CN1204761A - 用于多孔织物的连续烘干装置 - Google Patents

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Abstract

本发明以用于多孔织物的连续烘干装置的技术为目标,该装置包括加热圆筒(101),不透气和水的,与多孔织物(102)的不和加热圆筒(101)接触的一侧的表面接触并支承该表面的不渗透烘干带(105),以及环绕加热圆筒(101)并离开不渗透烘干带(105)一个所需距离而配置的许多水润滑滑瓦构件(115),用来在它们和不渗透烘干带(105)的外表面之间形成水帘流,从而实现多孔织物的有效烘干。

Description

用于多孔织物的 连续烘干装置
本发明涉及用于多孔织物的连续烘干装置，适于用作用于造纸机中烘干部分的压力烘干装置，或者用作纸之外的多孔织物的压力烘干装置(例如，板材烘干装置)。
图4是用于多孔织物的传统连续烘干装置的简图(引自日本专利出版物HEI1-56198号)。在这个装置中，如图4所示，要烘干的纸或其它多孔织物3(例如片材)和支承多孔织物3的烘干带(干燥毛毡或金属丝网)4与辅助丝网5一起进入的通过抽气泵连续排出空气7空气排除室6并经受空气排出处理，以便具有良好的导热性，在此之后，它们在不透气的两个表面构件1和8之间通过。
在这种情况下，表面构件1和8以这样的方式在其整个宽度上包围多孔织物3，使得与多孔织物3接触的表面构件1被加热空间2内部的加热媒体加热。此外，与烘干带4接触的表面构件8被流经冷却空间11的液体冷却，从而从多孔织物3蒸发的水分能在烘干带4内部冷凝。
在与表面构件1和8分离之后，烘干带4进一步与多孔织物3分离，以便在抽吸箱17中除去烘干带4内部的冷凝水。
此外，使冷却空间11相对于由支撑梁14支承的机罩13密封，并分别通过适当的密封装置16a和16b相对于辊子9和10密封，使流经冷却空间11的冷却液从液体输送口12进入并从液体排出口15排出。
这样，多孔织物3被表面构件1和8所包围并从外部加热和冷却，以便除去含在其中的水分(湿气)。
但是，由于在这种用于多孔织物的传统连续烘干装置中，流经冷却空间11的冷却液体被辊子9和10密封，冷却液体将粘附到辊子9和10的表面，导致表面构件8在辊子9和10上打滑。特别在高速运行的情况下，这种打滑变得显著，导致烘干带4的明显磨损和过度弯曲，妨碍稳定运行。
还有，支撑梁14在限定冷却空间11的机罩13和各种构件之间密封并构成从抗压结构的观点来看的冷却空间，使得整个体积扩大，为了更换表面构件8和烘干带4要花费大量劳动和时间。更准确地说，由于表面构件8和烘干带4具有环状结构，为了更换，必须使它们沿着与图4的平面垂直的方向滑动以进行更换。
此外，在图4的用于多孔织物的连续烘干装置中，在冷却空间11(更准确地说，从液体输送口12一直延伸到液体排放口15的区域)的上游形成有一用作烘干部分的闭合空间，在闭合空间内设置有空气排放室6，以便通过抽气泵连续排出其中的空气7，执行空气排除处理。但是，为了提高烘干速度，必须把闭合空间内的压力保持在大约一乇或以下，所以还有一个抽气泵的排气速度变得太高的问题。
下面是作为例子对所需排气速度的测算。(1)条件：
a．烘干带；宽度B×厚度t×空隙率Φ
=6米×0．003米×0．3
b．线速度u=1200米／分
c．真空度P1=1乇(2)排气速度计算
S=BtΦu×760／p=6×0．003×0．3×1200×760／1
=4．92×103米3／分=4．92×106升／分
此处S：排气速度(米3／分)
从真空度的条件看，抽气泵可能是油封旋转真空泵或机械增压泵。这些特性示于图5和6。
正如从图5和6中所明显看到的那样，即使在使所需排气速度(升／分)达到最大的条件(图5和6中的条件(1))下，在真空度(压力P1)为1乇的情况下它导致大约1×104升／分，换句话说，上述计算的结果(4．92×106升／分)要比这些一般特性大大约100倍，这将是不现实的。
