CN104260247B - 一种冷却辊 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷却辊，该冷却辊包括：辊壁，该辊壁形成具有中空腔体的圆筒状；第一端盖，该第一端盖连接于该辊壁的第一端；第二端盖，该第二端盖连接于该辊壁的第二端；多条第一冷却管道，所述多条第一冷却管道呈圆周分布于该辊壁内，供冷却液流通，该第一冷却管道的冷却液入口设置于该第一端盖处；多条第二冷却管道，所述多条第二冷却管道呈圆周分布于该辊壁内，供冷却液流通，该第二冷却管道的冷却液入口设置于该第二端盖处；其中，该第一冷却管道与该第二冷却管道互相间隔交错设置。由此避免了辊壁两端出现的温度不同、辊壁具有温度斜坡的问题。

Description

一种冷却辊

技术领域

本发明涉及冷却辊，具体地，涉及一种辊壁温度均匀的冷却辊。

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、紫外涂布生产等大量生产加工系统中，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，再传送至下一加工环节中。

冷却辊的辊筒一般是用金属加工的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，如图1所示，一种是腔体11两侧分别连接一个单回路旋转接头12、12′，冷却水从一侧的旋转接头12进入腔体11，在腔体11内部与辊壁13进行热交换后，从腔体11另一侧的旋转接头12′流出。如图2所示，另一种是在腔体11一侧连接一个双回路旋转接头14，冷却水从双回路旋转接头14的进水口141进入腔体11，在腔体11内部与辊壁13进行热交换后，再通过双回路旋转接头14的出水口142流出。

以上两种冷却方式中，冷却水均由冷却辊的一端流向另一端，当冷却辊长度较长时，由于冷却水流动的过程中与辊壁进行热交换，因此会使冷却辊形成一端温度高于另一端温度、出现辊壁具有温度斜坡的情况，从而影响到物料的质量。

发明内容

本发明提供一种冷却辊，可以有效解决现有技术中冷却辊的辊壁具有温度斜坡的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种冷却辊，其特征在于，包括：辊壁，该辊壁形成具有中空腔体的圆筒状；第一端盖，该第一端盖连接于该辊壁的第一端；第二端盖，该第二端盖连接于该辊壁的第二端；多条第一冷却管道，所述多条第一冷却管道呈圆周分布于该辊壁内，并且每条第一冷却管道沿该辊壁的长度方向设置，供冷却液流通，该第一冷却管道的冷却液入口设置于该第一端盖处，冷却液自该辊壁的第一端流入该辊壁内；多条第二冷却管道，所述多条第二冷却管道呈圆周分布于该辊壁内，并且每条第二冷却管道沿该辊壁的长度方向设置，供冷却液流通，该第二冷却管道的冷却液入口设置于该第二端盖处，冷却液自该辊壁的第二端流入该辊壁内，且流向与第一冷却管道中的冷却液流向相反；其中，该第一冷却管道与该第二冷却管道互相间隔交错设置。

优选地，每条该第一冷却管道均设置于两条相邻的该第二冷却管道之间，每条该第二冷却管道均设置于两条相邻的该第一冷却管道之间。

优选地，该第一冷却管道的冷却液出口设置于该第二端盖处，该第二冷却管道的冷却液出口设置于该第一端盖处，该第一冷却管道以及该第二冷却管道均为一单向流通的管道。

优选地，该第一冷却管道的冷却液出口设置于该第一端盖处，与该第一冷却管道的冷却液入口位于冷却辊横截面上的同一径向方向，且位于该冷却液入口的内侧，该第一冷却管道包括：一进液通道，该进液通道与该第一冷却管道的冷却液入口相连通；以及一回流通道，该回流通道与该第一冷却管道的冷却液出口以及该进液通道相连通，该第一冷却管道构成一条径向设置的回路。

优选地，该第二冷却管道的冷却液出口设置于该第二端盖处，与该第二冷却管道的冷却液入口位于冷却辊横截面上的同一径向方向，且位于该冷却液入口的内侧，该第二冷却管道包括：一进液通道，该进液通道与该第二冷却管道的冷却液入口相连通；以及一回流通道，该回流通道与该第二冷却管道的冷却液出口以及该进液通道相连通，该第二冷却管道构成一条径向设置的回路。

