CN113954335A - 一种石头纸连续冷却设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种石头纸连续冷却设备,包括设置在机架上的定型装置和冷却装置,冷却装置包括风冷机构和水冷机构,风冷机构的出风口朝向水冷机构的冷却辊;冷却辊包括平列布置的两组端盖和位于两组端盖之间的外壳,外壳与主轴同轴布置且相互套接,外壳内侧与主轴外侧形成的空间中设有挡板,挡板沿主轴的轴向方向均匀布置,主轴两端通过旋转接头分别连接进水管和出水管,进水管通过管道依次与循环水泵、冷却设备和出水管连接。利用挡板扰动冷却辊内循环水的流动方向,使冷却水在冷却辊内部停留尽量多的时间,将冷却负荷集中在冷却辊内进行,使得风冷只承担相对较小的冷却负荷,进而降低冷风的风量,从而降低冷风中携带的水分,提升成品纸张的品质。

Description

一种石头纸连续冷却设备
技术领域
本发明涉及石头纸生产装置领域,具体为一种石头纸连续冷却设备。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
石头纸是以无机矿物质粉末为主要原料,加入少量的热塑性高分子材料和助剂,通过加热挤出设备,经混炼、压延、冷却定型而制得。石头纸的成型冷却环节是保证石头纸质量的关键环节,产品由挤出机模头挤出后直接进过冷却辊冷却处理会影响石头纸厚度的调节;而传统的冷却成型方式只是让石头纸的一个面快速贴上冷却辊,使石头纸冷却,但是这种冷却方式贴辊面冷却快,非贴辊面冷却慢,尤其对于厚度较大的产品会造成两个面收缩率不同,最终产品摊开后还会出现卷曲的现象,影响产品的质量。
在冷却过程中,冷却的速率对定型纸张的性能有重要影响。为了在挤出后进行冷却速度,目前的石头纸冷却设备会设置风冷机构进行快冷,然后再进行定型,风冷机构吹出的冷空气湿度较大,在石头纸连续生产过程中,大量的高湿风经过纸张会影响成品纸张的品质,使得无机矿物质粉末与其他材料的失水程度不同进而出现成品纸张收缩程度不均匀,最终导致成品石头纸卷曲。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的技术问题,本发明提供一种石头纸连续冷却设备,在冷却辊内部设有多个沿冷却辊主轴交替布置的挡板,扰动冷却辊内循环水的流动方向,使冷却水在冷却辊内部停留尽量多的时间,将冷却负荷尽量集中在冷却辊内进行,使得风冷只承担相对较小的冷却负荷,进而降低冷风的风量,从而降低冷风中携带的水分,提升成品纸张的品质。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
本发明的第一个方面提供一种石头纸连续冷却设备,包括设置在机架上的定型装置和冷却装置,冷却装置包括风冷机构和水冷机构,风冷机构的出风口朝向水冷机构的冷却辊;
冷却辊包括平列布置的两组端盖和位于两组端盖之间的外壳,外壳与主轴同轴布置且相互套接,外壳内侧与主轴外侧形成的空间中设有挡板,挡板沿主轴的轴向方向均匀布置,主轴两端通过旋转接头分别连接进水管和出水管,进水管通过管道依次与循环水泵、冷却设备和出水管连接。
定型装置位于机架一端,定型装置包括机架一侧设置的滑座,滑座上设置水平气缸,水平气缸一端连接有胶辊,胶辊一侧平行设置有流延辊,流延辊一端连接有调速电机。
冷却装置位于机架另一端,冷却装置包括风冷机构和水冷机构,水冷机构包括冷却辊,冷却辊一端连接有调速电机;风冷机构包括水冷辊一侧设置的风箱,风箱一侧中部设置风机,风箱另一侧设有吹风装置,吹风装置的出风口朝向冷却辊辊面。
进水管上设有进水温度传感器,出水管上设有出水温度传感器,分别用于获取进入冷却辊内部和从冷却辊内部流出的水温。
主轴为空心轴,主轴两端具有旋转接头,旋转接头使冷却辊能够在转动状态下与外部管路密封连通,冷却水经外部管路通过旋转接头进入主轴内部,从主轴侧部的出水口进入冷却辊内部。
挡板沿主轴轴向方向均匀布置,挡板具有至少一组,每一组挡板与外壳的内侧壁连接,并与连接点相对一侧的外壳内侧壁留有开口,多组挡板的开口交错布置。
与现有技术相比,以上一个或多个技术方案存在以下有益效果;