此外，图7说明空气(没凝结气体)对蒸气的冷凝传热率的影响。如从图7中所明显看到的那样，相应地随着空气含量增加，蒸气的扩散受阻，从而导致冷凝传热率的降低。允许忽略空气的这种影响的空气含量范围大约是0．002公斤(空气)／公斤(蒸气)，就体积比而论，空气含量为0．001米3(空气)／米3(蒸气)。也就是说，1乇或以下的空气部分压力相当于蒸气(包括空气)的总压力1000乇。
本发明是考虑到上述问题而想出的。因此，本发明的目的就是提供一种用于多孔织物的连续烘干装置，通过用来把多孔织物压在加热圆筒上的构件的设计方案来确保多孔织物的有效烘干。
根据本发明的用于多孔织物的连续烘干装置包括用来加热多孔织物的加热圆筒，它具有与多孔织物接触的圆周面；不透空气和水的不可渗透的烘干带，它与多孔织物的不和加热圆筒接触的一侧的表面接触并支承该表面；以及环绕加热圆筒设置、离开不可渗透的烘干带的外表面一预定距离的许多水润滑滑瓦构件，用以在滑瓦构件和不渗透的烘干带的外表面之间形成水膜流。
还有，上述每个水润滑滑瓦构件包括用来在滑瓦和不渗透的烘干带外表面之间形成水膜流的滑瓦，以及用来把滑瓦经由水膜流压靠于加热圆筒的液压装置。
这样，根据本发明的用于多孔织物的连续烘干装置，在加热圆筒上运行的多孔织物被许多水润滑滑瓦构件压紧，使得有可能以任意压力压住不渗透烘干带，并能容易地更换不渗透带。因此，有利地增进了工作效率。
而且，在多孔织物与加热圆筒接触之前，可使多孔织物的不和加热圆筒接触的一侧的表面与透气和透水的可渗透烘干带接触，而在与加热圆筒接触时，可使可渗透烘干带的不和多孔织物接触的一侧的表面从加热圆筒上的一预定位置向前与不渗透烘干带接触。
因此，根据本发明的用于多孔织物的连续烘干装置，在多孔织物与可渗透烘干带接触并被加热之后，多孔织物的表面与不渗透烘干带接触并冷却，从而能有效地去除含在多孔织物内部的水分，有助于改进装置的性能。
而且，在多孔织物与不渗透烘干带接触之前的某个位置上，可配置用来除去可渗透烘干带和多孔织物内部的空气的空气排除机构。
这样，根据本发明的连续烘干装置，空气排除机构设置在多孔织物与不渗透烘干带接触之前的加热圆筒上，使得可以在不显著降低空气排除机构的压力的情况下抽吸多孔织物内部的水分，从而明显降低装置所需的电能消耗。
还可设置用来传送不渗透烘干带的传送辊，传送辊的表面经过防滑加工。
这样，根据本发明的用于多孔织物的连续烘干装置，在用来传送不渗透烘干带的传送辊的表面上形成有一沟槽，使得能够容易地排出从滑瓦中喷出的水，即使不渗透带在高速下运行时，也不会引起任何打滑，从而实现不渗透带的稳定运行。
在加热圆筒内部靠近其表面还可形成许多加热媒体流动通路。
还可在靠近加热圆筒表面处于外部设置一感应加热线圈。
这样，根据本发明的用于多孔织物的连续烘干装置，通过许多水润滑滑瓦构件压紧在加热圆筒上运行的多孔织物，使得能以任意压力压住不渗透烘干带，并能容易地实现不渗透烘干带的更换。因而能增进工作效率。
图1是展示根据本发明的一个实施例的用于多孔织物的连续烘干装置结构的简图；
图2是展示根据本发明的实施例的用于多孔织物的连续烘干装置的一主要部分的水平截面图；
图3是展示根据本发明的实施例的用于多孔织物的连续烘干装置的一主要部分的等角图；
图4是展示用于多孔织物的传统连续烘干装置的简图；
图5是展示油封旋转真空泵的排气特性的曲线图；
图6是展示机械增压泵的排气特性的曲线图；以及
图7是展示蒸气内部的非冷凝气体对冷凝热传导的影响的曲线图。
现在将参照附图描述本发明的一个实施例。
图1到3说明本发明的一个实施例的用于多孔织物的连续烘干装置的结构。图1是展示其结构的简图，图2是展示其一主要部分的水平截面图，而图3是展示其主要部分的等角图。
