CN103057018A - 一种不结露冷却辊装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不结露冷却辊装置，包括辊筒、辊筒左右两侧的左端盖和右端盖，还包括设置在左端盖一侧或/和右端盖一侧的活塞，所述活塞经所述端盖伸入所述辊筒的腔体内。本发明可以有效解决现有冷却辊在对物料冷却过程中因结露所产生的冷凝水对产品质量的影响。本发明结构简单，能在有效实现冷却效果的同时避免对物料的浪费和产品质量的影响。

Description

一种不结露冷却辊装置

技术领域

本发明涉及一种冷却辊，具体地，涉及一种在生产中不会发生结露的冷却辊装置。

背景技术

在橡塑挤出复合生产、塑料挤出片材生产、流延膜生产、压花膜生产、塑料薄膜生产、汽车玻璃PVB膜加工、真空镀铝纸复合、食品纸张复合、太阳能电池隔膜、紫外涂布生产等生产加工系统中，都会使用到冷却辊。这些行业中冷却辊的主要功能是对上道工序中传送过来的物料，如片材、薄膜等进行冷却定型，或者对薄膜表面进行降温，再传送下一加工环节。

冷却辊的辊筒一般是用金属加工的一个两端密封的圆柱形空心腔体。现有技术中冷却辊的冷却方式主要有两种，一种是腔体两侧分别连接一个单回路旋转接头，水从一侧的旋转接头进入腔体，在腔体内部与辊壁进行热交换后，从腔体另一侧的旋转接头流出。另一种是在腔体一侧连接一个双回路旋转接头，水从双回路旋转接头的进水口进入腔体，在腔体内部与辊壁进行热交换后，再通过双回路旋转接头的出水口流出。

在实际生产中，辊筒外表面需冷却物料的宽幅一般要小于辊筒表面的宽幅。一般在辊筒宽幅两侧各5～10cm的区域内并没有物料走料。在某些生产中，待冷却物料的宽幅只有辊筒表面宽幅的一半或更小。

现有冷却辊中，冷却水在腔体内的热交换面是整个腔体区域，对应的是辊筒表面的整个辊面区域，即整个辊筒表面会全部得到冷却。根据产品冷却温度的要求，冷却温度可以很低，当低于工作环境空气的露点温度时，辊筒表面就会产生结露现象，形成冷凝水。生产中为实现更好的冷却效果，一般要求冷却温度越低越好，比如在真空镀铝纸、汽车玻璃夹层PVB膜等生产行业。因此，冷却辊的冷却温度远低于生产环境的露点温度。在冷却辊辊筒表面有热物料覆盖的区域，温度会大于露点温度，不产生结露，但在没有热物料覆盖的区域，辊筒表面经冷却后的温度会低于生产环境的露点温度，从而在没有热物料覆盖的这些区域会结露形成冷凝水，冷凝水落到物料上面会影响物料的质量。为避免这种情况，可以采取增加待冷却物料的宽幅的方法，在后续工艺中将被冷凝水污染的区域切除；也可以采取被迫牺牲冷却效果的方法，提高增加冷却水温度，使辊筒表面没有热物料覆盖区域的温度高于生产环境的露点温度，以尽量避免结露。

上述两种方法，都将直接造成生产材料的浪费和生产成本的增加，第二种方法更是大大降低了产品品质和质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种不结露冷却辊装置，可以有效解决现有技术中冷却辊在对物料冷却过程中因结露所产生的冷凝水对产品质量的影响。本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种不结露冷却辊装置，包括辊筒、辊筒左右两侧的左端盖和右端盖，其特征在于，还包括设置在左端盖一侧或/和右端盖一侧的活塞；所述活塞经所述端盖伸入所述辊筒的腔体内。

优选地，在所述辊筒的腔体内设置至少一根喷水管，所述喷水管由两段直径不同且能伸缩的空心管套接组成，所述喷水管的一端与所述活塞相通。

优选地，还包括所述一个双回路旋转接头；所述一个活塞端部为环形，分别形成第一腔室和第二腔室，所述双回路旋转接头的进水口和出水口分别与所述活塞的第一腔室和第二腔室相通。

