CN212458053U - 一种均匀导热的旋转辊装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种均匀导热的旋转辊装置，包括：导热辊、辊芯部和主轴；导热辊的内圆面设置有多个顺向液槽和多个逆向液槽；辊芯部的进液侧设置有沿径向分布的多个辊进液管，辊芯部的出液侧设置有沿径向分布的多个辊出液管，辊进液管和辊出液管的外端均与顺向液槽位置对应；辊芯部的内部设置有第一环状液腔和第二环状液腔，辊芯部的进液侧设置有多个第二导向管，辊芯部的出液侧设置有多个第一导向管和多个逆向出液管。主轴两侧空心且不连通，换热介质从主轴一端进入，从另一端流出，但换热介质在导热辊内部是双向流动的。通过本实用新型实施例提供的旋转辊装置，可以达到导热辊辊面温度轴向和周向均匀的目的，能够实现均匀冷却或加热。

Description

一种均匀导热的旋转辊装置

技术领域

本实用新型涉及热交换技术领域，具体而言，涉及一种均匀导热的旋转辊装置。

背景技术

需要降温生产产品的旋转辊称为冷却辊，需要升温生产产品的旋转辊称为加热辊。旋转辊一般设置有导热辊，接触导热辊外表面的介质的热量通过导热辊均匀地吸收，并由导热辊内部的换热介质带走，该旋转辊即为冷却辊，冷却辊装置一般应用于非晶宽带材、纳米晶宽带材、塑料薄膜等产品的生产；或者，换热介质通过导热辊把热量均匀地传递给接触导热辊1外表面的介质，该旋转辊即为加热辊，加热辊装置一般应用于泡沫塑料、皮革、纸张、面料等产品的生产。

传统导热辊的结构可参见图1所示，传统导热辊内圆面为光滑面，其与辊芯外圆面形成空腔，换热介质(如水、油等)通过空腔从一端进入从另一端流出(图1中以从左端流向右端为例示出)。或者，另一种传统导热辊的结构可参见图2所示，其内圆面设置有一系列轴向布置的长条槽，换热介质通过该长条槽从一端进入从另一端流出(图2 中以从左端流向右端为例示出)。

传统导热辊的换热介质单向流动，导致导热辊两端的温度不一致、不均匀，不能真正实现均匀加热或冷却。以冷却辊应用到非晶、纳米晶带材制造设备为例说明，非晶、纳米晶带材的制备过程原理非常简单，就是将母合金熔化成液态合金后，通过喷嘴包喷射在一个高速旋转的冷却辊上，瞬间冷却形成15-30μm的金属薄带；但是，液态合金的温度基本在1350℃～1450℃，瞬间凝固到接近室温，需要极高的冷却速度，冷却速度达到了每秒百万度的级别；此外，喷出带材的厚度为15-30μm，非常薄，这样的精度控制是通过喷嘴包下面的狭缝及辊嘴间距的控制实现的。若冷却辊不能实现均匀冷却，导致生产的非晶、纳米晶带材质量较差。

目前虽然也存在基于双向流动的换热介质实现均匀加热或冷却的方案，其需要在主旋转轴上开通双向通道以实现换热介质双向流动，实现方案复杂，加工工艺较难。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型实施例的目的在于提供一种均匀导热的旋转辊装置。

本实用新型实施例提供了一种均匀导热的旋转辊装置，包括：导热辊和辊芯部，所述导热辊设置在所述辊芯部上；

所述导热辊的内圆面设置有多个顺向液槽和多个逆向液槽，所述顺向液槽和所述逆向液槽间隔设置；

所述辊芯部的进液侧设置有沿径向分布的多个辊进液管，所述辊芯部的出液侧设置有沿径向分布的多个辊出液管，所述辊进液管和所述辊出液管的外端均与所述顺向液槽位置对应；

所述辊芯部的内部设置有第一环状液腔和第二环状液腔，所述辊芯部的进液侧设置有多个第二导向管，所述辊芯部的出液侧设置有多个第一导向管和多个逆向出液管；

所述第一环状液腔与所述辊进液管相连通，且所述第一环状液腔与所述第一导向管的一端相连通；所述第二环状液腔与所述第二导向管的一端相连通；所述第一导向管的另一端、所述第二导向管的另一端均与所述逆向液槽位置对应，且所述第一导向管的另一端设置在出液侧，所述第二导向管的另一端设置在进液侧；所述逆向出液管的一端与所述第二环状液腔相连通，所述逆向出液管的另一端与所述辊出液管相连通。

