CN1036610A - 可控中高辊的温度调节 - Google Patents

Abstract

在可控中高辊中加热流体通入到滚筒(10)内的 辊壳(12)区，通过滚筒径向的热传导将热量从辊壳移 出滚筒(10)。从辊壳(12)的热区，既热量没有通过径 向传导散发出去的区域，其热量是用冷却流体通过该 热区来移去。送入滚筒的热量沿滚筒轴向分布，与从 滚筒(10)移去的热流相对应，通入到热区的冷却流体 也与从滚筒(10)的其他部分流入的热流一致。

Description

本发明涉及温度可调的可控中高辊的温度调节方法，在该辊筒中设置的辊壳能相对固定的辊筒轴转动，并装载带压的中间体以校正辊壳的的挠曲，由通入到辊壳内表面的加热流体对该辊筒进行加热。

本发明还涉及温度可调的可控中高辊的温度调节系统，以便实现上述方法，它包括将加热流体通入到辊壳内表面以加热辊壳的装置，该装置包括加热流体和调节其温度的装置以及供给加热流体的装置。

在造纸机中，如在压光机中就需要和使用温度可调的可控中高辊，在超级压光机中也使用这样的辊筒。例如，超级压光机的顶辊是可加热的，使用所谓“热辊”，并希望使这个辊筒在操作中尽可能地热。当然，同时希望辊壳的温度尽可能地均匀，因为辊壳的温度对压光机的效果有显著的影响。

在现有的工艺技术中，已知有几种不同的方法可加热可控中高辊和调节这些辊筒的温度。例如在美国专利4，679，287中，描述的可控中高辊，也是加热以把辊壳的温度提高到所需要的水平。在该美国专利所建议的方法中，辊筒加热的方法还不正确，按照该美国专利的加热系统有辊壳上得不到均匀的温度分布。这是由于下述事实造成的，在该美国专利中加热流体是从辊筒的一端流入，让它轴向流过辊筒并同时加热辊壳，通过辊筒的另一端流体从辊壳的内部流出。这种办法得不到辊壳的均匀温度分布，相反其温度分布是倾斜的，因而在辊筒一端的温度高于另一端的温度。

从美国专利4，282，639可知一种与上述装置不同的加热可控中高辊的装置在所述专利中，辊筒与泵相联系，而泵与液体循环回路连结。该回路包括热交换器，它们与回流管道相连，并通过热交换器把热量从回流管道传给压力管道。所述装置还包括冷却器，它装设在热交换器后面的回流管道中。通过将热流体经喷嘴喷撒到辊壳的内表面来加热辊筒。但是在该美国专利的解决方案中，没有考虑到这一点，即通过喷撒热流体到辊壳的内表面，而辊壳外表面的温度分布不能保持均匀，因为热量是经过传导传给通过辊壳上的纸层，而纸层的宽度总是比辊筒的宽度窄。从而在辊壳的终端区域，热量不能以相应的方式传导出去，温度就明显地高于辊壳的中间区域。还有一个原因，既使在辊壳的终端区不喷撒热流体，热量还是沿着辊壳从中间区传导到终端区，所以热流的方向是向着终端区的。

本发明的目标是提供一种方法和按这方法操作的系统，籍助它可以避免现有工艺技术中的缺点，并达到显著的改进。

为了达到上述提出的目标和下面将要提出的目的，按照本发明的方法其主要特征是通入到辊筒中的加热流体是通到因径向热传导而使辊筒散热的辊壳区域，即热量的方向是径向离开辊筒的区域，其特征还有在热量不是通过径向热传导从辊壳中移去的区域，热量由在该热区通入冷却流体而被除去。

另一方面，实施这种方法的系统其主要特征是，装设的辊筒加热装置把加热流体供应到辊壳的这些区域，在那里热量从辊筒通过传导散发出去，即通过围绕辊筒转的纸卷，其特征还包括，该系统还包括辊筒的冷却装置，装设它们是为了以可调的方式供给冷却流体使其到达辊壳的那些区域，在那里热量不是以热传导的方式从辊筒径向除去的。

根据本发明，与现有的工艺技术比较，可得到许多优点，下面将讲述这些优越性。根据本发明实施的方法和系统，热辊的温度，例如超级压光机的顶辊，可以提得很高，而且同时辊壳的温度也很均匀。本发明中，辊壳横截面中心线的温度可以做到基本不变，因而辊壳不会产生热变形。

从下面本发明的详细描述中还可看到其它优点和特性，将参考附图中显示的本发明示例性的实施方案对本发明进行阐述，但本发明并不局限于该实施方案。

图中区域可调的可控中高辊一般以数字10表示。辊筒10可用于超级压光机的热顶辊，虽然图中的辊筒也可用于其他方面，如造纸机，纸张或其他类似材料的最后加工设备中，在这些设备中需要挠曲可调、温度可调的辊筒。辊筒10包括固定的轴11，轴上装有可转动的空心辊壳12。按照附图，辊筒10的辊壳12是由带滑瓦的负载元件13可调节地支持在轴11上的，该滑瓦是通过液膜中间体支持在辊壳12的内表面上。还有在图中显示的示例性实施方案中，辊筒两端的辊颈由轴承14支持在轴上。可控中高辊10和对辊（未显示）确定它们之间，纸张W将要通过的辊隙。