优选地，所述腔体内设置至少一根引出水管，所述引出水管由两段直径不同且能伸缩的空心管套接组成，所述引出水管的一端与所述活塞的第二腔室相通。

优选地，还包括两个单回路旋转接头，所述一个单回路旋转接头与所述一个活塞相通，另一个单回路旋转接头与所述另一个活塞或所述端盖相通。

优选地，所述喷水管的空心管圆周上开设数个小孔。

优选地，所述小孔朝所述腔体内表面角度呈220度开设。

优选地，所述引出水管的空心管圆周上开设有数个小孔。

优选地，在所述活塞与所述腔体内表面连接处设置密封圈。

优选地，所述活塞的第二腔室与所述双回路旋转接头的出水引流通道处设置密封圈。

藉由上述技术特征，本发明可以有效避免现有冷却辊工作中的结露现象。本发明至少具有如下有益效果：

1、结构简单，操作方便。

2、有效避免浪费，节约成本。

3、大大提高产品的质量。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是现有技术中单回路冷却辊的结构示意图。

图2是现有技术中双回路冷却辊的结构示意图。

图3是根据本发明第一实施例的不结露冷却辊装置的结构示意图。

图4是根据本发明第一实施例的不结露冷却辊装置活塞的工作示意图。

图5是根据本发明第一实施例的不结露冷却辊装置腔体内部结构立体图。

图6是根据本发明第二实施例的不结露冷却辊装置的结构示意图。

图7是根据本发明第三实施例的不结露冷却辊装置的结构示意图。

图8是根据本发明实施例的不结露冷却辊装置中喷水管两段连接处的局部放大图。

图9是根据本发明实施例的不结露冷却辊装置物料温度、辊面温度及露点温度比较示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述：

图1是现有技术中单回路冷却辊的结构示意图。图中，单回路旋转接头101与冷却辊的左端盖102相连，单回路旋转接头107与冷却辊的右端盖106相连。冷却水由单回路旋转接头101的进水口经左端盖102进入冷却辊腔体105内，与辊筒103外表面的热物料进行热交换后，经单回路旋转接头107的出水口流出冷却辊。如此循环，从而实现冷却水对辊筒103表面热物料的冷却定型。

图2是现有技术中双回路冷却辊的结构示意图。图中，在冷却辊一侧如左端盖102处设置双回路旋转接头101。双回路旋转接头101的进水口与腔体105内的导水管104相通，冷却水经双回路旋转接头101的进水口进入冷却辊腔体105内，与辊筒103外表面的热物料进行热交换后，通过双回路旋转接头101的出水口流出冷却辊。如此循环，从而实现冷却水对辊筒103表面热物料的冷却定型。

在现有技术的冷却辊中，由于整个辊筒表面都为冷却区域，而实际需要冷却的物料宽幅会远小于辊筒表面，由此导致在没有热物料覆盖区域的温度会低于工作环境的露点温度，从而结露产生冷凝水。

图3是根据本发明不结露冷却辊第一个实施例的结构示意图。冷却辊是一个圆柱形筒状结构，包括辊筒6、腔体8、辊壁13，辊筒6的左右两侧分别是左端盖4和右端盖11。左活塞2和右活塞12分别经左端盖4和右端盖11伸入腔体8内，与辊壁13的内表面密封紧密且能滑动自如。为防止腔体8内的冷却水从左活塞2、右活塞12分别与辊壁13内表面的连接处流出或渗出，在左活塞2、右活塞12与辊壁13的内表面连接的地方分别设置密封圈5和密封圈10。密封圈5和密封圈10的数量可以按需设置，可以是一个或多个。本实施例中，为保证良好的密封隔离效果，本发明密封圈5和密封圈10分别设置三个。