同时，如图1所示，根据本发明的用于多孔织物(多孔织物的概念不仅包括纸，而且还包括片材或其它类似材料)的连续烘干装置包括在加热圆筒(加热表面构件)101上排列的许多水润滑滑瓦115(water lubricant shoe)；以及配置在水润滑滑瓦115上流的空气排除室，用来排除含在多孔织物102中的空气，而多孔织物102沿着加热圆筒101上的传送线(在下文中可简称为线)运行，并采用这样的结构布置使得具有透水性和透气性的烘干带104与沿着加热圆筒101上的线运行的多孔织物102的不和加热圆筒101接触的一侧的表面相接触，在烘干带上以接触支承方式叠放着不具备透水性和透气性的冷却表面构件105，从而烘干多孔织物102。在下文中将详细描述各部件的结构及它们的关系。
在这种情况下，加热圆筒101具有与多孔织物102接触的圆周面以加热多孔织物102，如图2中作为例子所示，它是在内部靠近其表面处备有许多加热媒体流动通路1011的空心圆筒。通过旋转接头1013输送和排出的加热媒体(例如，由Shin-nittetu Kagaku Kabushiki Kaisha供应的Therm S系列)流过加热媒体流动通路1011，以便加热加热圆筒101。此外，加热圆筒101由轴承1014支承着以便旋转。
尽管想用在靠近其表面的内侧形成的加热媒体流动通路1011内部的加热媒体1012来加热上述加热圆筒101，但它可用在外部配置在加热圆筒101圆周面附近某一部位的感应加热线圈114(参见图1)加热。应该理解，在这种情况下，可提供它们之中的任何一种来加热，或者用另一种方法，可提供它们两者，使得有可能利用它们之中的任何一种作为辅助加热，并可依据加热和其它条件自由地选择有利的方法。
此外，烘干带(可渗透烘干带)104与多孔织物102的不和加热圆筒101接触的一侧的表面接触并支撑该表面。烘干带104制作得允许空气和水渗入其中(例如，用多孔材料制成)，它沿着由传送辊(烘干带传送辊)103传送的环形线运行。
然后，烘干带104在沿着环形线运行的同时，吸收含在多孔织物102中的水分，并使通过吸收存贮的水分被设置在环形线一个区域上的抽吸箱109排除。
应该注意，烘干带104的宽度(在与线垂直方向上的长度)大于多孔织物102的宽度，就象图3中作为例子所示的那样。这是由于除了必须在宽度方向上均匀地烘干多孔织物102之外，烘干带104在一定程度上可能与多孔织物102一起迂回曲折地前进。通过以这种方式使烘干带104的宽度大于多孔织物102的宽度，实现了多孔织物102的可靠烘干。
而且，设置了空气排除室(空气排除机构)110，以便排除烘干带104和多孔织物102内部的空气111。由于蒸发从多孔织物102中流出的蒸气(空气和水分)通过与加热圆筒101接触被加热并被空气排除室110的抽气泵(未表示)抽出。
也就是说，通过用加热圆筒101加热，就使多孔织物102具有更高的蒸气压力(并从而在蒸气压力大于大气压力的情况下引起喷出)，从而多孔织物102内部的空气部分压力(air partial pressure)降低，因而无需象以前技术上那样显著降低空气排除室110内部的压力(到1乇)，就能获得更高的烘干性能(更准确地说，在660乇的数量级)。
顺便说说，由于空气排除室110内部的压力等于设置在烘干带104上的抽吸箱109内部的压力，例如，可把一水封泵用作抽吸空气111的抽气泵。
而且，空气排除室110配置在多孔织物102与冷却表面构件105接触之前的位置上，换句话说，在烘干带104暴露于加热圆筒101上的区域(闭合空间)。
更准确地说，如图3所示，空气排除室110被这样设置，使其具有的宽度小于沿着线运行的冷却表面构件105的宽度(在与线垂直的方向上的长度)，从而防止来自将在后面描述的水润滑滑瓦115的滑润水进入空气排除室110。
而且，冷却表面构件(不渗透烘干带)105与多孔织物102的不和加热圆筒101接触的一侧的表面接触并支承该表面。冷却表面构件105被做成不透气和不透水的，并通过带槽的传送辊(带槽的冷却面传送辊)106沿着环形线运行。于是，在沿着环形线运行的同时，它使传送的多孔织物102冷却。此外，将在下面描述带槽的传送辊106。
