CN103890263A - 用于加热纸幅或织物幅的辊 - Google Patents

Abstract

一种用于加热纸幅或织物幅的加热辊（1），其具有圆筒辊壳（44）、前侧（41）和后侧（42），如果圆筒辊壳（44）围绕内辊壳（46）由此在圆筒辊壳（44）与内辊壳（46）之间形成环状的或至少一个环段状的中空空间（45），并且如果至少一个热源（60）插入在中空空间（45）中，则该加热辊能实现其表面上的均匀温度。

Description

用于加热纸幅或织物幅的辊

技术领域

本发明涉及用于加热纸幅或织物幅的辊，其具有圆筒形辊壳、前侧、后侧和转动轴线。所述圆柱形辊壳通过至少一个热源加热。

背景技术

在造纸和纺织工业中，潮湿的纸幅或潮湿的织物幅相应地传输通过干燥部分，以从纸幅或织物幅去除多余的水。在干燥部分中，幅面在加热鼓干燥器上行进，所述加热鼓干燥器也称为辊。所述辊通常用蒸气加热。这种辊例如在专利申请DE102005043734A1中公开。给辊供给蒸气是昂贵的，并且在鼓中难以处理由蒸气提供的湿度。而且，难以提供辊的均匀表面温度。湿度问题可以通过使用加热了的油来代替蒸气而解决，但其他问题仍未解决。

在美国专利公开5666744中公开了不同的方法：潮湿的纸幅被输送到织物传送器片并且行进通过干燥单元。在干燥单元中，织物片上的潮湿纸幅暴露于由沿着潮湿纸幅的行进路径定位的红外单元发出的红外光。同时，通过真空单元去除湿气，所述真空单元位于织物片的与红外单元相对的位置。这可以将加热干燥和真空干燥相结合。

国际专利申请WO2010/020485A1建议通过微波干燥潮湿的纸幅。纸幅多次穿过相对的辊之间的间隙。在间隙中，潮湿的纸幅暴露于微波。该方法的缺点在于纸幅必须多次通过间隙，并且难以在间隙内提供均匀的微波。而且，所述间隙必须被良好地屏蔽以避免泄漏辐射。

US499751公开了一种用于干燥纸幅的电加热辊。该辊的外壳具有管状中空圆筒的形式。在圆筒中是第二中空圆筒。在第二中空圆筒的表面壳上是平行杆，所述平行杆支撑在外壳与第二中空圆筒之间的环状中空空间中的线。给所述线提供电流从而产生热。该热传递至外壳作为辐射热。

DE3033689A1也公开了一种用于干燥纸幅的电加热辊，其具有两个同心布置的中空圆筒。在内外圆筒之间是舱室。在舱室中有电加热垫，该电加热垫与内外中空圆筒热接触。加热垫的这种布置提供了均匀的加热分布。

德国实用新型专利DE20101859U1公开了电加热干燥辊的另一个实施例。干燥辊具有管状中空圆筒作为辊壳。该圆筒具有与圆筒轴线平行的若干孔。在每个孔中有加热线。通过给加热线施加电流而产生的热作为辐射热传递至中空圆筒。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供用于纸幅或织物幅的简单且同时高效的干燥站，所述纸幅或织物幅在下文中简称为“幅面”。

本发明基于这样的观察，即，现有技术的电加热辊需要与辊鼓横向热接触或者热作为辐射热传递至辊鼓。在第一种情况下，加热元件难以更换。在第二种情况下，加热元件与辊鼓之间的热传递不高效。