所述冷却辊腔体8内设置喷水管。喷水管为一根以上，可根据实际需要设置，如按照圆周等分设置或者按需自由设置。喷水管由直径大小不同且能伸缩的两段空心管相互套接组成，直径小的一段套到直径大的一段中。优选地，本实施例中喷水管沿圆周方向等分设置四根，分别是空心管71和72套接组成的喷水管、空心管73和74套接组成的喷水管、空心管75和76套接组成的喷水管、空心管77和78套接组成的喷水管。空心管71、空心管73、空心管75、空心管77的直径均小于空心管72、空心管74、空心管76、空心管78的直径，空心管71、空心管73、空心管75、空心管77分别能套入空心管72、空心管74、空心管76、空心管78内，并能随着左活塞2或右活塞12的伸缩而伸缩。本实施例中，空心管71、空心管73、空心管75、空心管77的一端与左活塞2的第一腔室79相通，另一端分别与空心管72、空心管74、空心管76、空心管78的一端相互套接，空心管72、空心管74、空心管76、空心管78不与空心管71、空心管73、空心管75、空心管77套接的一端固定在右活塞12上。在本实施例的又一个变化例中，可以只在左端盖4或右端盖11的一侧设置一个活塞，本领域技术人员理解，在这种实施例中，所述喷水管的一端与活塞相通，另一端与辊筒的端盖固定。

沿空心管71、空心管72、空心管73、空心管74、空心管75、空心管76、空心管77、空心管78的圆周开设数个小孔。小孔的开设角度、开设数量和形状可以按需自由设置，相关设置方式均在本发明的保护范围内。优选地，沿与辊壁13内表面的角度呈220°范围内开设小孔，这样的开设角度可以使得喷水管中喷淋出的水都能最大限度地喷射到辊壁13的内表面，以尽可能地与辊筒6外表面的热物料进行热交换，从而可以实现更好的冷却效果。

本实施例中，所述冷却辊腔体8内设置引出水管，由直径大小不同且能伸缩的两段空心管相互套接组成，分别为空心管91、空心管92，空心管91和92套接组成引出水管。直径小的空心管91可以套接到直径大的空心管92内。空心管91的一端与左活塞2的第二腔室93相通，并经左活塞2的第二腔室93与双回路旋转接头1的出水引流通道95与出水口112相通。空心管91的另一端套接到空心管92内，空心管92未套接的一端与右活塞12连接并固定。空心管91、空心管92能随着左活塞2或右活塞12的伸缩而伸缩。所述空心管91和空心管92的圆周上开设数个小孔。小孔的开设数量和形状可以按需自由设置，相关设置方式均在本发明的保护范围内，在此不再赘述。在本实施例的又一个变化例中，可以只在左端盖4或右端盖11的一侧设置一个活塞，本领域技术人员理解，在这种实施例中，所述引出水管的一端与活塞相通，另一端与辊筒的端盖固定。

本实施例中，双回路旋转接头1的进水口111与左活塞2的第一腔室79相连通，空心管91和空心管92内经热交换后的冷却水经左活塞2的第二腔室93流入双回路旋转接头1的出水引流通道95。为避免左活塞2的第一腔室79流入的冷却水与左活塞2的第二腔室93中流出的冷却水在左活塞2与双回路旋转接头1相连接的位置发生相互渗透，在左活塞2与双回路旋转接头1的出水引流通道95相连接的位置加设密封圈3。根据需要，其数量可以是一个或多个。图3中示出本发明采用三个密封圈以保证隔离质量。

本实施例中活塞在左端盖4和右端盖11的一侧分别设置一个，分别是左活塞2和右活塞12。在又一个实施例中(图中未示出)，可以只在左端盖4或右端盖11的一侧设置一个活塞，双回路旋转接头1与活塞相连。腔体8内的喷水管、引出水管的一端与活塞相通，喷水管、引出水管的另一端与未设置活塞一侧的端盖相连接固定。

