CN105544274B - 一种双金属造纸烘缸及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纸制品的加工设备，公开了一种双金属造纸烘缸，包括分别由不同的金属材料制成的以用于在烘缸内形成快速导热环境的缸体以及导热片；所述缸体由具有较低导热性能的材料制成；所述导热片由具有较高导热性能的材料制成，导热片设置在缸体的内壁上并朝向所述烘缸的内部延伸，以及上述烘缸的制备方法。本发明的优点在于，制得的烘缸结构紧凑，烘干效率高，纸片烘干质量好，成品品质好，具有较好的应用价值。

Description

一种双金属造纸烘缸及制备方法

技术领域

本发明涉及一种纸制品的加工设备，特别涉及一种双金属造纸烘缸以及该种烘缸的制备方法，该烘缸用于将纸片烘干成形。

背景技术

烘缸是一种在造纸过程中，将成形的湿纸浆烘干成纸的设备，要求在烘干过程中能够提供均匀的热量，以保证纸浆能够均一地干燥形成纸片。现有技术中的烘缸，体积较大，通常有1-5米的直径，同时热传导效率较差，尽管生产效率可以满足，但耗费的蒸汽量巨大，且热传导效率较低，所需能耗较高，不符合目前节能减排的需要。其次，传统钢制烘缸所需卷板厚度较厚，卷制难度大；所需加工冷凝水沟槽较深，加工难度大。

现有的中国专利公开一种造纸烘缸，内设蒸汽管和支撑管，所述烘缸设有内筒，所述内筒上设有均匀分布的蒸汽喷孔且固定在所述蒸汽管和支撑管上。本发明在烘缸内设置带有蒸汽喷孔的内筒且固定在蒸汽管和支撑管上。此结构是在烘缸的内部增加内筒，使蒸汽更加均匀的出现在筒内，但热传递的效率相对较差，由于冷凝水会在烘缸的内壁形成水膜，阻碍了蒸汽与缸体的壁之间的接触，导致传热效率低下。此外，实际应用中发现，由于热量传导需要依靠缸体的壁与蒸汽之间的接触，蒸汽在碰向缸体内壁时，热量传导和相对较冷的蒸汽或者冷凝水的排出均在缸体内壁表面完成，影响热量传导，导致缸体到热效率低下，最终为了在生产时维持缸体的温度，不得不输入大量的蒸汽。最终，上述的问题均可能影响纸浆的烘干温度以及温度的均匀性，导致烘缸始终低效运行，产能浪费巨大，不利于节能环保目的的实现。

由此，有必要对烘缸的内部结构进行调整，从而改进其热量的传导，提高烘缸的烘干效率，并提高烘干后纸片的品质。

发明内容

本发明针对现有技术中烘缸的热传导性能差，蒸汽用量大的缺点，提供了一种双金属造纸烘缸以及该种烘缸的制备方法，具有热量传导效率高，纸片烘干均匀，成品质量高的特点。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

一种双金属造纸烘缸，包括分别由不同的金属材料制成的以用于在烘缸内形成快速导热环境的缸体以及导热片；

所述缸体由具有较低导热性能的材料制成；

所述导热片由具有较高导热性能的材料制成，导热片设置在缸体的内壁上并朝向所述烘缸的内部延伸。

进一步地，作为一种可选的方案，于本申请的实施例中，所述的导热片包括部件A以及至少一个的部件B；所述部件A的至少一部分与所述烘缸固定连接；所述部件B的一端与所述部件A相连接，所述部件B的另一端远离所述部件A并朝向所述烘缸的内部延伸。

进一步地，作为一种可选的方案，于本申请的实施例中，所述部件A与部件B的连接部位位于所述部件A的侧部或中部。

进一步地，作为一种可选的方案，于本申请的实施例中，所述部件A沿着所述烘缸的壁延伸。

进一步地，作为一种可选的方案，于本申请的实施例中，所述缸体还包括沿着所述缸体的壁延伸的凸出装置，所述凸出装置由所述缸体的壁朝向缸体内部凸出；所述凸出装置用于固定所述导热片并传导来自导热片的热量。

