CN106813393A - 一种高温辊的加热方法及实现所述加热方法的高温辊 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温辊的加热方法及实现所述加热方法的高温辊。所述高温辊包括辊体外壳、芯轴及位于两端的封头，在辊体外壳与芯轴之间的腔体内设置封闭层，所述封闭层的外表面与辊体外壳的内表面之间形成第一腔体，所述封闭层的内表面与芯轴之间形成第二腔体；在所述第一腔体内填充有导热介质和安装有一个或多个加热元件，所述导热介质在使用温度下呈液体状态，通过加热元件对导热介质的加热作用实现对辊体外壳的加热。本发明所述的高温辊具有加热温度高、受热均匀、使用寿命长、制作成本低等优点。

Description

一种高温辊的加热方法及实现所述加热方法的高温辊

技术领域

本发明涉及一种加热辊，具体说，是涉及一种高温辊的加热方法及实现所述加热方法的高温辊。

背景技术

高温辊是一种常见的传热装置，广泛应用于多层面料之间的粘合，通过加热的方式将两种不同的面料热合成一种复合面料。现在随着复合面料的质量要求的提高，在热合时所需的温度不断提高，特别是有的特种面料的热合温度高达380度以上。实现高温辊的加热方式有很多，目前普遍采用加热管加热和电磁加热，加热管加热具有价格便宜安装方便等优点，但在加热温度高的情况下，加热管在使用时辊体表面的温度不均匀，使用寿命短。为了改变这些缺点，现有技术中有采用介质传热的方式，如中国专利局于2011年04月11日公告的专利号为201020534823.X、发明名称为《电加热高温辊》的实用新型专利公开了一种加热辊体，该加热辊体解决了表面温度不均匀的问题，但这种辊体在使用时，由于里面的加热介质在加热或冷却时会发生热胀冷缩，从而会导致辊体内空腔的体积发生变化，以致辊体的表面产生变形，由于面料本身非常薄，对辊体表面的精度要求非常高，一般都要求误差在2丝以内，但辊体表面变形后会使被加热的面料受热和受力不均匀，以致面料的质量不合格。同时高温的作用会使芯轴的机械强度下降，影响产品质量，所以没有实用价值。因此，现在急需一种可实现表面温度均匀、加热温度高、制造工艺简单、成本低的高温辊。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题和需求，本发明的目的是提供一种可实现表面温度均匀、加热温度高、制造工艺简单、成本低的高温辊的加热方法及实现所述加热方法的高温辊。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高温辊的加热方法，所述高温辊包括辊体外壳、芯轴及位于两端的封头，其特征在于：在辊体外壳与芯轴之间的腔体内设置封闭层，所述封闭层的外表面与辊体外壳的内表面之间形成第一腔体，所述封闭层的内表面与芯轴之间形成第二腔体；在所述第一腔体内填充导热介质和安装一个或多个加热元件，所述导热介质在使用温度下呈液体状态，通过加热元件对导热介质的加热作用实现对辊体外壳的加热。

现在的加热方式是在辊体外壳上钻孔，将加热单元如加热管直接插入到孔里，对外层直接加热。这种直接加热方式会导致外层表面的温度不均匀，特别是在高温下，加热管周围的温度高，而其它部位的温度低，这样导致在使用过程中面料受热不均匀，影响产品质量不合格；同时这种加热方式使加热管始终处于高温状态，使用寿命短。本发明所述方法是通过加热元件将导热介质加热到液体状态，这样加热元件处于液体的包围之中，由于液体传热均匀，从而可保证辊体外壳的温度均匀。加热元件如加热管在正常工作温度时处于液体状态的导热介质的包围之中，而液体是通过传导方式传热，比以前的辐射传热方式要快得多，因而可保证工作温度的均匀性，延长使用寿命。

作为优选方案，所述导热介质选用锡金属、锡合金、铅金属、铅合金中的至少一种。当所述导热介质是锡或锡合金，这类导热介质在较低温度下就会熔化成液体状态，例如：焊锡在172度就熔化成液体，导热效果好，是导热油的八百至一千倍，可以更好地保持温度的均匀性。同时，该类导热介质化学性质非常稳定，可以长期使用。另外，当所述导热介质是铅或铅合金时，该类导热介质也具有导热效果好，化学性质稳定的优点，特别是价格低，可降低生产成本。