1、在冷却辊内部设有多个沿冷却辊主轴交替布置的挡板,扰动冷却辊内循环水的流动方向,使冷却水在冷却辊内部停留尽量多的时间,将冷却负荷尽量集中在冷却辊内进行,使得风冷只承担相对较小的冷却负荷,进而降低冷风的风量,从而降低冷风中携带的水分,提升成品纸张的品质。
2、多组挡板连续或交错搭接布置使冷却水流动的空间形成近似螺旋面,使冷却水呈连续或近似螺旋状流动,实现降低冷却辊内部的流动阻力和强化传热的目的。
3、挡板的引入改变了冷却水的流动形态(近似螺旋状),从而延缓或是降低了结垢发生的概率。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明一个或多个实施例提供的石头纸连续冷却设备的冷却棍结构示意图;
图2(a)-图2(c)是本发明一个或多个实施例提供的冷却棍内部挡板结构示意图;
图3本发明一个或多个实施例提供的挡板结构影响冷却水流动效果的示意图;
图4是本发明一个或多个实施例提供的冷却棍冷却循环示意图;
图中:1、冷却辊,2、循环水泵,3、冷却设备,11、外壳,12、挡板,13、端盖,14、进水管,141、进水温度传感器,15、出水管,151、出水温度传感器,16、主轴。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术中所描述的,由于石头纸内含有的无机矿物质粉末与其他树脂和助剂材料的失水程度不同,在连续生产过程中,冷风快速降温会使得风的湿度增大,进而出现成品纸张收缩程度不均匀,最终导致成品石头纸卷曲。因此以下实施例给出一种石头纸连续冷却设备,在冷却辊内部设有多个沿冷却辊主轴交替布置的挡板,扰动冷却辊内循环水的流动方向,使冷却水在冷却辊内部停留尽量多的时间,将冷却负荷尽量集中在冷却辊内进行,使得风冷只承担相对较小的冷却负荷,进而降低冷风的风量,从而降低冷风中携带的水分,提升成品纸张的品质。
实施例一:
如图1-4所示,一种石头纸连续冷却设备,包括设置在机架上的定型装置和冷却装置,冷却装置包括风冷机构和水冷机构,风冷机构的出风口朝向水冷机构的冷却辊1;
冷却辊1包括平列布置的两组端盖13和位于两组端盖13之间的外壳11,外壳11与主轴16同轴布置且相互套接,外壳11内侧与主轴16外侧形成的空间中设有挡板12,挡板12沿主轴16的轴向方向均匀布置,主轴16为空心轴两端通过旋转接头分别连接进水管14和出水管15,进水管14通过管道与循环水泵2、冷却设备3和出水管15连接。
定型装置为已有结构,用于流延法制造石头纸所需要的设备或装置,例如,可以在机架一端设置定型装置,定型装置包括机架一侧设置的滑座,滑座上设置水平气缸,水平气缸一端连接有胶辊,胶辊一侧平行设置有流延辊,流延辊一端连接有第一调速电机。
冷却装置中的风冷机构为已有结构,用于流延法制造石头纸时,将冷空气吹在冷却辊1上,使得没有贴合冷却辊1一面的石头纸被冷却;例如,机架另一端设置冷却装置,冷却装置包括水冷辊,水冷辊一端连接有调速电机,风冷机构包括水冷辊一侧设置的风箱,风箱一侧中部设置风机,风箱另一侧以拆卸方式连接有均匀吹风装置。
进水管14上设有进水温度传感器141,出水管15上设有出水温度传感器151,分别用于获取进入冷却辊1内部和从冷却辊1内部流出的水温。
循环水泵2提供冷却水在管道内流动的动力,由冷却辊1的进水管14进入冷却辊1内部,生产中的石头纸紧贴在冷却辊1的表面,冷却辊1自身转动,携带石头纸进入后续工艺,转动过程中与冷却辊1贴合的部分石头纸被冷却水带走热量,没有与冷却辊1贴合的一面被风冷机构吹出的冷空气带走热量,进而实现石头纸的冷却;冷却水经出水管15流出冷却辊1后,进入冷却设备3降温,经循环水泵2提供动力后经进水管14返回冷却辊1内。
冷却设备3为已有的结构,用于维持冷却水具有的温度,例如,可以为冷却塔。
冷却辊1的进水管14和出水管15与外部管路之间设有旋转接头,使冷却辊1能够在转动状态下与外部管路密封连通,外部管路通过旋转接头进入主轴16内部,从主轴16侧部的出水口进入冷却辊1内部。