本实施例不结露冷却辊的工作过程为：一定压力的冷却水经双回路旋转接头1的进水口111进入左活塞2，经左活塞2的第一腔室79分为四路分别进入空心管71和空心管72套接组成的喷水管、空心管73和空心管74套接组成的喷水管、空心管75和空心76套接组成的喷水管、空心管77和空心管78套接组成的喷水管。具体地，在左活塞2的第一腔室79靠左端盖4的末端形成一个分流腔体，空心管71、空心管73、空心管75、空心管77的一端分别与该分流腔体相通，进而冷却水分别进入各喷水管内。因各喷水管和引出水管上均开有一定数量的小孔，一定压力的冷却水经所述小孔喷淋到辊壁13的内表面上，并与辊筒6外表面的热物料进行热交换，经热交换后的冷却水从辊壁13的内表面落下后一部分经引出水管上的小孔进入空心管91和空心管92内，另一部分积在腔体8内。当腔体8内的水位高过空心管91和空心管92套接组成的引出水管后，水流在压差作用下将通过小孔进入空心管91和空心管92套接组成的引出水管内，并通过空心管91和空心管92套接组成的引出水管进入左活塞2的第二腔室93，继而经双回路旋转接头1的出水引流通道95从出水口112流出。水流出后经过外部管道并经冷却系统后再次冷却后加压后回到双回路旋转接头1的进水口，反复循环(图中未示出)。

图4是根据本发明第一实施例的不结露冷却辊装置活塞的工作示意图。根据需要冷却的热物料的幅面宽度，通过活塞相应调整冷却区域的幅面宽度。具体地，左活塞2和右活塞12可以在一定范围内实现左右移动，通过左活塞2或/和右活塞12的伸缩带动腔体8内的空心管91和空心管92套接组成的引出水管的伸缩，同时带动空心管71和空心管72套接组成的喷水管、空心管73和空心管74套接组成的喷水管、空心管75和空心管76套接组成的喷水管、空心管77和空心管78套接组成的喷水管的伸缩，进而调整腔体8内冷却水的冷却区域范围，将腔体8内的冷却水限制在左活塞2和右活塞12的区域内，以调节辊筒6表面的冷却区域，使腔体8内的冷却水区域与辊筒6表面的热物料的实际宽幅相当。这样，辊筒6表面没有热物料的区域不被冷却水冷却，相应地，未被冷却区域的温度不会下降，从而不会低于工作环境的空气露点温度。因此没有热物料的区域不会发生结露现象，不会产生冷凝水。

本发明中，左活塞2和右活塞12的左右移动可以依靠手动调节，如通过外部人力将两个活塞向内推动或向外拉动。也可以借助外部机械机构带动左活塞2和右活塞12的左右移动(图中未示出)，具体地，可以根据实际需要设置。根据实际需要可以只在左端盖4和右端盖11的两侧分别设置左活塞2和右活塞12，也可以只在左端盖4或右端盖11的一侧设置一个活塞(图中未示出)，通过一个活塞的移动，也可以实现调节冷却区域宽度的目的。同时，在设置左活塞2和右活塞12的实施例中，可以只调节左活塞2或右活塞12，也可以同时调节左活塞2和右活塞12，具体地，根据实际生产需要灵活调节，在此不再赘述。

图5是根据本发明第一实施例的不结露冷却辊装置腔体内部结构的立体图。从图中，可以清楚地看出腔体8内设置的四根喷水管以及各喷水管上开设的小孔，引出水管92及其上开设的小孔，左活塞2、右活塞12、密封圈5、密封圈10在腔体8内的位置关系等。

图6是根据本发明不结露冷却辊装置的第二实施例的结构示意图。该实施例中，所述腔体8内不设置引出水管。腔体8内的冷却水直接与左活塞2的第二腔室93相通。这样，各喷水管喷淋出的冷却水经与辊筒6外表面的热物料进行热交换后落入并积在腔体8内，当腔体8内的水位高于左活塞2的第二腔室93的位置时，腔体8内的水就可以进入第二腔室93，继而流入双回路旋转接头1的出水引流通道95，并经出水口112流出。