本实用新型实施例上述提供的方案中，导热辊设置有多个顺向液槽和多个逆向液槽，辊芯部设置有多个辊进液管和多个辊出液管，实现换热介质的顺向流动；同时，通过第一环状液腔将换热介质周向转动至逆向液槽对应的角度，并通过第一导向管将换热介质引流至逆向液槽的出液侧，之后换热介质逆向流向至逆向液槽的进液侧，并通过第二导向管引流至第二环状液腔；该第二环状液腔再将换热介质周向转动至顺向液槽对应的角度，使得该换热介质可以流入至辊出液管，从而实现顺向和逆向的换热介质均从辊出液管流出。该旋转辊装置可以实现换热介质的双向流动，可以达到导热辊辊面温度轴向均匀的目的，能够实现均匀冷却或加热；同时，该旋转辊装置是换热介质一侧整体进液、另一侧整体出液，通过辊芯部内部设计的管路实现换热介质的双向流动，结构简单，且间隔设置的液槽(即顺向液槽和逆向液槽)的线性温度场在轴向和周向叠加抵消，使得辊面上在除去辊面两端区域外任意位置都均匀一致，且均匀面较大，从而有助于提高制备产品的质量稳定性和一致性。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1示出了现有导热辊的一种结构示意图；

图2示出了现有导热辊的另一种结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例所提供的旋转辊装置的剖视图；

图4示出了本实用新型实施例所提供的导热辊的结构示意图；

图5示出了本实用新型实施例所提供的图3的A-A剖视图；

图6示出了本实用新型实施例所提供的图3的B-B剖视图；

图7示出了本实用新型实施例所提供的旋转辊装置中的管路结构示意图。

图标：

1-导热辊、2-主轴、3-轴承组件、4-键、5-内法兰、6-内环密封圈、 7-辊芯部、701-第一辊芯、702-第二辊芯、703-辊芯密封圈、8-配重块、 9-外法兰、10-外环密封圈、11-主进液通道、12-轴进液管、13-内环进液腔、14-辊进液管、15-顺向液槽、16-辊出液管、17-内环出液腔、18- 轴出液管、19-第一环状液腔、20-第一轴向导向管、21-第一径向导向管、22-逆向液槽、23-第二径向导向管、24-第二轴向导向管、25-第二环状液腔、26-逆向出液管、27-主出液通道、28-空腔、29-第一平面、 30-第二平面。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供的一种均匀导热的旋转辊装置，参见图3 所示，包括：导热辊1和辊芯部7，且导热辊1设置在辊芯部7上。其中，导热辊1和辊芯部7均为环状结构，导热辊1套设在辊芯部7 的外表面；可选地，该导热辊1过盈配合在辊芯部7上，以固定二者之间的相对位置。参见图3和图4所示，导热辊1的内圆面设置有多个顺向液槽15和多个逆向液槽22，顺向液槽15和逆向液槽22间隔设置。

本实施例中，辊芯部7的进液侧设置有沿径向分布的多个辊进液管14，辊芯部7的出液侧设置有沿径向分布的多个辊出液管16，辊进液管14和辊出液管16的外端均与顺向液槽15位置对应。此外，辊芯部7的内部设置有第一环状液腔19和第二环状液腔25，辊芯部7的进液侧设置有多个第二导向管，辊芯部7的出液侧设置有多个第一导向管和多个逆向出液管26。

同时，第一环状液腔19与辊进液管14相连通，且第一环状液腔 19与第一导向管的一端相连通；第二环状液腔25与第二导向管的一端相连通；第一导向管的另一端、第二导向管的另一端均与逆向液槽 22位置对应，且第一导向管的另一端设置在出液侧，第二导向管的另一端设置在进液侧；逆向出液管26的一端与第二环状液腔25相连通，逆向出液管26的另一端与辊出液管16相连通。

本实用新型实施例中，导热辊1的内圆面开有多个用于流通换热介质(如水、油等)的槽，不同的槽可以是相同的结构，但其按功能分为顺向液槽15和逆向液槽22；如图4所示，换热介质可以沿顺向液槽15从左向右流动，也可以沿逆向液槽22从右向左流动。同时，为了保证换热均匀，本实施例中将顺向液槽15和逆向液槽22进行间隔设置，例如将多个相同功能的槽为一组进行间隔设置，如 AABBAABB的设置方式(A表示顺向液槽15、B表示逆向液槽22)；或者，顺向液槽15和逆向液槽22均匀间隔设置，即两种功能的槽都均匀分布、且间隔设置，即每隔一个顺向液槽15就设置一个逆向液槽 22，其采用ABABAB的设置方式，该均匀间隔设置的方式具体可参见图4所示。此外，还可以将顺向液槽15和逆向液槽22设为相同的数量，以进一步保证换热均匀，可以有效保证导热辊辊面温度周向均匀。