进一步地，作为一种可选的方案，于本申请的实施例中，所述凸出装置由所述缸体的至少一部分壁朝向缸体内部凸起形成。

进一步地，作为一种可选的方案，于本申请的实施例中，所述凸出装置沿着所述缸体的壁延伸。

进一步地，作为一种可选的方案，于本申请的实施例中，所述缸体上间隔设置有至少两个的凸出装置。

进一步地，作为一种可选的方案，于本申请的实施例中，所述导热片沿着所述缸体的周向方向延伸。

进一步地，作为一种可选的方案，于本申请的实施例中，一种制备上述的双金属造纸烘缸的制备方法，包括以下具体步骤：在卷板成形后的缸体内壁上固定导热片，所述导热片与所述缸体之间至少有一部分为通过焊接实现的连接；将与导热片连接后的缸体放置到与缸体相匹配的机床上继续加工成形。

本发明具有以下的显著技术效果：

增强了烘缸的热量传导效率，并令热量可以更为均匀地传导至烘缸的表面，令纸浆可以均匀受热，提高了烘干后纸片的品质。此外由于纸浆受热更为均匀，因此烘缸的烘干温度也更为可控，这也有利于成品质量的提高，也提高了烘缸的工作效率。

进一步地，该烘缸的制造工艺更为简单，无需专用设备，在现有的设备上稍加改装或者不改装即可进行生产，具有较好的应用价值。

附图说明

图1是本发明的铜导热片为U形时钎焊状态结构示意图；

图2是本发明的铜导热片为U形时的另一结构示意图；

图3是本发明的铜导热片为U形时螺栓状态结构示意图；

图4是本发明的铜导热片为U形时另一结构示意图；

图5是本发明的铜导热片为T形时钎焊状态结构示意图；

图6是本发明的铜导热片为T形时的另一结构示意图；

图7是本发明的铜导热片为T形时螺栓状态结构示意图；

图8是本发明的铜导热片为T形时另一结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例1

如图1-8所示，一种双金属造纸烘缸，包括分别由不同的金属材料制成的以用于在烘缸内形成快速导热环境的缸体1以及导热片3。烘缸的缸体1的外形为圆筒形，缸体1的圆的直径通常较大，在1-5米之间，在此直径的缸体1内融入高温的气体或者液体对缸体1进行加热，从而起到烘干纸片的作用。本实施例所记载的烘缸通常应用在较大的直径的缸体型号上，尽管更小直径的缸体也可以采用本实施例，但由于缸体1直径较小，导热较快，内部环境较为单一，因此导热性能的提高不甚明显。

所述缸体1由具有较低导热性能的材料制成，通常要考虑缸体1的直径，一种可选的金属为钢，由于缸体1的壁同样要具有相当的导热性以便于热量透过缸体1的壁到达缸体1表面实现烘干，另一方面，缸体1需要具有相当的刚性，以尽可能地避免在使用过程中的变形，这种变形很可能将影响纸片烘干的品质，从而导致次品率的上升。

所述导热片3由具有较高导热性能的材料制成，可以选用铜，且其抗腐蚀性较好，导热片3设置在缸体1的内壁101上并朝向所述烘缸的内部延伸。导热片3向烘缸的内部延伸形成了一个能够与缸体1内部的高温气体等进行接触，并且直接将热量引导至缸体1的壁上。需要指出的是，由于热交换的作用，缸体1内部一定会产生一些冷却的液体，这些液体在缸体的旋转过程中，通过相应的排水系统排出缸体1。但实际使用中，这些冷却后的液体不能彻底排出，导致在缸体1的内壁上形成一层温度相对较低的冷却液膜，严重影响了热量的传导，因此设置导热片可以直接与缸体1中部的高温气体等相接触，从而提高热量的传导效率，提高烘干效率。进一步地，导热片大致是径向设置的，因此其表面不容易形成液膜，可以更好地与高温气体等接触并吸收热量。