优选地，多条该第一冷却管道相对于该辊壁的中心轴线两两对称；多条该第二冷却管道相对于该辊壁的中心轴线两两对称。

优选地，每条位于该辊壁内一侧的该第一冷却管道相对该辊壁的同一径向方向上另一侧设有一条该第二冷却管道。

优选地，该冷却辊还包括：一导热层，包裹于该辊壁的外周上，将物料的热量向其第一端以及第二端传递；以及一金属层，包裹于该导热层的外周上，将物料的热量传递至该导热层。

优选地，该导热层由铜铝金属混合的复合型导热纤维材料、石墨导热材料、碳纤维材料、碳化硅、银或铜中的任一种制成。

优选地，该第一端盖和该第二端盖中还分别设有隔离腔，该隔离腔位于该导热层和该金属层两端外侧，减少辊壁两端的热交换。

借由上述技术特征，本发明至少具有如下有益效果：

1、通过改变冷却管道的分布方式，使冷却效果得到明显提高；

2、通过设置流向相反并互相间隔交错的多条第一冷却管道和多条第二冷却管道，避免了辊壁两端出现的温度不同、辊壁具有温度斜坡的问题，大大提高产品的质量；

3、冷却辊的结构简单，加工较为方便，成本较低。

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为现有技术的单回路冷却管道的冷却辊的结构示意图；

图2为现有技术的双回路冷却管道的冷却辊的结构示意图；

图3为本发明的冷却辊的纵截面结构示意图；以及

图4为本发明的冷却辊的横截面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术内容进行进一步地说明：

请一并参见图3和图4，其分别示出了本发明的冷却辊的纵截面结构示意图以及横截面结构示意图，其中，图3中省略了冷却辊中间部分的长度。在本发明的优选实施例中，冷却辊2包括：辊壁21、第一端盖22、第二端盖23、多条第一冷却管道24、多条第二冷却管道25、导热层26、两个隔离腔27以及金属层28。

具体地，辊壁21形成具有中空腔体的圆筒状。第一端盖22连接于辊壁21的第一端。第二端盖23连接于辊壁21的第二端。

多条第一冷却管道24呈圆周均匀分布于辊壁21内，且每条第一冷却管道24沿辊壁21的长度方向设置，供冷却液流通。第一冷却管道24的冷却液入口241设置于冷却辊2的第一端盖22处，冷却液自该辊壁21的第一端盖22流入辊壁21内。第一冷却管道24的冷却液出口242也设置于第一端盖22处，与第一冷却管道24的冷却液入口241位于冷却辊横截面的同一径向方向上，且位于冷却液入口241的内侧。每条第一冷却管道24包括一进液通道243以及一回流通道244。进液通道243与回流通道244相连通。进液通道243与冷却液入口241相连通。回流通道244与冷却液出口242相连通。进液通道243以及回流通道244自辊壁21的第一端延伸至接近辊壁的第二端。整个第一冷却管道24构成一条径向设置的回路。

多条第二冷却管道25同样呈圆周均匀分布于辊壁21内，且每条第二冷却管道25沿辊壁21的长度方向设置，供冷却液流通。第二冷却管道25的冷却液入口251设置于冷却辊2的第二端盖23处，冷却液自辊壁21的第二端盖23流入辊壁21内，其流向与第一冷却管道24中的冷却液流向相反。第二冷却管道25的冷却液出口252设置于第二端盖23处，与第二冷却流道25的冷却液入口251位于冷却辊横截面的同一径向方向上，且位于冷却液入口251的内侧。与第一冷却管道24相同的，每条第二冷却管道25包括一进液通道253以及一回流通道254。进液通道253与回流通道254相连通。进液通道253与冷却液入口251相连通。回流通道254与冷却液出口252相连通。进液通道253以及一条回流通道254自辊壁21的第二端延伸至接近辊壁的第一端。整个第二冷却管道25同样构成一条径向设置的回路。

其中，第一冷却管道24与第二冷却管道25互相间隔交错设置。互相间隔交错的方式优选是一条第一冷却管道24、一条第二冷却管道25重复依次排列(如图4所示)，即每条第一冷却管道24设置于两条相邻的第二冷却管道25之间，而相应地，每条第二冷却管道25设置于两条相邻的第一冷却管道24之间。互相间隔交错的方式也可以是两条第一冷却管道24、两条第二冷却管道25重复依次排列，或者，一条第一冷却管道24、两条第二冷却管道25重复依次排列，或者两条第一冷却管道24、一条第二冷却管道25重复依次排列等类似方式。

如图4所示的优选例中，多条第一冷却管道24相对于辊壁21的中心轴线X两两对称；而多条第二冷却管道25之间也相对于辊壁21的中心轴线X两两对称。即位于辊壁21内一侧的一条第一冷却管道24或第二冷却管道25相对辊壁21的同一径向方向上另一侧也设置有一条第一冷却管道24或第二冷却管道25。而本领域技术人员理解，在一些变化例中，每条位于辊壁21内一侧的第一冷却管道24相对辊壁21的同一径向方向上另一侧也可以设置一条第二冷却管道25；相应地，每条位于辊壁21内一侧的第二冷却管道25相对辊壁21的同一径向方向上另一侧也可以设置一条第一冷却管道24；即沿辊壁21的同一径向方向上，辊壁21内的两侧分别为一条第一冷却管道24以及一条第二冷却管道25。