独立权利要求描述了本发明的方案。从属权利要求涉及本发明的有利实施例。

权利要求1的辊包括至少一个圆筒辊壳、前侧和后侧，所述圆筒辊壳具有圆筒轴线。所述圆筒轴线是转动轴线。所述圆筒辊壳包括至少一个、优选地多个孔，所述孔至少大致平行于所述圆筒轴线延伸。所述孔可以是通孔，即，连接辊壳的两个面对侧。在所述孔中的至少一个中有至少一个优选地可更换的厚板状加热器盒。该加热器盒具有与所述孔的内表面热接触的表面。加热器盒优选地是封装加热元件，即，通过加热加热元件的封装壳体而提供热量。盒的长度比所述孔的长度短，例如小于孔长度的1/2、1/3、1/4或更小。这种加热器盒可在市场上买到并且可以非常快速地更换，因而处理时间可以保持较短。在所述孔中优选地是液体无机混合物，例如是包括无机盐的溶液。当加热加热器盒时，溶液的溶剂气化。孔的内表面因而涂覆有无机盐。无机盐至少提供加热器盒与孔的内表面之间几乎完美的热接触。另外，该涂覆显著增强了孔的热传导性。

在将液体无机混合物插入到孔中之前，所述孔被优选地抽真空。随后将一定量的液体无机混合物插入到孔中并且所述孔被密封。当用加热器盒加热辊时，溶剂将改变其物相并且变成气体。无机盐将保持均匀分布在孔的内表面处并且因而涂覆该孔。优选地，鼓在加热的同时转动，以更好地分布无机盐和液体无机混合物的其他可能的成分。适当的液体无机混合物的示例可以在例如专利US6132823、US6911231、US6916430、US6811720和申请US2005/0056807中找到，其全部内容通过参考包含于此。

在第二实施例中，圆筒辊壳围绕内辊壳并且由此在圆筒辊壳与内辊壳之间形成环状或至少一个环段状的中空空间。在圆筒辊壳与内辊壳之间的中空空间中有至少一个热源，例如可更换地安装的厚板状加热器盒。热源热连接至圆筒辊壳和/或内辊壳中的至少一个。为了热连接加热元件，加热元件可以插入到中空空间中，中空空间可以被抽真空并且随后例如至少一种无机盐的溶液的液体无机混合物可以插入到中空空间中。随后，在孔中填充至少一种无机盐的预定量的溶液，例如在专利US6132823、US6911231、US6916430、US6811720和申请US2005/0056807中的至少一个中公开的溶液中的一种。孔中的压力仍保持明显低于环境压力。现在，辊优选地转动并且加热元件启动。液体无机混合物由此均匀地分布在孔中，并且同时气化，因而无机盐涂覆加热器盒的表面，并且同时涂覆中空空间的内表面，由此热连接加热元件和辊壳。

两种构造都能实现重量轻但却稳定的辊，因而该辊能由于其较低的转动惯量而迅速地加速或停止。热源可以分别自由地布置在中空空间或孔内，并且由此可以维持辊表面上的均匀温度。中空空间可以与所述孔一样涂覆有无机盐，并且可以被抽真空以增强中空空间的相对表面的热传导性，例如如专利US6132823、US6911231、US6916430、US6811720和申请US2005/0056807中所述。这允许近乎非常均匀的热分布。

更一般地，本发明可以总结为提供具有至少一个管状辊壳的干燥辊。该辊具有至少一个凹槽或舱室，至少一个例如加热器盒的加热元件插入其中。加热元件通过涂覆至少一种无机盐而热连接至辊壳。用于将加热元件热连接至辊壳的方法可以总结如下：在第一步骤中，凹槽被抽真空并且例如是至少一种无机盐的溶液的液体无机混合物插入到凹槽中。随后辊被加热并且优选地同时转动。由此液体无机混合物均匀地分布在凹槽中并且同时气化。因而无机盐作为涂层留在加热元件和凹槽的内表面上。

在优选实施例中，至少一个热源是至少一个厚板状电加热元件，其热连接至所述至少一个内辊壳。这允许沿内壳的圆周优选地均匀间隔地布置加热元件，并且由此进一步改善圆筒表面上的热分布。这种加热元件可以非常快速地更换，因而可以保持处理时间较短。

例如，在优选实施例中，热源包括多个厚板状电加热元件，其彼此平行地布置在内辊壳的外表面上并且平行于辊的转动轴线。

在优选实施例中，内辊壳具有用于所述至少一个热源的至少一个凹槽。由于内壳与圆筒之间的平均距离减小，因而这允许优化溶液与内辊壳之间的热传递以及内壳与圆筒辊壳之间良好的热传递。