本实施例中，通过在辊芯部7内部设置相应的管路实现与顺向液槽15和逆向液槽22的配合，进而实现换热介质双向流动。本实施例中，该旋转辊装置采用换热介质从一侧整体进液、另一侧整体出液的方式，相应地，进液侧即为换热介质进入的一侧，出液侧为换热介质流出的一侧。具体地，图3中的辊芯部7的左侧为进液侧，辊芯部7 的右侧为出液侧；图5为图3中A-A剖视图，即为进液侧的一个剖视图；图6为图3的B-B剖视图，即为出液侧的一个剖视图。如图3、以及图5和图6所示，辊芯部7的进液侧设置有多个辊进液管14，且多个辊进液管14沿径向分布，即如图5所示，多个辊进液管14辐射状分布；相似地，辊芯部7的出液侧设置有沿径向分布的多个辊出液管16，即如图6所示，多个辊出液管16也呈辐射状分布。可选地，该辊进液管14和辊出液管16具体可以均匀分布，以保证换热均匀。

同时，辊进液管14的外端和辊出液管16的外端均与顺向液槽15 位置对应，即辊进液管14和辊出液管16的外端均与该顺向液槽15对齐，使得换热介质从辊进液管14可以流向该顺向液槽15，同时也可以从顺向液槽15流向辊出液管16。其中，辊进液管14的外端和辊出液管16的外端指的是沿径向方向上的外侧一端，如图5所示，辊进液管14的外端即为靠近外环的一端，相应地，如图6所示，辊出液管16 的外端也是靠近外环的一端。

本实施例中的辊芯部7内部还设置有第一环状液腔19，该第一环状液腔19为环状结构，即第一环状液腔19是360度周向连通的；该第一环状液腔19与辊进液管14相连通，从而可以对辊进液管14内的换热介质进行分流。同时，第一导向管的一端与第一环状液腔19连通，另一端与逆向液槽22的位置对应，且另一端位于出液侧，即第一导向管的另一端可以连通逆向液槽22的出液侧，使得被第一环状液腔19分流出来的换热介质经过第一导向管后可以到达逆向液槽22的出液侧，并在逆向液槽22的作用下从出液侧逆向流向进液侧，即到达逆向液槽22的进液侧。此外，辊芯部7内部还设置有第二导向管，第二导向管的一端与第二环状液腔25相连通，另一端与逆向液槽22位置对应、且位于进液侧，即第二导向管的另一端能够连通逆向液槽22 的进液侧，使得逆向液槽22内的换热介质从进液侧可以进入到第二导向管，并进而流入第二环状液腔25。进一步，辊芯部7内部还设置有逆向出液管，且逆向出液管26的一端与第二环状液腔25相连通，逆向出液管26的另一端与辊出液管16相连通，使得第二环状液腔25 内的换热介质经过该逆向出液管26之后，即可流入至辊出液管16，进而能够流出。本实施例中，由于顺向液槽15和逆向液槽22设置在导热辊1的不同位置，故需要在辊芯部7的不同位置处设置顺向管路 (即辊进液管14、辊出液管16)和逆向管路(即第一导向管、第二导向管等)，本实施例提供的辊芯部7设置第一环状液腔19，由于第一环状液腔19是环状结构，其360度周向连通，故顺向流动的换热介质经过该第一环状液腔19进行周向流动后，可以偏移一定的角度，若偏移后的换热介质对应逆向液槽22，则通过在第一环状液腔19与逆向液槽22之间开设第一导向管即可；同理，通过第二环状液腔25的周向连通结构，也能够将逆向流动的换热介质进行周向角度偏移，将其再偏移至对应顺向流动的顺向液槽15所在的角度，进而经过逆向出液管26到达辊出液管16处。本实施例通过设置第一环状液腔19和第二环状液腔25，实现换热介质周向流动，进而能够将换热介质从对应顺向液槽15的角度切换至对应逆向液槽22的角度，也可以从对应逆向液槽22的角度切换至对应顺向液槽15的角度。

