CN104452408A - 一种新型大直径干燥烘缸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型大直径干燥烘缸，所述烘缸包括一体制成的中空的厚壁筒状的缸筒，所述缸筒的内表面上紧密贴覆保温材料，所述缸筒的筒壁内沿圆周方向均布间隔设有沿轴向供加热媒介使用的通道，在缸筒的筒壁内沿轴向在通道之间沿圆周方向均布间隔设有热管，该热管作为烘缸外表面的温度均衡元件。本烘缸采用大直径夹套式烘缸，夹套内除了设有热媒介流通通道外，还设有热管组，该热管组能保证烘缸表面沿轴向热量分布的均匀一致性，使得任何原因引起的在烘缸表面上存在的温度梯度都能够在极短的时间内得以消除，使得其表面热量分布均一性好，热稳定性高，抗轴向温度波动干扰能力强，使得干燥后的纸张等薄型材料的水分含量分布均匀。

Description

一种新型大直径干燥烘缸

技术领域

本发明属于造纸技术领域，涉及造纸过程干燥操作的装置，尤其是一种运用带有内置热管、保证被干燥纸幅接触面温度均匀、干燥恒定的新型大直径干燥烘缸。

背景技术

在湿法造纸过程中，纸张干燥是个高能耗的单元操作，因而它引起了学者和科研人员的广泛关注。迄今为止，已有多种干燥技术和装置被研究和开发出来，并已应用于生产。例如，蒸汽烘缸、红外辐射、热风冲击等干燥方法。但是，由于蒸汽相对于其它加热方式所具有的生产成本低廉、纸厂现有易得、干燥后纸页平滑度高等优势，除特种纸张生产过程的需求外，蒸汽烘缸干燥纸幅的方式被绝大多数造纸厂所采用。

然而，因为受到干燥速率的限制，现代化的中高速纸机上的干燥部往往要配备100只以上的蒸汽烘缸，这不但使纸厂占地庞大、需要耗费高额的基础建设投资费用，而且增加了日常生产的维护费用和动力消耗。为了缩短纸机干燥部的长度、提高单个烘缸的干燥速率和效率，使用大直径烘缸的概念得到了造纸行业人员的认同。大直径烘缸的概念来源于造纸业使用由来已久的、通常使用于卫生纸生产的杨克式烘缸。杨克式烘缸因其直径较大，可达普通蒸汽烘缸的二倍以上；又由于在单个杨克式烘缸上，纸幅被连续加热，中间没有象普通烘缸组内烘缸与烘缸间存在的冷却降温环节，所以单个杨克式烘缸干燥能力可以达到多个普通烘缸的水平。

受杨克式烘缸的启发，建造更大直接的烘缸应该可以更高效地干燥纸幅、更有效地缩短干燥部长度。但是当烘缸直径很大时，蒸汽在烘缸内的冷凝过程和冷凝水从缸体内排出都变得困难；并且烘缸两端的端盖散热问题也显得突出了。因此有人提出了使用夹套式烘缸构造的设计方案。该设计使蒸汽冷凝发生在相对狭小的空间里，并且有效地减少了烘缸两端端盖的热损失。然而，该设计由于其蒸汽冷凝面的起始处到冷凝水排出处经过的路径太长，使得烘缸表面的温度分布会存在不均一性。经这样的烘缸干燥后的纸幅会产生干燥不均匀性，接触烘缸表面上温度高的部位的纸幅会干燥的快些，反之则干燥的慢些，由此会在最终完成的纸幅上形成鸡皮、翘曲、起皱等纸病，造成产品不合格。另外，对于大直径长幅宽的干燥烘缸而言，由于制造加工误差、加热源供热波动、加热介质热量分布不均匀、被加热干燥物体水分或质量分布的不均匀等原因都可能导致烘缸表面温度存在差别，这一差别对于像纸张之类的薄页物体的干燥来说会造成局部干燥过速或过缓，最终导致成纸的翘曲或起皱等纸病，也造成了产品不合格。

通过检索，发现如下一篇与本发明专利申请相关的专利公开文献：

高速卫生造纸机系统的高效干燥烘缸装置(CN203320338U)，涉及一种高效干燥烘缸装置，尤其涉及一种高速卫生造纸机系统的高效干燥烘缸装置，特别适用于薄纸页的高效干燥。包括操作侧轴头和传动侧轴头，所述的操作侧轴头与传动侧轴头间设有内拉筒，所述的操作侧轴头的外圈设有与之相固定的左端盖，所述的传动侧轴头的外圈设有与之相固定的右端盖，所述的左端盖与右端盖为相同结构，所述的左端盖的内壁顶端与右端盖的内壁顶端间设有与之相固定的外壳体，所述的外壳体的内壁设有沟槽机构。高速卫生造纸机系统的高效干燥烘缸装置，结构紧凑，提升使用性能，降低能耗。

通过对比，本发明专利申请与上述专利公开文献存在本质的不同。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种表面热量分布均一性好、热稳定性高、抗轴向温度波动干扰能力强、能提高蒸汽烘缸蒸发效率、使大直径长幅宽蒸汽烘缸表面的温度分布不均匀性降到最低的新型大直径干燥烘缸，该烘缸通过夹套内内置热管的瞬态响应特性，使得任何原因引起的在烘缸表面上存在的温度梯度都能够在极短的时间内得以消除，使得干燥后的纸张等薄型材料的水分含量分布的均匀性。