如果热源分别从鼓的前侧和/或后侧插入到中空空间或孔中，则其可以高效地供给有能量，优选地是电能，并且可以在故障的情况下快速更换。

所述辊壳中的至少一个优选地通过至少一个具有外部窄侧和内部窄侧的环加强，其中外部窄侧静态地接触相应辊壳的内侧。这稳定了辊而不显著增大重量。

如果圆筒辊壳和内辊壳在辊的前侧和后侧处附装至盘，则辊被进一步稳定。

在优选实施例中，辊具有辊轴，该辊轴支撑至少一个滑环，该滑环与所述至少一个热源电连接，用于将电能供给至所述至少一个热源。

优选地，所述辊轴具有两个半部，每个都比辊的宽度短，其中一个安装在面对侧面处，即分别在辊的前侧和后侧处。这允许例如通过标准轴承简单支撑辊，而不显著增大辊的转动惯量。

附图说明

下文将参照附图通过以示例性方式给出而不限制一般发明概念的实施例来说明本发明。

图1示出辊的剖视图。

图2示出图1的细节。

图3示出图1的辊的前侧上的视图。

图4示出待安装在图1的辊的后侧处的盘的视图。

图5示出辊的另一实施例。

图6示出图5的细节。

图7示出图5中指示的横截面A-A和B-B。

具体实施方式

图1中的辊1为中空环状圆筒形状，其具有圆筒表面21，作为用于纸幅（未示出）的支撑。中空圆筒的两个相对侧面至少基本被前盘41和后盘42封闭。平行的盘41、42支撑圆筒辊壳44（参见图1）。圆筒辊壳44围绕内辊壳46。内辊壳46沿径向方向与圆筒辊壳44间隔开。内辊壳46、圆筒辊壳44和两个盘41、42形成环状中空空间45。中空空间45的外径由圆筒辊壳44的内表面限定。中空空间45的内径由内辊壳的相邻表面限定并且从前到后减小一级，即，其具有直径不同的两段。较宽的段允许插入壳体48，作为用于电加热元件60的舱室。电加热元件60从前侧插入并且以其电连接器延伸通过前盘41（参见图2和3）。

优选地，包围中空空间45的表面被涂覆，如专利US6132823、US6911231、US6916430、US6811720和申请US2005/0056807所公开，这些专利通过参考包含于此。涂覆流体可以通过管76插入到中空空间45中。在涂覆过程之后，优选地也经由管76抽真空中空空间。管76也可以用于在极低和/或极高压力下测试中空空间的结构完整性。当然，管76可以例如通过螺栓和/或阀封闭。

内辊壳通过具有外部窄侧和内部窄侧的环状部52加强，其中外部窄侧静态地接触内辊壳46的内侧并且由此稳定辊1而不显著增大重量，并且因而不显著增大转动惯量。环52的内外径之间的差别小于圆筒辊44的半径r的1/3，更优选地小于圆筒辊44的半径r的1/4。

辊轴70的一半从盘41、42延伸，其通过凸缘连接至相应的盘41、42，这允许将辊1支承在支撑框架（未示出）中。温度传感器80从前侧41延伸到中空空间45中（如图3所示），并且允许控制单元将温度维持在限定的值或区间。