具体地，如图3所示，该第一导向管包括相连通的第一轴向导向管20和第一径向导向管21，且第一轴向导向管20与第一环状液腔19 相连通，第一径向导向管21的外端与逆向液槽22位置对应，且位于出液侧。第二导向管包括相连通的第二径向导向管23和第二轴向导向管24，且第二径向导向管23的外端与逆向液槽22位置对应，第二轴向导向管24与第二环状液腔25相连通；其中，第一径向导向管21 的长度大于第二径向导向管23的长度。本实施例中，导向管(包括第一导向管和第二导向管)用于连通逆向液槽22和辊芯部7内部的环腔(即第一环形液腔19和第二环形液腔25)，本实施例通过径向和轴向两个方向的管路组成导向管，可以通过简单结构方便地连通逆向液槽22和相应的环腔。其中，由于逆向流向整体上需要先从辊芯部7内部的环腔向外侧的逆向液槽22流动，为防止辊芯部7内部的管路互相干扰，本实施例中的第一径向导向管21的长度大于第二径向导向管23的长度，也使得第二环状液腔25比第一环状液腔19更靠近逆向液槽22，第一环状液腔19与第二环状液腔25之间互不干扰，且第一导向管与第二导向管之间也可以互不干扰。

本实用新型实施例提供的旋转辊装置的工作过程具体如下：在需要进行冷却或加热时，如图3所示，在该旋转辊装置的进液侧(即图 3中的左侧)为换热介质整体流入的一侧，旋转辊装置的出液侧(即图3中的右侧)为换热介质整体流出的一侧。具体地，如图3和图5 所示，换热介质被分散流至多个辊进液管14，之后换热介质依次经过辊进液管14、顺向液槽15、辊出液管16到达出液侧，实现换热介质的顺向流动。同时，由于第一环状液腔19也与该辊进液管14连通，使得辊进液管14内的部分换热介质也被分流至第一环状液腔19内，之后，该部分换热介质依次经过第一导向管(依次经过第一轴向导向管20、第一径向导向管21)、逆向液槽22、第二导向管(依次经过第二径向导向管23、第二轴向导向管24)、第二环状液腔25、逆向出液管26，最后到达辊出液管16，从而到达出液侧。

即，换热介质的顺向流向为：辊进液管14→顺向液槽15→辊出液管16。换热介质的逆向流向为：辊进液管14→第一环状液腔19、第一轴向导向管20→第一径向导向管21→逆向液槽22→第二径向导向管23→第二轴向导向管24→第二环状液腔25→逆向出液管26→辊出液管16，实现换热介质的双向流动。

需要说明的是，本实施例中的“进液侧”和“出液侧”均指的是换热介质整体流向的两侧，由于逆向液槽22中换热介质的流向是逆向的，故逆向液槽22的出液侧(图3中逆向液槽22的右侧)是用来流入换热介质的，而逆向液槽22的进液侧(图3中逆向液槽22的左侧)是用来流出换热介质的。

本实用新型实施例提供的一种均匀导热的旋转辊装置，导热辊1 设置有顺向液槽15和逆向液槽22，辊芯部7设置有多个辊进液管14 和辊出液管16，实现换热介质的顺向流动；同时，通过第一环状液腔 19将换热介质周向转动至逆向液槽22对应的角度，并通过第一导向管将换热介质引流至逆向液槽22的出液侧，之后换热介质逆向流向至逆向液槽22的进液侧，并通过第二导向管引流至第二环状液腔25；该第二环状液腔25再将换热介质周向转动至顺向液槽15对应的角度，使得该换热介质可以流入至辊出液管16，从而实现顺向和逆向的换热介质均从辊出液管16流出。该旋转辊装置可以实现换热介质的双向流动，达到导热辊辊面温度轴向和周向均匀的目的，能够保证均匀冷却或加热；同时，该旋转辊装置是换热介质从一侧整体进液、另一侧整体出液的方式，通过辊芯部7内部设计的管路实现双向流动，结构简单，且间隔设置的液槽(即顺向液槽15和逆向液槽22)的线性温度场在轴向和周向叠加抵消，使得辊面上在除去辊面两端区域外任意位置都均匀一致，且均匀面较大，从而有助于提高制备产品的质量稳定性和一致性。

在上述实施例的基础上，参见图3所示，辊芯部7包括并列设置的第一辊芯701和第二辊芯702。其中，辊进液管14、第一环状液腔 19和第二导向管设置在第一辊芯701内，辊出液管16、第一导向管、逆向出液管26设置在第二辊芯702内，第二环状液腔25设置在第一辊芯701与第二辊芯702交界处。具体地，第一环状液腔19为从第一辊芯701的内侧导通至辊进液管14的环状腔体，逆向出液管26为从第二辊芯702的内侧导通至辊出液管16的管路；其中，第一辊芯701的内侧为第一辊芯701朝向第二辊芯702的一侧，第二辊芯702 的内侧为第二辊芯702朝向第一辊芯701的一侧。