更准确地说，在多孔织物102与加热圆筒101接触之前，使烘干带104与多孔织物102的不和加热圆筒101接触的一侧的表面相接触，而在多孔织物102与加热圆筒101接触之后，使冷却表面构件105在加热圆筒101的预定位置(在空气排除室110的下游)处向前与烘干带104的不和多孔织物102接触的一侧的表面相接触。
这样，然后将说明冷却面构件105的冷却作用。为了把要烘干的多孔织物102压向加热圆筒101，必须在一闭合空间内处理蒸气。在多孔织物102没有被冷却面构件105冷却的情况下，闭合空间内部的压力将上升到与加热圆筒101的温度对应的蒸气压力，从而阻止多孔织物102内部的水分蒸发。也就是说，为了避免这点，形成象冷却面构件105这样的特定的冷却面，使含在多孔织物102中的蒸气冷凝以便于排除。
还有，环绕加热圆筒101配置了许多水润滑滑瓦(水润滑滑瓦构件)115，相对于冷却面构件105的外侧有一给定间隙。如图1中作为例子所示，每个水润滑滑瓦115包括用来在滑瓦107和冷却面构件105的外表面之间形成水帘流(water screen flow)，也可称为“水膜流”的滑瓦107，以及借助水帘流用来把滑瓦107压向加热圆筒101的液压缸(液压装置)108。也就是说，不允许每个滑瓦与烘干带104直接接触(由于存在水帘)。
更准确地说，这个水润滑滑瓦115利用从设置在滑瓦107中的水输送口112供应的润滑水，在滑瓦107和冷却面构件105之间所限定的压力空间113内部形成一水帘，使得在压力空间113内部由液压缸108经由水帘，在下文中也可称为“水膜”，压住冷却面构件105。
而且，滑瓦107内部的水压是相当于流动通路内部的压力损失的压力，流动通路为在滑瓦107和冷却面构件105之间所限定的微小间隙的形式，多孔织物102被这个压力压向加热圆筒101。也就是说，可用液压缸108以任意压力压紧冷却面构件105。
顺便说说，输送给滑瓦107的水除了用于施加压力以外，还用来冷却冷却面构件105，用过的水从滑瓦107和冷却面构件105之间的间隙向外排出。然后，把这样排出的水回收，以供重复循环。
还有，在更换冷却面构件105时，利用液压缸108把滑瓦107在径向移开加热圆筒101，从而实现容易更换。
同时，如上所述，冷却面构件105通过带槽的传送辊106传送，通过防滑修整形成带槽的传送辊106的表面。更准确地说，每个辊子的表面设置有一沟槽，从水润滑滑瓦107排出的水就流入其中。
然后，流入沟槽的水被离心力抖掉或被附着到冷却面构件105上排出。应该理解，辊子表面上的沟槽可用不同的方式形成，例如，它可沿着辊子的周向或与这个方向交叉的方向延伸。
也就是说，在带槽的传送辊106和冷却面构件105互相接触的区域内水保持在辊子表面上的沟槽里面，使辊子的除了沟纹之外的表面和冷却面构件105之间能没有水帘地直接接触，从而实现冷却面构件105在带槽的传送辊106上的稳定运行，即使在高速运行的情况下，也不会引起任何打滑。
尽管在上文中详细描述了带槽的传送辊106，它具有形成有沟槽的辊子表面，但也可简单地把辊子表面做粗糙来代替这样的沟槽。在这种情况下也可容易地排出水。此外，形成沟槽或使表面粗糙不仅能确保容易排出水，还能增加辊子表面相对于冷却面构件105的摩擦力，这就导致增加了的防滑效应。
在根据本发明的实施例的具有上述结构的用于多孔织物的连续烘干装置中，如图1所示，在多孔织物102与加热圆筒101接触以前，使烘干带104与要烘干的多孔织物102的不和加热圆筒101接触的一侧的表面相接触，从而当和烘干带104接触的多孔织物102与加热圆筒101接触时，它被加热圆筒101加热。
之后，多孔织物102被加热，以使多孔织物102内部的水分在大于大气压力的蒸气压力下蒸发，从而由空气室110把空气111(烘干带104和多孔织物102内部的空气，蒸气等等)抽出。