后盘42具有开口74，该开口通向由内壳和两个盘41、42形成的腔72。开口74保证腔72的通风，另外所述腔可以容易地被检查（参照图1、4）。

图5中的辊1具有管状中空圆筒辊壳44的辊鼓，其具有圆筒轴线2（参照图6）。外圆筒表面是用于支撑和加热纸幅的辊表面21。在辊壳44中有若干凹槽45，所述凹槽在该示例中是孔45。凹槽45至少大致平行于圆筒轴线2延伸。仅应允许从圆筒轴线的轴向方向少量偏移。在辊壳44的一个面对侧处凹槽45到圆筒轴线2的距离与在辊壳44的相对面对侧处的相应距离之间的差优选地小于+/-0.1mm。孔45是从辊壳44的一个面对侧到辊壳44的相对的面对侧的通孔。每个孔45的一侧通过插入厚板状加热器盒60而被封闭，其密封孔45的相应开口。加热器盒优选地通过螺栓或任何其他可释放的紧固装置紧固。如果加热器盒故障，则可以通过释放紧固装置并且收回加热器盒而被更换。随后一个新的加热器盒可以被插入到孔45中并且被紧固。所述孔通过盖板47在辊壳的相对面对侧处被封闭。盖板47支撑注射装置47，其用于抽真空所述孔并且随后在孔45中填充预定量的液体无机混合物，例如至少一种无机盐的水溶液。每个孔之间的距离取决于辊鼓的直径。角度误差应保持较小，优选地小于0.1°。

辊壳44具有环状中空圆筒的形式，并且因而具有中心通孔43。辊壳44由两个轴70支撑，所述两个轴分别从辊壳44的每个面对侧插入到通孔43中。轴70的近端段的外径与辊轴44的内径相配合。辊壳44可以通过螺栓或通过焊接紧固至轴70。轴70每个都通过可以安装至支撑框架的轴承组件50支撑。加热器盒60经由线缆和转动接头54连接至电源。

为了使加热器盒与辊壳44热连接，所述孔首先被抽真空，这意味着封闭的孔中的空气的至少一部分被去除，以在所述孔中获得比环境压力低的压力。随后，在孔中填充预定量的液体无机混合物，例如至少一种无机盐的溶液，例如在专利US6132823、US6911231、US6916430、US6811720和/或申请US2005/0056807中的至少一个中公开的液体无机混合物中的一种。孔中的压力仍保持显著低于环境压力。现在，辊壳44优选地转动并且加热器盒被启动。液体无机混合物由此均匀地分布在所述孔中，并且同时气化，因而无机盐涂覆在加热器盒的表面上，并且同时涂覆在凹槽45的内表面上，由此热连接加热器盒和辊壳44。

附图标记列表

1   辊

2   圆筒轴线

21  辊表面

41  盘

42  盘

43  辊壳44的中心通孔

44  圆筒辊壳

45  中空空间/孔/凹槽

46  内辊壳

47  盖板

48  壳体

49  注射装置

52  环

54  滑环/转动接头

60  热源/电加热器/加热器盒

70  轴

72  腔

74  开口

76  管

80  温度传感器

90  溶液/流体/无机盐

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于加热纸幅或织物幅的加热辊（1），其具有圆筒辊壳（44）、前侧和后侧，其中

-所述圆筒辊壳（44）围绕内辊壳（46），由此在所述圆筒辊壳（44）与所述内辊壳（46）之间形成环状的或至少一个环段状的中空空间（45），

-所述内辊壳（46）具有至少一个壳体（48），该壳体从所述前侧和/或所述后侧延伸到中空空间（45）中，支撑至少一个热源并且通过至少一种无机盐连接至所述内辊壳（46）和/或所述圆筒辊壳（44）中的至少一个，

其特征在于，

所述圆筒辊壳（44）由两个轴（70）支撑，所述两个轴分别从所述圆筒辊壳（44）的面对侧插入到通孔（43）中。

2.一种用于加热纸幅或织物幅的加热辊（1），其具有圆筒辊壳（44）、前侧和后侧，所述圆筒辊壳具有圆筒轴线（2），其中

-所述圆筒辊壳包括至少一个孔（45），该孔至少大致平行于所述圆筒轴线（2）延伸，

-加热器盒插入所述孔中的至少一个中并且通过至少一种无机盐热连接至所述圆筒辊壳（44），

其特征在于，

所述圆筒辊壳（44）由两个轴（70）支撑，所述两个轴分别从所述圆筒辊壳（44）的面对侧插入到通孔（43）中。

3.根据权利要求1或2所述的加热辊，其特征在于，所述至少一个热源（60）是至少一个厚板状电加热元件，其热连接至所述至少一个内辊壳（46）。

4.根据权利要求2或3所述的加热辊，其特征在于，所述热源包括多个厚板状封装电加热元件（60），其彼此平行地布置在所述内辊壳（46）的外表面上或布置在所述至少一个孔中，并且平行于所述加热辊（1）的转动轴线。