本实用新型实施例中，基于两个并列设置的辊芯(即第一辊芯701 和第二辊芯702)来形成该辊芯部7，方便加工辊芯部7内部的管路。具体地，如图3所示，第一辊芯701中的辊进液管14为径向导通的管路，如图3中的辊进液管14在第一辊芯701内上下导通；第一环状液腔19为从第一辊芯701的内侧导通至辊进液管14的环状腔体，即当加工第一环状液腔19时，从第一辊芯701的内侧向辊进液管14 所在位置进行加工，即从图3中第一辊芯701的右侧向左侧加工，直至与辊进液管14导通。第二导向管包括第二径向导向管23和第二轴向导向管24，从第一辊芯701的外表面沿径向向内加工即可形成第二径向导向管23、从第一辊芯701的内侧沿轴向加工即可形成第二轴向导向管24。而对于第二辊芯702，在相应位置处从第二辊芯702的内侧沿轴向加工，即可形成导通至辊出液管16的逆向出液管26，而第一导向管与第二导向管的加工方式类似，此处不做赘述。同时，在第一辊芯701与第二辊芯702交界处加工生成第二环状液腔25，该第二环状液腔25具体可以设置在第一辊芯701的内侧，也可以设置在第二辊芯702的内侧，也可以由内凹的第一辊芯701内侧和内凹的第二辊芯702内侧形成该第二环状液腔25，本实施例对此不做限定。

在加工生成第一辊芯701和第二辊芯702之后，即可将第一辊芯 701和第二辊芯702并列设置并对齐固定，例如以焊接的方式固定等，之后再与导热辊1对齐并过盈配合设置，即可形成本实施例提供的旋转辊装置。可选地，为了减轻辊芯部7的重量，如图3所示，可以在第一辊芯701的内侧和第二辊芯702的内侧开有位置对应的空腔28。此外，还可以在第一辊芯701与第二辊芯702之间设置密封圈703，以避免换热介质流入至该空腔28内，该密封圈703具体可以设置在两个辊芯之间的密封槽内；该空腔具体可以是绕中心轴均匀排布的、多个空腔所形成的空腔阵列，也可以是环状的空腔。本实用新型实施例中，通过第一辊芯701和第二辊芯702形成辊芯部7，使得辊芯部7只有中间一条缝隙，每个辊芯设置相应的管路，易制造易装配。

可选地，第一辊芯701和第二辊芯702通过焊接的方式固定辊芯部7。本实施例中，第一辊芯701与第二辊芯702之间设置有内环焊缝和外环焊缝，且内环焊缝和外环焊缝经过超声波去应力处理；内环焊缝设置在第一辊芯701与第二辊芯702之间的内环交界处，外环焊缝设置在第一辊芯701与第二辊芯702之间的外环交界处。

本实用新型实施例中，第一辊芯701与第二辊芯702之间仅由两道焊缝，即内环焊缝和外环焊缝，通过该两道焊缝将第一辊芯701和第二辊芯702连接成整体，从而形成辊芯部7。具体地，在第一辊芯 701和第二辊芯702加工完成相应的基准面和管路(如辊进液管14、第一环状液腔19、第二环状液腔25、第二导向管、辊出液管16、第一导向管、逆向出液管26、空腔28、子母口、密封槽等)之后以焊接的方式在两个辊芯的内环和外环交界处分别形成焊缝。在焊接之后，辊芯部7需要做超声波去应力处理，以去除焊缝的焊接应力。本实施例中以超声波的方式消除焊接应力，可以在常温环境下消除应力，避免因温度变化影响辊芯部7内部的部件。例如，第一辊芯701与第二辊芯702之间可以设置密封圈703，若采用高温方式消除应力，容易导致密封圈703熔化、失效。

在上述实施例的基础上，参见图3所示，该旋转辊装置还包括主轴2，辊芯部7设置在主轴2上；可选地，该辊芯部7可以过盈配合在主轴2上。具体地，主轴2的进液侧设置有主进液通道11和沿径向分布的多个轴进液管12；轴进液管12的一端与主进液通道11相连通，另一端与辊进液管14相连通；主轴2的出液侧设置有主出液通道 27和沿径向分布的多个轴出液管18；轴出液管18的一端与辊出液管 16相连通，另一端与主出液通道27相连通。此外，主进液通道11和主出液通道27在主轴2内不连通。

本实用新型实施例中，该主轴2为旋转辊装置的转轴，主轴2转动时可以带动辊芯部7和导热辊1整体转动；同时，主轴2的两侧分别设置有在主轴2内不连通的主进液通道11和主出液通道27，以实现换热介质的流入和流出。