作为优选方案，所述封闭层具有形变功能，以避免导热介质在受热熔化或冷却固化时导致辊体外壳发生形变。在锡或锡合金、铅或铅合金受热熔化或冷却固化时，第一腔体里的体积虽然发生变化，但由于封闭层具有形变功能，通过自身的形变可将第一腔体的体积变化消化掉，从而保证辊体外壳不会因为受热熔化或冷却固化时产生变形。另外，由于辊体外壳的强度远大于封闭层，从而可保证辊体外壳不会发生形变而影响产品质量。

一种实现本发明所述加热方法的高温辊，包括辊体外壳、芯轴及位于两端的封头，其特征在于：在辊体外壳与芯轴之间的腔体内设有封闭层，所述封闭层的外表面与辊体外壳的内表面之间形成第一腔体，所述封闭层的内表面与芯轴之间形成第二腔体；在所述第一腔体内填充有导热介质和安装有一个或多个加热元件。

作为优选方案，在所述第二腔体内设有隔热层。由于高温辊的使用温度高，有时高达380度以上，如果不采取隔热措施，芯轴也会达到380度以上，而芯轴的高温工作会导致其机械强度下降，从而影响芯轴的使用寿命和产品质量。

作为优选方案，在所述封闭层或/和两端的封头上安装有膨胀节。由于导热介质在加热和冷却情况下，体积会发生变化，体积变化会影响辊体的表面变化，导致产品质量下降。当在所述封闭层或/和两端的封头上安装膨胀节，可通过膨胀节的变化吸收体积的变化，从而保证辊体外壳不会因温度变化而影响产品质量。

作为优选方案，所述加热元件组成多个加热单元，所述加热单元与温度控制器相连接，所述温度控制器与温度传感器相连接，当辊体外壳的温度达到设定温度后，通过所述温度控制器关闭加热单元或调低加热单元的加热功率。由于长时间在高温状态下工作，加热单元的寿命会缩短，但一旦其中的某个加热单元损坏后，由于导热介质如锡合金冷却固化，就无法更换，以致整个辊体报废。另外，在高温辊刚开始工作时，从常温加热到正常工作温度下需要大功率的加热，但达到工作温度后，只需要保温，功率需求就会下降，只需一部分加热单元工作就能保证温度需求。因此，本发明所述的这种控制方法，一方面通过让部分加热单元关闭以延长使用寿命，另一方面保证当其中的加热单元损坏时，剩余的加热单元仍然可以加热介质处于液体状态，以避免更换损坏的加热单元会影响正常工作。同时，当辊体的温度达到规定温度后，通过温度传感器启动电源控制开关，降低电源加热功率，可以使加热单元处于更加安全的使用状态，可进一步延长使用寿命。

作为优选方案，所述加热元件为加热管。加热管具有成本低，制作简单，安装方便的优点。

作为优选方案，在辊体外壳与芯轴之间设有一个或多个加强环。当高温辊很长时，通过加强环的作用，可保证高温辊的强度要求，避免影响产品质量。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)温度均匀：由于加热元件不直接给辊体外壳加热，而是通过高温介质加热，高温介质在使用时呈液体，因此加热均匀，可保证产品质量。

2)使用温度高：由于高温介质可承受高温，因而保证了高温辊在高温下的稳定使用。

3)制作成本低：采用加热管进行加热，比电磁加热制作成本低，可降低一半以上的成本，具有实用性。

附图说明

图1是实施例1提供的一种高温辊的截面结构示意图；

图2是实施例2提供的一种高温辊的剖面结构示意图。

图中标号示意如下：1、辊体外壳；2、封闭层；3、辊体外壳的内表面；4、导热介质；5、芯轴；6、加热管；7、隔热层；8、封头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细阐述：

实施例1

参照图1所示，本实施例提供的一种高温辊：在辊体外壳1的中心是芯轴5；在辊体外壳1与芯轴5之间的腔体内设置有封闭层2，所述封闭层2的外表面与辊体外壳1的内表面3之间形成第一腔体，所述封闭层2的内表面与芯轴5之间形成第二腔体；在所述第一腔体内填充有导热介质4和安装有一个或多个加热管6；在所述第二腔体内设有隔热层7。