在辊筒10的轴向，负载元件将适当地分成几个区，在各个区中通到负载元件13中的压力媒介（流体）的压力是各自分别调节，以便将辊筒10的挠曲调整到正确的水平。在图中显示的例子中，泵22从储缸20中通过管道21抽出流体，将加压的流体经过压力管道23输入到负载元件13。但是应理解图示说明已经过简化，实际上辊筒10的每个区应通入它自己的压力管道，在该管道中流体的压力是根据需要各自进行调节的。

根据本发明，辊筒10装设有加热系统和温度控制系统，按照本发明的方法通过这些系统将热量引入到辊筒10中，从而使得供给辊筒的热量均匀地分布在辊筒热量散发出去的区域，即热流的方向是从辊筒向外的区域。一般来说，热可控中高辊的轴向温度，在有纸W区的温度低于辊两端的温度，因为热量可以很容易通过传导的方式通过纸张W流出辊筒。这样必须供热到纸张W的区域。因为供给的热量还会沿着辊壳12从有纸张W的区域传导到辊的两端，所以辊壳12终端的温度仍会高于辊筒中间部分的温度。这就是为什么在本发明的方法中，从辊的两端区移去热致使辊壳的轴向温度分布尽可能地做到均匀。可以认为本发明的基本特点和目标是，企图使辊筒10每一点的热流都可调，从而使辊筒的温度可以达到均一。

在本发明的方法中，热量是通过加热流体输入到辊筒10，加热流体由加热/冷却泵25从储缸20经管道24抽出，由该泵经过管道27输入到第一热交换器35，它将流体加热到适当的温度。这样加热流体通过第一热交换器35后，沿着管道36进入到辊壳12的内部，在那里流体被均匀地分布到辊壳12的内表面上，以加热辊壳消耗热量的区域，即有纸张W的区域。通过喷淋，最好用喷管40，或带有喷嘴的分配管或相应的设施将加热流体通到辊壳12的内表面上。选择喷嘴或喷管40的流阻足够高（压力损失约1到10巴），以使加热流体能更均匀地分撒到辊壳12上。在本发明的方法和系统中，没有加热，通到各区负载元件13的带压流体，它们也不允许加热，以使辊筒中的温度调节保持在控制之下。

如上面已经说过，在辊筒10的两端区域内温度高于辊筒的其他部分，由于这个原因在本发明的方法中，热量要从这些终端区域移去。在本发明中将冷却流体通到需要冷却的辊筒10的终端区，以移去热量。冷却流体的供给以图示的方式安排，在加热/冷却泵25的压力侧流体管道分为两个分支，第一分支27通过上述路径到第一热交换器35，流体通过它被加热后送到辊筒10，第二分支26通到第二热交换器28，在那里流体被冷却到适当的温度。该第二热交换器28装设有必要的阀门29，调节元件及相应的机构，通过它们可以把冷却流体的温度调节到所需要的值。在第二热交换器28之后流体管道又分为两支30a和30b，它们各自通过相应的轴孔进入到轴11内，到辊筒每个终端区，在这些区相应地安装必要的喷嘴或喷管31a和31b，冷却流体以它们中喷出直接撒到要冷却的辊筒终端区。在辊壳12的每一端，在要冷却区和要加热区之间的边界上可以装设密封导板32a和32b，它们的作用是减少热流体在该区的混合。喷淋到辊筒终端区的冷却流体被导板32a和32b与辊壳12的内表面之间的间隙分流，一部分向内，另一部分可以供应从辊筒要冷却区流到辊筒10的终端轴承14的流体，以润滑该轴承。流体可从任何一点引出辊筒10而不会影响辊壳12的温度。在图中，流体的回流管道用数字50表示。根据本发明的系统，辊筒10的内部和流体储缸20的温度大体上相同。

作为上述的总结，可以确认在本发明的方法和系统中，供应给辊筒10的热量是以加热流体的形式送到散热的区域，即在这些区域热流的方向是从辊筒10向外的。如上面已经讲过，这些区域是纸张W覆盖的区域。按照本发明，热量，即加热流体是流到这些区域，从而使供给热量的分布与从辊筒逃逸的热流相对应。还有在本发明的方法和系统中，辊筒10是进行冷却的，即冷却流体是通到辊筒内的热区，也就是热流朝向的辊筒区域。正如上面所述，热区是在辊筒的两端。该热区被适当地冷却，与从该区外流入该区的热流成比例。根据本发明的方法和系统，辊壳12纵截面中心线上的温度可以做到基本不变，在这种情况下辊壳12不会产生热变形。