进一步地，所述的导热片3包括部件A301以及至少一个的部件B302；所述部件A301的至少一部分与所述烘缸固定连接；所述部件B302的一端与所述部件A301相连接，所述部件B302的另一端远离所述部件A301并朝向所述烘缸的内部延伸。导热片3的形状主要取决于本实施例所需要解决的技术问题。上述部件A301以及部件B302可以是一体成形制造得到的，也可以通过焊接或者螺栓连接形成一体。考虑到缸体1的直径较大，因此分别制造并进行连接是一种较为可行的方案。部件B302深入缸体1内部，与高温气体等进行充分的接触。与部件B302相连接的部件A301则通过与缸体1的连接，将热量传导至缸体1。

进一步地，所述部件A301与部件B302的连接部位位于所述部件A的侧部或中部，其截面形成类似U形或者T形的形状。本实施例所记载的部件A301与部件B302的连接方式相较于其他形式的连接传导热量的效果更佳。在实际的制造过程中，导热片3和缸体1必然是分别成形的，在此种情况下，由于导热片3需要间隔排列，且两者之间的间隔相当的距离，因此在部件B302以及缸体1的壁之间设置部件A301可以令由部件B302传导的热量更为均匀地分散至缸体1上。由此，也需要尽可能地将部件B302彼此进行分离，且为了防止部件A301与部件B302之间的热量传导不均匀，采用上述类似U形或者T形的形状具有更好的传导效果。

进一步地，所述部件A301沿着所述烘缸的壁延伸。部件A为长条形，大致沿着烘缸的圆形的周向进行延伸，在烘缸的相邻的部件A301之间的位置设置有排水系统。部件A301可以在一定程度上对冷却后的液体进行富集，有利于排出。由于烘缸整体围绕着圆柱体的中心轴进行旋转的，部件A301沿着烘缸的壁延伸可以保证纸片在接触缸体1的外表面的整个过程中可以始终保持一个大致恒定的温度，有利于进行温度控制，提高烘干后的纸片的质量。此外，部件B302的延伸方向大致与部件A301一致，但本实施例中并不要求部件B302的延伸方向与部件A301完全保持一致。例如，一种可选的方案是在部件B上设置缺口，令加热的气体等可以通过，另外，其他形状的部件B也可以应用在本实施例中。

进一步地，所述缸体1还包括沿着所述缸体1的壁延伸的凸出装置2，所述凸出装置2由所述缸体1的壁朝向缸体1内部凸出；所述凸出装置2用于固定所述导热片3并传导来自导热片的热量。这些凸出装置2的延伸方向的横截面大致呈现梯形、矩形或者类似的形状，凸出装置2的侧面也可以形成圆角或者形成一定的弧度，这也是允许的。凸出装置2可以是与缸体1一体成形的，但在减少制造工艺难度的情况下，可以是将两者固定后成形的。通常而言，导热片被固定于凸出装置2的朝向缸体1内部的顶端，部件A301的一侧与凸出装置2固定连接，连接方式可以是一体成形或者采用焊接或者螺栓进行连接。此外，凸出装置2的设置可以减少缸体1的变形，提高其刚性，但间距过小的凸出装置2相当于提高了缸体1的重量，反而导致其变形增加。

进一步地，所述凸出装置2由所述缸体1的至少一部分壁朝向缸体1内部凸起形成。凸出装置2的凸出方向大致与导热片3的凸出的方向一致。进一步地，所述缸体1上间隔设置有至少两个的凸出装置2。凸出装置2之间可以形成用于富集冷却后液体的空间，也可以作为缸体1内部其他的装置的安装基座。凸出装置2可以提高和强化部件A301的传导效果，令纸片的受热更为均匀。进一步地，凸出装置2之间尽可能地均匀地间隔排列。

进一步地，所述凸出装置2沿着所述缸体1的壁延伸。在其长度方向上，凸出装置2与部件A相类似。进一步地，所述导热片3沿着所述缸体1的周向方向延伸。通常为了制造简便起见，是沿着缸体1的圆的周向方向延伸的，以便于与部件A301保持一致。

上述的导热片和凸出装置2均位于缸体1的中部，相当于远离缸体1的中心轴的两端的位置，缸体1的端盖在制造过程中可以采用现有的方式进行连接，从而进行密封。端盖的结构可以采用现有的结构。进一步地，本实施例所记载的缸体1直径在1500mm至5000mm为佳，缸体1的轴向的长度为1500mm至7000较佳，相邻导热组件的间隔距离在30mm至100mm较好，经过实际应用发现，上述数值下的烘缸，在烘干纸片的过程中，效果更好，不易形成不良品，且缸体1变形小，使用中的效果较佳。