为了实现上述目的，本发明所采用的的技术方案如下：

一种新型大直径干燥烘缸，所述烘缸包括一体制成的中空的厚壁筒状的缸筒，所述缸筒的内表面上紧密贴覆保温材料，所述缸筒的筒壁内沿圆周方向均布间隔设有沿轴向供加热媒介使用的通道，在缸筒的筒壁内沿轴向在通道之间沿圆周方向均布间隔设有热管，该热管作为烘缸外表面的温度均衡元件。

而且，所述热管为圆形几何形状。

而且，所述热管横截面为圆形、方形或梯形。

而且，所述的加热媒介为蒸汽、热水、热油、燃气或电力。

而且，所述热管内填充芯材，并可使用非常规流体作为热管的工作介质。

而且，所述非常规流体为纳米流体。

本发明的优点和积极效果是：

1、本烘缸采用大直径夹套式烘缸，夹套内可用水、蒸汽、油、燃气作为加热媒介，也可用电能直接加热；夹套内除了设有供加热媒介流通的管道或放置加热部件如电阻丝的通道外，还设有与轴向平行放置的热管组，该热管组能保证烘缸表面沿轴向热量分布的均匀一致性，这对长度较大的烘缸而言显得尤其重要；该烘缸通过夹套内内置热管的瞬态响应特性，使得任何原因引起的在烘缸表面上存在的温度梯度都能够在极短的时间内得以消除，使得其表面热量分布均一性好，热稳定性高，抗轴向温度波动干扰能力强，使得干燥后的纸张等薄型材料的水分含量分布的均匀性。

2、本烘缸采用大直接蒸汽烘缸，单个烘缸蒸发面积大、干燥能力强，使干燥部所需烘缸数量少，占地面积小，基础投资少，动力消耗小，节约了能源；同时，由于该烘缸仍可以采用纸厂易得的蒸汽作为加热源，所以无论是新建还是改造现有的纸厂都不需要太多的额外建设和投入，进一步节约了能源。

3、本烘缸内壁设置的热管为被动热传导元件，一旦烘缸建成投入使用后就无需任何干预即可长期稳定的工作，可达到零维护的要求，节约了人力、物力。

4、本烘缸由于热管传热的瞬态响应特性，只要烘缸表面存在温度梯度，热量就会被热管从高温的地方迅速地传递到温度低的地方，工作效率高。

附图说明

图1为本发明烘缸的结构连接示意图；

图2为图1的A-A向截面剖视图；

图3为图1中热管的截面放大图；其中，图3-1为圆形热管的截面放大图；图3-2为方形热管的截面放大图；图3-3为梯形热管的截面放大图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步说明；下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

本发明中所使用的设备，如无特殊规定，均为本领域内常用的设备；本发明中所使用的方法，如无特殊规定，均为本领域内常用的方法。

一种新型大直径干燥烘缸，如图1和图2所示，所述烘缸包括一体制成的中空的厚壁筒状的缸筒1，所述缸筒的内表面上紧密贴覆保温材料4，所述缸筒的筒壁内沿圆周方向均布间隔设有沿轴向供加热媒介使用的通道3，在缸筒的筒壁内沿轴向在通道之间沿圆周方向均布间隔设有热管2，该热管作为烘缸外表面的温度均衡元件。

所述的加热媒介可以是蒸汽、热水、热油或电力等。

在本实施例中，所述热管为一种圆形几何形状。在实际应用时，热管横截面并不局限于圆形，其可以为方形、梯形等形状，如图3所示。热管内可填充芯材，并可使用纳米流体等非常规流体作为热管的工作介质。

本发明的特点是在烘缸壳体嵌入热管组，使缸体表面温度分布均匀；所涉及的烘缸并不局限于蒸汽加热的烘缸，可以为其它加热形式；烘缸体的直径和长度也没有约束。

所嵌入的热管可以是预先制作好的热管，也可以是在烘缸壳体内开沟槽后充工作液填芯层而成。本发明申请保护的是该种在烘缸体置入热管元件的技术和装置。

以上述依据本发明的理想实施案例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种新型大直径干燥烘缸，其特征在于：所述烘缸包括一体制成的中空的厚壁筒状的缸筒，所述缸筒的内表面上紧密贴覆保温材料，所述缸筒的筒壁内沿圆周方向均布间隔设有沿轴向供加热媒介使用的通道，在缸筒的筒壁内沿轴向在通道之间沿圆周方向均布间隔设有热管，该热管作为烘缸外表面的温度均衡元件。

2.根据权利要求1所述的新型大直径干燥烘缸，其特征在于：所述热管为圆形几何形状。

3.根据权利要求1所述的新型大直径干燥烘缸，其特征在于：所述热管横截面为圆形、方形或梯形。

4.根据权利要求1至3任一项所述的新型大直径干燥烘缸，其特征在于：所述的加热媒介为蒸汽、热水、热油、燃气或电力。

5.根据权利要求1至3任一项所述的新型大直径干燥烘缸，其特征在于：所述热管内填充芯材，并可使用非常规流体作为热管的工作介质。

6.根据权利要求5所述的新型大直径干燥烘缸，其特征在于：所述非常规流体为纳米流体。