以上，本发明已按照附图所表示的例子进行了描述，附图显示的是区域可调和由滑瓦机构支持的辊筒。但是本发明并不局限于图中显示的示例性实施方案，本发明可以有各种不同的实施方案而不背弃权利要求书中确定的本发明的宗旨。因此根据本发明的方法和温度控制系统也可以应用到这些挠曲变化的辊筒，这些辊筒中在辊壳和轴之间通过轴密封，设置压力流体室或一组这样的室，在该辊筒中通过调节该室或一组室中的压力以使辊壳的轴向分布调节到所希望的水平。本发明宗旨的范围还包括这样的可控中高辊，这些辊中辊壳的支持不是上述示例性实施方案所用的流体静压支持，也不是该流体静压支持的组合，而使用流体动力支持。还有，本发明还可以应用于这样的可控中高辊中，它的辊壳是一种组合的支持，包括带压流体室或上述的一组室和流体静力式和/或流体动力式支持在辊壳上的滑瓦机构。

作为本发明的方法和温度调节系统的一种类似的替代，有可能考虑，不是应用到被加热的辊筒，而是将发明应用到要冷却的辊筒，例如在压机和压光机中所用的可控中高辊，还有带有合成材料涂层或其他软表面涂层的可控中高辊，当加压时涂层温度可能升高到这种程度，如果不冷却辊壳，有可能会损害涂层。在这些情况下，这些辊筒必须要冷却。本发明敢可以应用到需把热量移出的辊筒，从而使辊筒中移出的热量在轴向的分布与流入辊筒的热流相适应。

Claims (10)

1、用于调节温度可调的可控中高辊温度的方法，在该辊筒(10)中设置的辊壳(12)能相对固定的辊筒轴(11)转动，并装载带压的中间体，以校正辊壳的挠曲，由加热流体通入到辊壳的内表面(12)上对辊筒(10)进行加热，其特征是，通入到辊筒(10)中的加热流体是通到因径向热传导而使辊筒(10)散热的辊壳(12)的区域，即在这些区域热流的方向是径向离开辊筒，其特征还有在热量不是通过径向热传导从辊壳中移去的区域，热量由在该热区通入冷却流体移去。

2、如权利要求1的方法，其特征是，加热流体通入到辊筒（10）内，供给辊筒的热量是沿辊筒轴向分布，与从辊筒（10）移去的热流分布一致，特征还有通到辊筒（10）热区的冷却流体与从辊壳（10）的其他部分流入热区的热流成正比。

3、如权利要求1和2的方法，其特征是，在辊筒（10）中要冷却的区，即热区，或者在要冷却区和要加热区之间的边界上装设密封流体导板以减少加热流体和冷却流体的混合。

4、如前述任何一项权利要求所述的方法，其特征是，冷却流体是直接流经辊筒中要冷却的区域，特征还有至少部分冷却流体经终端轴承（14）流出辊筒（10），以润滑该终端轴承（14）。

5、如前述任何一项权利要求所述的方法，其特征是，加热流体和冷却流体都是通过喷撒流经辊壳（12）的内表面。

6、用于实现如前述任何一项权利要求所述方法的温度可调和可控中高辊的温度调节系统，包括把加热流体通入到辊壳（12）内表面以加热辊壳（12）的装置，该装置又包括加热流体和调节它温度的装置（35，37，38）和供给热流体的装置（25，40），其特征是，装设的辊筒加热装置把加热流体输入到辊壳（12）的这些区域，从那里热量从辊筒（10）通过传导散发出去，即通过围绕辊筒（10）转的纸片（W），还有，该统还包括辊筒（10）冷却装置，装置它们是为了以可调的方式供给冷却流体到辊壳（12）的那些区域，在那里热量不是通过传导从辊筒径向移去的。

7、如权利要求6的温度调节系统，其特征是，在辊筒（10）中是这样装设加热装置，使得由加热流体供给辊筒（10）的热量，其分布与因传导从辊筒移去的热流相一致，还有，辊筒的冷却装置是这样装设，使得由冷却装置产生的冷量，其分布与从辊筒（10）的其他部分流入到辊筒10中要冷却区的热流成比例。

8、如权利要求6的温度调节系统，其特征是，在辊筒（10）中冷却装置是这样装设使得它们能在操作中关掉，从而只有加热流体通入到辊筒（10）中。

9、如权利要求6或7的温度调节系统，其特征是，在辊筒中，要加热区和要冷却区之间装设密封导板以减小加热流体和冷却流体的混合。

10、如权利要求6到9中任何一项所述的温度调节系统，其特征是，加热流体和冷却流体各自通过中间设施，如喷管（分别为40，或31a，31b），喷嘴或相应的机构，喷撒流经辊壳（12）的内表面。

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