-5℃，过热度为5K,热交换器96与气体的设计换热温差小于5K，热交换器96A～96H的管温为-5℃，热交换器96I出口端的管温为0℃。以送风单元60E为例，温度为0℃的冷气经贯流风机30加压后由出风通道68喷出吹扫烘干物00，吸收烘干物上的热量升温后流经表面温度为-5℃的热交换器96E，与热交换器96E换热降温到0℃后经回风通道69重新进入贯流风机，如此循环往复。由于气流循环的行程极短，气体与烘干物的换热及与热交换器96的换热都很充分，冷却效果非常好。

如图3所示，所述框架部件23由包括前横梁24、前横梁25、左墙板26、右墙板27在内的多个零部件组装而成。

所述冷却装置还包括贯流风机电机38和传动皮带39，所述贯流风机电机38通过传动皮带39带动贯流风机转动。贯流风机电机38安装在外罩部件21与隔板部件22之间，固定在左墙板26或右墙板27上。所有传动装置均处于左右墙板27与外罩部件21之间形成的空隙中，运行环境适宜，便于维护，不必额外增加防护罩。

左墙板26、右墙板27设有装配孔，隔板部件22、导流板31、稳流板32、贯流叶轮33、热交换器96均通过弯角件装配在左墙板26和右墙板27上，这是一种简洁的标准化装配结构方案。

贯流叶轮33左侧叶轮边缘距左墙板26距离与右侧叶轮边缘距右墙板27距离的差值为33毫米。

沿烘干物行进方向的冷却过程如下：

烘干物00从烘干物入口03进入，在支承辊52支撑下依次接受送风单元60I～60A的冷风吹扫，热交换器96I处于过热状态，制冷剂出口端的管温为0℃，此时烘干物的表面温度最高，换热温差最大，所以循环冷却的气体温度可能高于5℃。在其后的送风单元60中，热交换器96的管温稳定在-5℃，冷风温度相应稳定在-3～0℃之间。烘干物完成冷却过程后从烘干物入口04离开冷却装置。

使用变频器、变频压缩机、电磁膨胀阀组成变频压缩制冷系统，可以通过改变蒸发温度和制冷剂流量适应不同环境、不同运行速度下的冷却要求，精确控制冷却后的温度。

对于定频压缩制冷系统，可以通过调整贯流风机电机的转速小范围改变换热量来适应冷却需求的变化。

本实施例所提及的蒸发温度等相关参数，仅为相对较经济的运行参考数据，不对本发明构成任何限制，本行业专业人士均可参照本发明内容设定最适宜的运行参数。

具体实施例2：

本实施例的特点是：所述壳体内在传送通道的上方设有十组送风单元60，与之对应，各送风单元60的回风通道69中均安装有一个热交换器96，即所述冷却装置中共安装有十个铜管套铝翅片的热交换器。其他与具体实施例1相同。

具体实施例3：

本实施例的特点是：所述壳体内在传送通道的上方设有八组送风单元60，与之对应，各送风单元60的回风通道69中均安装有一个热交换器96，即所述冷却装置中共安装有八个铜管套铝翅片的热交换器。其他与具体实施例1相同。

其他实施例：

所述壳体内在传送通道的上方设有三、四、五、六、七、十一或十二组送风单元60，与之对应，各送风单元60的回风通道69中均安装有一个热交换器96，即所述冷却装置中共安装有三、四、五、六、七、十一或十二个铜管套铝翅片的热交换器。

所述外罩部件21可以是一块简单的面板；所述外罩部件21可以先组装好后再安装在框架部件23上，也可分别安装在框架部件23上。所述框架部件23可以是整体铸造的单一零件，也可以由包括前横梁24、前横梁25、左墙板26、右墙板27在内的多个零部件组装而成，同样，前横梁24、前横梁25、左墙板26、右墙板27也可以是单一零件，也可以由多个零部件组装而成。所述隔板部件22的左右两侧分别装配在左墙板26和右墙板27上，采用弯角件装配是比较简单实用的方案。隔板部件22将各送风单元60的气流通道相互隔离，同时隔板部件22与外罩部件21之间形成一个封闭的空间，可以起到保温作用。所述隔板部件22可以是单一零件，也可以由多个零部件组装而成，其中甚至还会包括送风单元60的组成部分。

Claims (6)

1. 用于薄带状物体烘干设备的冷却装置，其特征是：

1)包括壳体、送风单元（60）和热交换器（96），所述壳体设有用于传送烘干物的传送通道，送风单元（60）设置在壳体内传送通道的上方；

2）所述送风单元（60）构成一个循环送风吹扫系统，包括风机（30）和循环风道，所述风机（30）安装在壳体内并位于传送通道的上方，所述循环风道由出风通道（68）和回风通道（69）构成；

3）所述风机（30）由贯流风机构成，所述热交换器（96）安装在壳体内的送风单元（60）中；

4）所述上盖（20）包括外罩部件（21）、隔板部件（22）、框架部件（23）；外罩部件（21）安装在框架部件（23）上；所述框架部件（23）包括左墙板（26）、右墙板（27）；所述隔板部件（22）安装在送风单元（60）与外罩部件（21）之间，其左右两侧分别装配在左墙板（26）和右墙板（27）上。

2.根据权利要求1所述的用于薄带状物体烘干设备的冷却装置，其特征是：所述壳体内在传送通道的上方设有至少三组送风单元（60），各送风单元（60）的回风通道（69）中均安装有一个热交换器（96）；所述贯流风机包括导流板（31）、稳流板（32）、贯流叶轮（33）；贯流叶轮（33）位于导流板（31）与稳流板（32）之间。

3.根据权利要求2所述的用于薄带状物体烘干设备的冷却装置，其特征是：所述壳体由上盖（20）和底座（50）构成；上盖（20）和底座（50）之间分别设有烘干物入口（03）、烘干物出口（04），底座（50）上位于烘干物入口（03）、烘干物出口（04）之间设有支承辊（52），所述烘干物入口（03）、烘干物出口（04）和支承辊（52）构成传送通道。

4.根据权利要求1所述的用于薄带状物体烘干设备的冷却装置，其特征是：所述贯流叶轮（33）包括扇叶（33a）和转轴（33b）；所述导流板（31）、稳流板（32）、转轴（33b）的两端分别装配在左墙板（26）和右墙板（27）上；所述贯流叶轮（33）的两端边缘距左墙板（26）和右墙板（27）的距离不等，差值大于30毫米。

5.根据权利要求4所述的用于薄带状物体烘干设备的冷却装置，其特征是：所述冷却装置还包括贯流风机电机（38）和传动皮带（39），所述贯流风机电机（38）通过传动皮带（39）与贯流风机连接；所述贯流风机电机（38）安装左墙板（26）或右墙板（27）上、并位于外罩部件（21）与隔板部件（22）之间。

6.根据权利要求1至5任意一权利要求所述的用于薄带状物体烘干设备的冷却装置，其特征是：所述热交换器（96）是蒸汽压缩制冷系统中的蒸发器，其结构形式为铜管外套铝翅片。

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