接着，蒸气和空气已由空气室110抽出的多孔织物102在加热圆筒101上以这样的方式传送到空气室110的下游，使得冷却面构件105与烘干带104的不和多孔织物102接触的一侧的表面相接触。
那时，多孔织物102借助于来自滑瓦107的润滑水经由冷却面构件105被压紧和冷却，以使多孔织物102内部的水分冷凝，并被烘干带104吸收以便转移。此外，被这样的吸收的水分由放置在烘干带104的传送线上的抽吸箱109去除。
这样，根据本发明的实施例的用于多孔织物的连续烘干装置，在加热圆筒101上的传送线上运行的多孔织物102被许多滑瓦115压向加热圆筒101，从而能以任意压力压紧冷却面构件105，且使冷却面构件105的更换易于完成。这样，能有利地增进工作效率。
而且，在使多孔织物102与烘干带104接触并被加热之后，多孔织物102被与烘干带104的不和多孔织物102接触的一侧的表面接触的冷却面构件105冷却，从而实现多孔织物102内部水分的有效排除，从而有助于改进装置的性能。
此外，空气排除室110设置在加热圆筒101上并处在冷却面构件105与烘干带104接触之前，从而在不显著降低空气排除室110内部压力的情况下，能抽出多孔织物102内部的水分，从而能显著节约装置所花费的电能消耗。
在用来传送冷却面构件105的传送辊106的表面上还设置有沟槽，从而能容易地排除从滑瓦107排出的水，从而实现冷却面构件105的稳定运行，即使它在高速下运行时，也没有任何打滑。
应该理解，本发明并不局限于上述实施例，在不脱离本发明的精神的情况下，它可用不同的方式体现出来。

Claims (7)

1．一种用于多孔织物的连续烘干装置，包括：
一加热圆筒(101)，具有与多孔织物(102)接触、用以加热所述多孔织物(102)的圆周面；
不透气和水的不渗透烘干带(105)，与所述多孔织物(102)的不和所述加热圆筒(101)接触的一侧的表面相接触并支承该表面；以及
围绕所述加热圆筒(101)设置并与所述不渗透烘干带(105)的外表面间隔开预定距离的许多水润滑滑瓦构件(115)，用来在所述滑瓦构件(115)和所述不渗透烘干带(105)的外表面之间形成水膜流。
2．根据权利要求1的用于多孔织物的连续烘干装置，其中
每个所述许多水润滑滑瓦构件(115)包括一滑瓦(107)，用来在所述滑瓦(107)和所述不渗透烘干带(105)的外表面之间形成水膜流，以及用来把所述滑瓦(107)经由所述水膜流压向所述加热圆筒(101)的液压装置(108)。
3．根据权利要求1的用于多孔织物的连续烘干装置，其中
在所述多孔织物(102)与所述加热圆筒(101)接触之前，所述多孔织物(102)的不和所述加热圆筒(101)接触的一侧的表面与透气和水的可渗透烘干带(104)相接触，而且其中
在所述多孔织物与所述加热圆筒(101)接触时，所述可渗透烘干带(104)的不和所述多孔织物(102)接触的一侧的表面从所述加热圆筒上的一预定位置向前与所述不渗透烘干带(105)相接触。
4．根据权利要求3的用于多孔织物的连续烘干装置，其中
在所述多孔织物(102)与所述不渗透烘干带(105)接触之前的某一位置，设置有一用来排除所述可渗透烘干带(104)和所述多孔织物(102)内部的空气的空气排除机构(110)。
5．根据权利要求1的用于多孔织物的连续烘干装置，进一步包括：
用来传送所述不渗透烘干带(105)的传送辊(106)，所述传送辊(106)的表面经过防滑修整成形。
6．根据权利要求1的用于多孔织物的连续烘干装置，其中
所述加热圆筒(101)包括在内部靠近其表面形成的许多加热媒体流动通路(1011)。
7．根据权利要求1的用于多孔织物的连续烘干装置，其中
在靠近所述加热圆筒(101)表面处于外部设置有一感应加热线圈(114)。
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