具体地，该主进液通道11设置在进液侧，且主轴2的进液侧也设置有沿径向分布的多个轴进液管12，且该轴进液管12能够与辊芯部 7进液侧的辊进液管14连通，使得换热介质从主进液通道11能够流入至辊进液管14。同样地，该主轴2的出液侧设置有沿径向分布的多个轴出液管18，且轴出液管18与辊出液管16相连通，使得从辊出液管16流出的换热介质最终可以流入至该主出液通道27中，实现整体出液。

其中可选地，如图3和图5所示，轴进液管12与辊进液管14之间设置有内环进液腔13，且轴进液管12、辊进液管14均与内环进液腔13相连通；如图3和图6所示，轴出液管18与辊出液管16之间设置有内环出液腔17，且轴出液管18、辊出液管16均与内环出液腔 17相连通。本实施例中，通过环状的液腔(即内环进液腔13、内环出液腔17)实现主轴2上管路(即轴进液管12、轴出液管18)与辊芯部7上的管路(即辊进液管14、辊出液管16)之间的过渡，使得主轴 2上管路不需要严格对齐辊芯部7上的管路，方便装配。

本实施例中，换热介质的顺向流向为：主进液通道11→轴进液管 12→内环进液腔13→辊进液管14→顺向液槽15→辊出液管16→内环出液腔17→轴出液管18→主出液通道27。

换热介质的逆向流向为：主进液通道11→轴进液管12→内环进液腔13→辊进液管14→第一环状液腔19、第一轴向导向管20→第一径向导向管21→逆向液槽22→第二径向导向管23→第二轴向导向管 24→第二环状液腔25→逆向出液管26→辊出液管16→内环出液腔17 →轴出液管18→主出液通道27，实现换热介质的双向流动。

同时，为了保证均匀换热，需要导热辊1上设置较多数量的液槽，相应地，辊芯部7中也需要设置较多数量的管路；而由于主轴3位于中心位置，其尺寸有限，限制了主轴3上能够开通管路的数量，即限制了轴进液管12、轴出液管18的数量；本实施例通过设置内环进液腔13和内环出液腔17，也使得轴进液管12等不需要与辊进液管14 等数量对应，即轴进液管12的数量可以小于辊进液管14的数量；轴出液管18的数量可以小于辊出液管16的数量。

以图3至图6所示的结构为例说明，该旋转辊装置设置有45个顺向液槽15和45个逆向液槽22，同样的，辊芯部7上设置有45个辊进液管和45个辊出液管，同时还设置有45个第一导向管、45个第二导向管、45个逆向出液管26。而主轴2中设置有12个轴进液管12 和12个轴出液管18。

可选地，该第一环状液腔19为360度周向锥环液腔，且沿从进液侧至出液侧的轴向方向上，锥环液腔的环径逐渐增大，即如图3所示，该锥环液腔从左到右环径逐渐增大，即锥环液腔逐渐靠近导热辊1，从而在轴向上形成向外倾斜的管路。本实施例中，由于旋转辊装置在使用过程中会高速旋转，通过设置该锥环液腔，在离心力的作用下换热介质能够顺畅地由中心向外扩散，即使得换热介质能够顺畅地从辊进液管14流向第一导向管(或第一轴向导向管20)。

可选地，为了方便加工生产该辊芯部7，本实施例中按照顺向液槽15和逆向液槽22的位置，将辊芯部7划分为多个经过一个顺向液槽15的轴向截面和多个经过一个逆向液槽22的轴向截面，即多个第一平面和第二平面，图5和图6示意性标注了其中的一个第一平面29 和第二平面30；在制造该辊芯部7时，在相应的平面内加工相应的管路。具体地，辊进液管14、辊出液管16、逆向出液管26的数量相同，且一组辊进液管14、辊出液管16、逆向出液管26位于同一个第一平面29内。第一导向管和第二导向管的数量相同，且一组第一导向管和第二导向管位于同一个第二平面30内，即一组第一轴向导向管20、第一径向导向管21、第二径向导向管23、第二轴向导向管24位于同一个第二平面30内。