如图2(a)-图2(c)所示,挡板12沿主轴16轴向方向均匀布置,每一块挡板12与外壳1的内侧壁连接,并与连接点相对一侧的外壳1内侧壁留有开口,多组挡板12具有的开口交错布置;
外壳11和主轴16形成空心圆柱形的空间用于冷却水的流动,而挡板12则分割该空间,使得冷却水在外壳11内部流动时发生扰动,增加冷却水的湍流,减少冷却水在外壳1内侧壁产生的死区,同时延长冷却水在冷却辊1内的流动行程,增大冷却辊1的传热面积,最终增大冷却辊1的传热能力,使得石头纸的冷却负荷更多的集中在冷却辊1上,从而减少风冷机构的冷却负荷,进而降低冷风携带的湿度,缓解或是避免石头纸纸张收缩程度不均匀,导致成品石头纸卷曲的问题。
本实施例中,挡板12相对于主轴16存在三组角度关系,如图2(a)-图2(c)所示,与主轴16圆心水平线的夹角分别120°、180°和30°,三组角度的挡板平列布置,连续或交错搭接布置使冷却水流动的空间形成近似螺旋面,使冷却水呈连续或近似螺旋状流动,实现降低冷却辊1内部的流动阻力和强化传热的目的。冷却水流动时,在挡板边缘产生的流动分离,降低了由于漩涡分离产生的压力降过大的影响。
此外,冷却辊1内部流动的冷却水容易在外壳11侧壁结垢,从而降低冷却辊1的传热效率,挡板12的引入改变了冷却水的流动形态(近似螺旋状),从而延缓或是降低了结垢发生的概率。
与此同时,挡板12在结构上类似于“筋板”,增强了冷却辊1的强度,使得冷却辊1的体积可以更大,从而满足更宽幅的石头纸冷却设备的设计和制造。
上述结构的设备在冷却辊内部设有多个沿冷却辊主轴交替布置的挡板,扰动冷却辊内循环水的流动方向,使冷却水在冷却辊内部停留尽量多的时间,将冷却负荷尽量集中在冷却辊内进行,使得风冷只承担相对较小的冷却负荷,进而降低冷风的风量,从而降低冷风中携带的水分,提升成品纸张的品质。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石头纸连续冷却设备,其特征在于:包括设置在机架上的定型装置和冷却装置,冷却装置包括风冷机构和水冷机构,风冷机构的出风口朝向水冷机构的冷却辊;
冷却辊包括平列布置的两组端盖和位于两组端盖之间的外壳,外壳与主轴同轴布置且相互套接,外壳内侧与主轴外侧形成的空间中设有挡板,挡板沿主轴的轴向方向均匀布置,主轴两端通过旋转接头分别连接进水管和出水管,进水管通过管道依次与循环水泵、冷却设备和出水管连接。
2.如权利要求1所述的一种石头纸连续冷却设备,其特征在于:所述定型装置位于机架一端,定型装置包括机架一侧设置的滑座,滑座上设置水平气缸,水平气缸一端连接有胶辊,胶辊一侧平行设置有流延辊,流延辊一端连接调速电机。
3.如权利要求1所述的一种石头纸连续冷却设备,其特征在于:所述冷却装置位于机架另一端,冷却装置包括风冷机构和水冷机构;水冷机构包括冷却辊,冷却辊一端连接有调速电机。
4.如权利要求3所述的一种石头纸连续冷却设备,其特征在于:所述风冷机构包括水冷辊一侧设置的风箱,风箱一侧中部设置风机,风箱另一侧设有吹风装置。
5.如权利要求4所述的一种石头纸连续冷却设备,其特征在于:所述吹风装置的出风口朝向冷却辊辊面。
6.如权利要求1所述的一种石头纸连续冷却设备,其特征在于:所述进水管上设有进水温度传感器。
7.如权利要求7所述的一种石头纸连续冷却设备,其特征在于:所述出水管上设有出水温度传感器,进水温度传感器和出水温度传感器分别用于获取进入冷却辊内部和从冷却辊内部流出的水温。
8.如权利要求1所述的一种石头纸连续冷却设备,其特征在于:所述主轴为空心轴,主轴两端具有旋转接头,旋转接头使冷却辊能够在转动状态下与外部管路密封连通,冷却水经外部管路通过旋转接头进入主轴内部,从主轴侧部的出水口进入冷却辊内部。
9.如权利要求1所述的一种石头纸连续冷却设备,其特征在于:所述挡板沿主轴轴向方向均匀布置,挡板具有至少一组。
10.如权利要求9所述的一种石头纸连续冷却设备,其特征在于:所述每一组挡板与外壳的内侧壁连接,并与连接点相对一侧的外壳内侧壁留有开口,多组挡板的开口交错布置。
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