图7是根据本发明第三实施例的不结露冷却辊装置的结构示意图。与本发明第一实施例不同的是，该实施例的腔体88内不设置引出水管，左活塞82和右活塞83分别经左端盖84、右端盖811伸入腔体88内，单回路旋转接头81和单回路旋转接头812分别与左活塞82和右活塞83相通。一定压力的冷却水从单回路旋转接头81的进水口181进入到左活塞82内，并分为四路进入腔体88内的四根空心管971和空心管972套接组成的喷水管、空心管973和空心管974套接组成的喷水管、空心管975和空心管976套接组成的喷水管、空心管977和空心管978套接组成的喷水管，各喷水管的圆周上同样设置数个小孔。小孔的开设角度、数量及形状等与前一实施例相同，在此不再赘述。一定压力的冷却水经小孔喷淋后与辊筒86表面的热物料进行热交换后，落入腔体88内，并经由右活塞83到单回路旋转接头812的出水口182流出。本实施例中，喷水管沿圆周等分设置四根，同样分为两段相互套接。同样，根据实际需要，喷水管可以设置多根。为了保证与辊壁814内表面的紧密连接，分别在左活塞82、右活塞83与辊壁814的内表面相连的位置设置密封圈85和810。密封圈的个数根据实际需要而定，本实施例中分别设置三个。同样，在本实施例中活塞的个数及工作方式与本发明第一个实施例相同，在此不再赘述。

在本实施例的又一个变化例中，可以只在左端盖84或者右端盖811的一侧设置一个活塞。在这种实施例中，一个单回路旋转接头的与活塞相通，冷却水经单回路旋转接头的进水口流入活塞并进入辊筒腔体，经热交换后的冷却水从另一侧端盖并经另一个单回路旋转接头的出水口流出(图中未示出)。

图8是根据本发明实施例的不结露冷却辊装置中喷水管套接位置处的局部放大图。从图中可以清楚地看出喷水管由两段直径大小不同空心管相互套连组成的结构。图中，空心管971为直径小的一段，空心管972是直径大的一段，空心管971和972空心管相互套连并能伸缩自如。

图9是根据本发明实施例的不结露冷却辊装置物料温度、辊面温度及露点温度比较示意图。从图中可以看出，本发明实施例的辊筒表面的热物料经与冷却水热交换后，辊筒表面温度始终都高于工作环境的露点温度，因此不会在辊筒表面产生结露现象。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种不结露冷却辊装置，包括辊筒、辊筒左右两侧的左端盖和右端盖，其特征在于，还包括设置在左端盖一侧或/和右端盖一侧的活塞；所述活塞经所述端盖伸入所述辊筒的腔体内。

2.根据权利要求1所述的不结露冷却辊装置，其特征在于，在所述辊筒的腔体内设置至少一根喷水管，所述喷水管由两段直径不同且能伸缩的空心管套接组成，所述喷水管的一端与所述活塞相通。

3.根据权利要求1或2所述的不结露冷却辊装置，其特征在于，还包括所述一个双回路旋转接头；所述一个活塞的端部为环形结构，分别形成第一腔室和第二腔室，所述双回路旋转接头的进水口和出水口分别与所述活塞的第一腔室和第二腔室相通。

4.根据权利要求1或3所述的不结露冷却辊装置，其特征在于，所述腔体内设置至少一根引出水管，所述引出水管由两段直径不同且能伸缩的空心管套接组成，所述引出水管的一端与所述活塞的第二腔室相通。

5.根据权利要求1或2所述的不结露冷却辊装置，其特征在于，还包括两个单回路旋转接头，所述一个单回路旋转接头与所述一个活塞相通，另一个单回路旋转接头与所述另一个活塞或所述端盖相通。

6.根据权利要求2所述的不结露冷却辊装置，其特征在于，所述喷水管的空心管圆周上开设数个小孔。

7.根据权利要求6所述的不结露冷却辊装置，其特征在于，所述小孔朝所述腔体内表面角度呈220度开设。

8.根据权利要求4所述的不结露冷却辊装置，其特征在于，所述引出水管的空心管圆周上开设有数个小孔。

9.根据权利要求1所述的不结露冷却辊装置，其特征在于，在所述活塞与所述辊筒辊壁的内表面连接处设置密封圈。

10.根据权利要求3所述的不结露冷却辊装置，其特征在于，所述活塞第二腔室与所述双回路旋转接头的出水引流通道处设置密封圈。

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