实施例2

一种制备上述实施例1所述的双金属造纸烘缸的制备方法，包括以下具体步骤：在卷板成形后的缸体1内壁上固定导热片3，所述导热片3与所述缸体1之间至少有一部分为通过焊接实现的连接；将与导热片连接后的缸体1放置到与缸体1相匹配的机床上继续加工成形。

具体地：先进行缸体1的制备，在卷曲缸体1之前，需要对金属板进行力学性能检验和板材超声波检测，将一定尺寸的金属板卷曲成形，形成圆筒形的中空的缸体1。然后进行坡口加工及磁粉探伤，接头焊接，焊缝进行TOFD检测，并进行热处理，消除内应力。在烘缸内壁加工安装凸台形成凸出装置2，可提高冷凝水排出效率。

上述工艺完成后，可以进行导热组件的安装，导热片可以采用分片结构，一般可以采用360°分片结构，减少热胀冷缩，并方便焊接。

接下来进行导热片的连接，采用小坡口焊接，焊缝间不得有空隙，确保铜导热片与钢材的热传导效率，或者缸体与铜导热片的装配采用螺钉联接，使用螺钉进行连接时，可以采用沉头螺钉联接，能确保铜导热片与缸体的充分接触，并点焊锁死，提高导热性能，也可以防止运行时脱落。

上述工艺完成后，可以进行下一步的加工。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种双金属造纸烘缸，其特征在于，包括分别由不同的金属材料制成的以用于在烘缸内形成快速导热环境的缸体(1)以及导热片(3)；

所述缸体(1)由具有较低导热性能的材料制成；

所述导热片(3)由具有较高导热性能的材料制成，导热片(3)设置在缸体(1)的内壁(101)上并朝向所述烘缸的内部延伸；

所述缸体(1)和导热片(3)分别成形后连接，导热片(3)间隔排列；

所述缸体(1)还包括沿着所述缸体(1)的壁延伸的凸出装置(2)，所述凸出装置(2)由所述缸体(1)的壁朝向缸体(1)内部凸出；所述凸出装置(2)用于固定所述导热片(3)并传导来自导热片的热量；

所述导热片(3)设置于作为所述缸体(1)内部其它装置的安装基座的凸出装置(2)上。

2.根据权利要求1所述的双金属造纸烘缸，其特征在于，所述的导热片(3)包括部件A(301)以及至少一个的部件B(302)；所述部件A(301)的至少一部分与所述烘缸固定连接；所述部件B(302)的一端与所述部件A(301)相连接，所述部件B(302)的另一端远离所述部件A(301)并朝向所述烘缸的内部延伸。

3.根据权利要求2所述的双金属造纸烘缸，其特征在于，所述部件A(301)与部件B(302)的连接部位位于所述部件A的侧部或中部。

4.根据权利要求2所述的双金属造纸烘缸，其特征在于，所述部件A(301)沿着所述烘缸的壁延伸。

5.根据权利要求1所述的双金属造纸烘缸，其特征在于，所述凸出装置(2)由所述缸体(1)的至少一部分壁朝向缸体(1)内部凸起形成。

6.根据权利要求1所述的双金属造纸烘缸，其特征在于，所述凸出装置(2)沿着所述缸体(1)的壁延伸。

7.根据权利要求1所述的双金属造纸烘缸，其特征在于，所述缸体(1)上间隔设置有至少两个的凸出装置(2)。

8.根据权利要求1所述的双金属造纸烘缸，其特征在于，所述导热片(3)沿着所述缸体(1)的周向方向延伸。

9.一种制备上述权利要求1-8中任一项所述的双金属造纸烘缸的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：在卷板成形后的缸体(1)内壁上固定导热片(3)，所述导热片(3)与所述缸体(1)之间至少有一部分为通过焊接实现的连接；将与导热片连接后的缸体(1)放置到与缸体(1)相匹配的机床上继续加工成形。