导热层26包裹于辊壁21的外周上，其长度与辊壁21的长度大致相同，用于将得到的热量快速向辊壁21的第一端以及第二端传递。导热层26由高导热材料组成，该高导热材料由石墨导热材料、碳纤维材料、铜铝金属混合的复合型导热纤维材料、碳化硅、银或铜等材料中的任一种制成。

金属层28包裹于导热层26的外周上，其将加工的物料的热量传递至导热层26。

两个隔离腔27分别设置于第一端盖22以及第二端盖23中，且分别位于该导热层26和该金属层28两端外侧，以在辊壁21两端处减少冷却管道内的冷却液与辊壁及其外部之间的热交换，避免降低辊壁21两端的温度，防止结露发生。优选地，每个隔离腔27的长度(沿冷却辊的轴向)为3～5cm。

更进一步地，在一些变化例中，第一冷却管道24的冷却液出口242也可以设置于第二端盖23处。而第二冷却管道25的冷却液出口252可以设置于第一端盖22处。即第一冷却管道24以及第二冷却管道25均为一单向流通的管道。本领域技术人员理解，这些实施例同样可以予以实现，此处不予赘述。

更进一步地，在本发明的实施例中，第一冷却管道24以及第二冷却管道25的数量可以根据实际工艺需要进行设置。可以理解的是，第一冷却管道24以及第二冷却管道25设置的数量越多，使冷却效果越好，且辊壁21表面的温度也越均匀。

综合上述图3以及图4所示的实施例，本领域技术人员理解，本发明所提供的冷却辊由于改变了冷却管道的分布方式，使冷却效果得到了明显提高；通过设置流向相反并互相间隔交错的多条第一冷却管道和多条第二冷却管道，避免了辊壁两端温度不同、辊壁具有温度斜坡的问题，大大提高产品的质量；其结构简单，加工也较为方便，成本较低。

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 (6)

1.一种冷却辊，其特征在于，包括：

辊壁，该辊壁形成具有中空腔体的圆筒状；

第一端盖，该第一端盖连接于该辊壁的第一端；

第二端盖，该第二端盖连接于该辊壁的第二端；

多条第一冷却管道，所述多条第一冷却管道呈圆周分布于该辊壁内，并且每条第一冷却管道沿该辊壁的长度方向设置，供冷却液流通，该第一冷却管道的冷却液入口设置于该第一端盖处，冷却液自该辊壁的第一端流入该辊壁内；该第一冷却管道的冷却液出口设置于该第一端盖处，与该第一冷却管道的冷却液入口位于冷却辊横截面上的同一径向方向，且位于该冷却液入口的内侧，每条第一冷却管道包括：

一进液通道，该进液通道与该第一冷却管道的冷却液入口相连通；以及

一回流通道，该回流通道与该第一冷却管道的冷却液出口以及该进液通道相连通，该第一冷却管道构成一条径向设置的回路；

多条第二冷却管道，所述多条第二冷却管道呈圆周分布于该辊壁内，并且每条第二冷却管道沿该辊壁的长度方向设置，供冷却液流通，该第二冷却管道的冷却液入口设置于该第二端盖处，冷却液自该辊壁的第二端流入该辊壁内，且流向与第一冷却管道中的冷却液流向相反；该第二冷却管道的冷却液出口设置于该第二端盖处，与该第二冷却管道的冷却液入口位于冷却辊横截面上的同一径向方向，且位于该冷却液入口的内侧，每条第二冷却管道包括：

一进液通道，该进液通道与该第二冷却管道的冷却液入口相连通；以及

一回流通道，该回流通道与该第二冷却管道的冷却液出口以及该进液通道相连通，该第二冷却管道构成一条径向设置的回路；

其中，该第一冷却管道与该第二冷却管道互相间隔交错设置，每条该第一冷却管道均设置于两条相邻的该第二冷却管道之间，每条该第二冷却管道均设置于两条相邻的该第一冷却管道之间。

2.根据权利要求1所述的冷却辊，其特征在于，多条该第一冷却管道相对于该辊壁的中心轴线两两对称；多条该第二冷却管道相对于该辊壁的中心轴线两两对称。

3.根据权利要求1所述的冷却辊，其特征在于，每条位于该辊壁内一侧的该第一冷却管道相对该辊壁的同一径向方向上另一侧设有一条该第二冷却管道。

4.根据权利要求1所述的冷却辊，其特征在于，该冷却辊还包括：

一导热层，包裹于该辊壁的外周上，将物料的热量向其第一端以及第二端传递；以及

一金属层，包裹于该导热层的外周上，将物料的热量传递至该导热层。

5.根据权利要求4所述的冷却辊，其特征在于，该导热层由铜铝金属混合的复合型导热纤维材料、石墨导热材料、碳纤维材料、碳化硅、银或铜中的任一种制成。

6.根据权利要求4所述的冷却辊，其特征在于，该第一端盖和该第二端盖中还分别设有隔离腔，该隔离腔位于该导热层和该金属层两端外侧，减少辊壁两端的热交换。