5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的加热辊，其特征在于，所述中空空间（45）经由管状连接器（76）与所述加热辊的前侧和/或后侧连接。

6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的加热辊，其特征在于，所述热源（60）分别从所述鼓的前侧和/或后侧插入到所述中空空间（45）或孔中。

7.根据权利要求1和3至5中的任意一项所述的加热辊，其特征在于，所述内辊壳（46）通过具有外部窄侧和内部窄侧的至少一个环（52）加强，其中所述外部窄侧静态地接触所述内辊壳（46）的内侧。

8.根据权利要求1和3至6中的任意一项所述的加热辊，其特征在于，所述圆筒辊壳（44）和所述内辊壳（46）在所述加热辊（1）的前侧和后侧处附装至盘（41，42）。

9.根据权利要求1和3至7中的任意一项所述的加热辊，其特征在于，所述加热辊（1）具有支撑至少一个滑环的至少一个辊轴（70），所述滑环与所述至少一个热源电连接，以将电能供给至所述至少一个热源（60）。

10.根据权利要求1和3至8中的任意一项所述的加热辊，其特征在于，所述中空空间（60）被抽真空并且所述内表面涂覆有无机盐。

Claims (10)

1.一种用于加热纸幅或织物幅的加热辊（1），其具有圆筒辊壳（44）、前侧和后侧，

其特征在于，

-所述圆筒辊壳（44）围绕内辊壳（46），由此在所述圆筒辊壳（44）与所述内辊壳（46）之间形成环状的或至少一个环段状的中空空间（45），

-所述内辊壳（46）具有至少一个壳体（48），该壳体从所述前侧和/或所述后侧延伸到中空空间（45）中，支撑至少一个热源并且通过至少一种无机盐连接至所述内辊壳（46）和/或所述圆筒辊壳（44）中的至少一个。

2.一种用于加热纸幅或织物幅的加热辊（1），其具有圆筒辊壳（44）、前侧和后侧，所述圆筒辊壳具有圆筒轴线（2），

其特征在于，

-所述圆筒辊壳包括至少一个孔（45），该孔至少大致平行于所述圆筒轴线（2）延伸，

-加热器盒插入所述孔中的至少一个中并且通过至少一种无机盐热连接至所述圆筒辊壳（44）。

3.根据权利要求1或2所述的加热辊，其特征在于，所述至少一个热源（60）是至少一个厚板状电加热元件，其热连接至所述至少一个内辊壳（46）。

4.根据权利要求2或3所述的加热辊，其特征在于，所述热源包括多个厚板状封装电加热元件（60），其彼此平行地布置在所述内辊壳（46）的外表面上或布置在所述至少一个孔中，并且平行于所述加热辊（1）的转动轴线。

5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的加热辊，其特征在于，所述中空空间（45）经由管状连接器（76）与所述加热辊的前侧和/或后侧连接。

6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的加热辊，其特征在于，所述热源（60）分别从所述鼓的前侧和/或后侧插入到所述中空空间（45）或孔中。

7.根据权利要求1和3至5中的任意一项所述的加热辊，其特征在于，所述内辊壳（46）通过具有外部窄侧和内部窄侧的至少一个环（52）加强，其中所述外部窄侧静态地接触所述内辊壳（46）的内侧。

8.根据权利要求1和3至6中的任意一项所述的加热辊，其特征在于，所述圆筒辊壳（44）和所述内辊壳（46）在所述加热辊（1）的前侧和后侧处附装至盘（41，42）。

9.根据权利要求1和3至7中的任意一项所述的加热辊，其特征在于，所述加热辊（1）具有支撑至少一个滑环的至少一个辊轴（70），所述滑环与所述至少一个热源电连接，以将电能供给至所述至少一个热源（60）。

10.根据权利要求1和3至8中的任意一项所述的加热辊，其特征在于，所述中空空间（60）被抽真空并且所述内表面涂覆有无机盐。

Images