在高温辊开始工作时，先接通加热管6的电源，加热管6将热量传递给周围的导热介质4，达到工作温度时，导热介质4为液体状态，此处的导热介质4优选为锡合金，例如焊锡，因为焊锡的熔点低、导热速度快、化学性质稳定。当导热介质4受热后将热量迅速传递给辊体外壳1，由于此时导热介质4呈液体状态，对辊体外壳1是均匀加热，从而可保证辊体外壳1表面的温度一致性。当导热介质4熔化时，体积会膨胀，由于封闭层2是易于变形的，封闭层1向内变形，通过变形吸收了膨胀的体积变化，从而保证了辊体外壳1不会产生变形，在使用中保证了产品质量。由于辊体的使用温度高，有的高达380度，若芯轴5处于这种高温下工作，机械强度会下降，以致使用寿命缩短，影响产品质量，当在芯轴5与封闭层2之间填充隔热材料形成隔热层7，从而可避免芯轴5处于高温下工作，可延长芯轴5的使用寿命，使产品质量得到保证。

实施例2

参照图2所示，本实施例提供的一种高温辊：辊体外壳1的内表面3、封闭层2和封头8构成一个封闭的空腔，在封闭空腔里装填了导热介质4。

由于导热介质在加热和冷却情况下，体积会发生变化，体积变化会影响辊体的表面变化，导致产品质量下降。当在所述封闭层或/和两端的封头上安装膨胀节，可通过膨胀节的变化吸收体积的变化，从而保证辊体外壳不会因温度变化而影响产品质量。

另外，由于长时间在高温状态下工作，加热单元的寿命会缩短，但一旦其中的某个加热单元损坏后，由于导热介质如锡合金冷却固化，就无法更换，以致整个辊体报废。另外，在高温辊刚开始工作时，从常温加热到正常工作温度下需要大功率的加热，但达到工作温度后，只需要保温，功率需求就会下降，只需一部分加热单元工作就能保证温度需求。因此，可通过将加热元件组成多个加热单元，使所述加热单元与温度控制器相连接，所述温度控制器与温度传感器相连接，当辊体外壳的温度达到设定温度后，通过所述温度控制器关闭加热单元或调低加热单元的加热功率。这样，一方面可通过让部分加热单元关闭以延长使用寿命，另一方面可保证当其中的加热单元损坏时，剩余的加热单元仍然可以加热介质处于液体状态，以避免更换损坏的加热单元会影响正常工作。同时，当辊体的温度达到规定温度后，通过温度传感器启动电源控制开关，降低电源加热功率，可以使加热单元处于更加安全的使用状态，可进一步延长使用寿命。

当高温辊很长时，可在辊体外壳与芯轴之间设有一个或多个加强环，通过加强环的作用，可保证高温辊的强度要求，避免影响产品质量。

最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高温辊的加热方法，所述高温辊包括辊体外壳、芯轴及位于两端的封头，其特征在于：在辊体外壳与芯轴之间的腔体内设置封闭层，所述封闭层的外表面与辊体外壳的内表面之间形成第一腔体，所述封闭层的内表面与芯轴之间形成第二腔体；在所述第一腔体内填充导热介质和安装一个或多个加热元件，所述导热介质在使用温度下呈液体状态，通过加热元件对导热介质的加热作用实现对辊体外壳的加热。

2.根据权利要求1所述的加热方法，其特征在于：所述导热介质选用锡金属、锡合金、铅金属、铅合金中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的加热方法，其特征在于：所述封闭层具有形变功能，以避免导热介质在受热熔化或冷却固化时导致辊体外壳发生形变。

4.一种实现权利要求1至3中任一项所述加热方法的高温辊，包括辊体外壳、芯轴及位于两端的封头，其特征在于：在辊体外壳与芯轴之间的腔体内设有封闭层，所述封闭层的外表面与辊体外壳的内表面之间形成第一腔体，所述封闭层的内表面与芯轴之间形成第二腔体；在所述第一腔体内填充有导热介质和安装有一个或多个加热元件。

5.根据权利要求4所述的高温辊，其特征在于：在所述第二腔体内设有隔热层。

6.根据权利要求4所述的高温辊，其特征在于：在所述封闭层或/和两端的封头上安装有膨胀节。

7.根据权利要求4所述的高温辊，其特征在于：所述加热元件组成多个加热单元，所述加热单元与温度控制器相连接，所述温度控制器与温度传感器相连接，当辊体外壳的温度达到设定温度后，通过所述温度控制器关闭加热单元或调低加热单元的加热功率。

8.根据权利要求4或7所述的高温辊，其特征在于：所述加热元件为加热管。

9.根据权利要求4所述的高温辊，其特征在于：在辊体外壳与芯轴之间设有一个或多个加强环。