本实施例中，换热介质能够实现顺向流动，同时通过在第一平面和第二平面之间切换流动实现逆向流动。具体地，参见图3所示，换热介质从主进液通道11整体流入，经轴进液管12后流入至内环进液腔13，并进而流入辊进液管14，一部分换热介质经过顺向液槽15后到达辊出液管16，并汇聚至内环出液腔17，之后再通过轴出液管18 到达主出液通道27，该部分换热介质可以认为始终位于第一平面29 内。辊进液管14的另一部分换热介质流入第一环状液腔19，使得换热介质可以周向流动，从第一平面29流动至第二平面30，以图5和图6为例，共90个液槽，相邻的第一平面29和第二平面30之间夹角为4°，即该换热介质在第一环状液腔19内偏移4°后即可流动至第二平面30，进而能够进入位于第二平面30的第一导向管(即第一轴向导向管20和第一径向导向管21)，之后逆向通过该逆向液槽22 后进入第二导向管(即第二径向导向管23和第二轴向导向管24)，并进入第二环状液腔25；之后换热介质通过第二环状液腔25的周向流动，又可以从第二平面30偏移至第一平面29，即偏移4°，进而能够流入第一平面29内的逆向出液管26，之后流入辊出液管16，并汇聚至内环出液腔17，之后再通过轴出液管18到达主出液通道27。

可选地，主进液通道11、轴进液管12、主出液通道27、轴出液管18，以及内环进液腔13、内环出液腔17、辊进液管14、顺向液槽 15、辊出液管16、第一环状液腔19、逆向液槽22、第二环状液腔25、第一导向管、第二导向管、逆向出液管26的内表面为平面、圆面、弧面中的一种或多种。即，旋转辊装置所有接触换热介质的面均为平面、圆面或弧面，避免存在死角，避免换热介质滞留导致影响热交换效率，甚至热交换失效。本实施例中，该旋转辊装置中换热介质的流通管路可参见图7所示，图7示出的只是旋转辊装置中管路的形状。

在上述实施例的基础上，可通过法兰、密封圈等实现导热辊1、主轴2、辊芯部7之间的装配。具体地，如图3所示，内法兰5、外法兰9、密封圈(包括内环密封圈6和外环密封圈10)安装在辊芯部7 两侧，用于密封换热介质；整个旋转辊装置由轴承组件3支撑。键4 安装于主轴2与内法兰5之间，用于传递旋转力矩。可选地，辊芯部 7两侧面加工环状梯形槽，配重块8安装于环状梯形槽内，用于校核冷却辊装置的动平衡。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换的技术方案，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种均匀导热的旋转辊装置，其特征在于，包括：导热辊(1)和辊芯部(7)，所述导热辊(1)设置在所述辊芯部(7)上；

所述导热辊(1)的内圆面设置有多个顺向液槽(15)和多个逆向液槽(22)，所述顺向液槽(15)和所述逆向液槽(22)间隔设置；

所述辊芯部(7)的进液侧设置有沿径向分布的多个辊进液管(14)，所述辊芯部(7)的出液侧设置有沿径向分布的多个辊出液管(16)，所述辊进液管(14)和所述辊出液管(16)的外端均与所述顺向液槽(15)位置对应；

所述辊芯部(7)的内部设置有第一环状液腔(19)和第二环状液腔(25)，所述辊芯部(7)的进液侧设置有多个第二导向管，所述辊芯部(7)的出液侧设置有多个第一导向管和多个逆向出液管(26)；

所述第一环状液腔(19)与所述辊进液管(14)相连通，且所述第一环状液腔(19)与所述第一导向管的一端相连通；所述第二环状液腔(25)与所述第二导向管的一端相连通；所述第一导向管的另一端、所述第二导向管的另一端均与所述逆向液槽(22)位置对应，且所述第一导向管的另一端设置在出液侧，所述第二导向管的另一端设置在进液侧；所述逆向出液管(26)的一端与所述第二环状液腔(25)相连通，所述逆向出液管(26)的另一端与所述辊出液管(16)相连通。

2.根据权利要求1所述的旋转辊装置，其特征在于，还包括主轴(2)，所述辊芯部(7)设置在所述主轴(2)上；

所述主轴(2)的进液侧设置有主进液通道(11)和沿径向分布的多个轴进液管(12)；所述轴进液管(12)的一端与所述主进液通道(11)相连通，另一端与所述辊进液管(14)相连通；

所述主轴(2)的出液侧设置有主出液通道(27)和沿径向分布的多个轴出液管(18)；所述轴出液管(18)的一端与所述辊出液管(16)相连通，另一端与所述主出液通道(27)相连通；

所述主进液通道(11)和所述主出液通道(27)在所述主轴(2)内不连通。

3.根据权利要求2所述的旋转辊装置，其特征在于，

所述轴进液管(12)与所述辊进液管(14)之间设置有内环进液腔(13)，且所述轴进液管(12)、所述辊进液管(14)均与所述内环进液腔(13)相连通；

所述轴出液管(18)与所述辊出液管(16)之间设置有内环出液腔(17)，且所述轴出液管(18)、所述辊出液管(16)均与所述内环出液腔(17)相连通。

4.根据权利要求3所述的旋转辊装置，其特征在于，

所述轴进液管(12)的数量小于所述辊进液管(14)的数量；

所述轴出液管(18)的数量小于所述辊出液管(16)的数量。

5.根据权利要求1所述的旋转辊装置，其特征在于，所述第一环状液腔(19)为360度周向的锥环液腔，且沿从所述进液侧至所述出液侧的轴向方向上，所述锥环液腔的环径逐渐增大；

所述第二环状液腔(25)为360度周向的环状液腔。

6.根据权利要求3所述的旋转辊装置，其特征在于，所述主进液通道(11)、所述轴进液管(12)、所述主出液通道(27)、所述轴出液管(18)、所述内环进液腔(13)、所述内环出液腔(17)、所述辊进液管(14)、所述顺向液槽(15)、所述辊出液管(16)、所述第一环状液腔(19)、所述逆向液槽(22)、所述第二环状液腔(25)、所述第一导向管、所述第二导向管、所述逆向出液管(26)的内表面为平面、圆面、弧面中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的旋转辊装置，其特征在于，所述顺向液槽(15)和所述逆向液槽(22)数量相同，且所述顺向液槽(15)和所述逆向液槽(22)均匀间隔设置。

8.根据权利要求1所述的旋转辊装置，其特征在于，

所述辊进液管(14)、所述辊出液管(16)、所述逆向出液管(26)的数量相同，且一组所述辊进液管(14)、所述辊出液管(16)、所述逆向出液管(26)位于同一个第一平面(29)内；

所述第一导向管和所述第二导向管的数量相同，且一组所述第一导向管和所述第二导向管位于同一个第二平面(30)内；

所述第一平面(29)为经过一个所述顺向液槽(15)的轴向截面，所述第二平面(30)为经过一个所述逆向液槽(22)的轴向截面。

9.根据权利要求1所述的旋转辊装置，其特征在于，所述第一导向管包括相连通的第一轴向导向管(20)和第一径向导向管(21)，且所述第一轴向导向管(20)与所述第一环状液腔(19)相连通，所述第一径向导向管(21)的外端与所述逆向液槽(22)位置对应，且位于出液侧；

所述第二导向管包括相连通的第二径向导向管(23)和第二轴向导向管(24)，且所述第二径向导向管(23)的外端与所述逆向液槽(22)位置对应，且位于进液侧，所述第二轴向导向管(24)与所述第二环状液腔(25)相连通；

所述第一径向导向管(21)的长度大于所述第二径向导向管(23)的长度。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的旋转辊装置，其特征在于，所述辊芯部(7)包括并列设置的第一辊芯(701)和第二辊芯(702)；

所述辊进液管(14)、所述第一环状液腔(19)和所述第二导向管设置在所述第一辊芯(701)内，所述辊出液管(16)、所述第一导向管、所述逆向出液管(26)设置在所述第二辊芯(702)内，所述第二环状液腔(25)设置在所述第一辊芯(701)与所述第二辊芯(702)交界处；

所述第一环状液腔(19)为从所述第一辊芯(701)的内侧导通至所述辊进液管(14)的环状腔体，所述逆向出液管(26)为从所述第二辊芯(702)的内侧导通至所述辊出液管(16)的管路；其中，所述第一辊芯(701)的内侧为所述第一辊芯(701)朝向所述第二辊芯(702)的一侧，所述第二辊芯(702)的内侧为所述第二辊芯(702)朝向所述第一辊芯(701)的一侧。

11.根据权利要求10所述的旋转辊装置，其特征在于，

所述第一辊芯(701)的内侧和所述第二辊芯(702)的内侧开有位置对应的空腔(28)；

所述第一辊芯(701)和所述第二辊芯(702)之间还设置有辊芯密封圈(703)，且所述辊芯密封圈(703)设置在所述空腔(28)的外侧。

12.根据权利要求10所述的旋转辊装置，其特征在于，所述第一辊芯(701)与所述第二辊芯(702)之间设置有内环焊缝和外环焊缝，且所述内环焊缝和所述外环焊缝经过超声波去应力处理；

所述内环焊缝设置在所述第一辊芯(701)与所述第二辊芯(702)之间的内环交界处，所述外环焊缝设置在所述第一辊芯(701)与所述第二辊芯(702)之间的外交界处。

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