CN2692190Y - 一种用于提高热量通过造纸机烘缸内壁热传导能力的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一套用于提高造纸机烘缸将热量由其内部传导到其外部能力的装置。该装置包括多个横截面为矩形的扰流棒，每根扰流棒在烘缸内均轴向安装。这些扰流棒在烘缸内按一定的间距排列布置、彼此平行，所有扰流棒均被径向向外固定在烘缸内壁上，并且，每根扰流棒均有一个轴向延伸内腔。利用该装置可提高热量通过造纸机烘缸内壁的热传导能力，从而使烘缸热传导性能与原有烘缸扰流棒相比得到了改善。

Description

一种用于提高热量通过造纸机烘缸内壁热传导能力的装置

技术领域

本实用新型是一套用于提高热量通过造纸机烘缸内壁热传导能力的装置。更准确地说，本实用新型是一种用于提高造纸机烘缸将热量由其内部传导到其外部的能力的装置。

背景技术

通常，生产出的纸是通过将其卷过一系列蒸汽加热的铸铁烘缸来烘干的，这些烘缸的直径一般为1.2米、1.5米或1.8米，有一些新型造纸机的烘缸直径可能是2.1米。烘缸中的水蒸汽通过烘缸壁将其热量传导到卷过烘缸的潮湿纸幅上去。由于热量是由热的水蒸汽传导到潮湿的纸幅上的，烘缸中的水蒸汽由于热量的散失而凝结成水。形成的冷凝水通过一套与外部管道或贮水池相连接的具有旋转式密封的虹吸管被排出到烘缸的外面。

在低速旋转状态下，烘缸中的残留冷凝水将积聚在烘缸的底部形成一个水洼，这时，烘缸中的冷凝水处于“涌动”状态。随着烘缸旋转速度的提高，烘缸底部水洼中的水将随着烘缸内壁一起旋转，并随后回落到烘缸底部水洼中，这时，烘缸中的冷凝水被称作处于“瀑布”状态。在烘缸处于高速旋转状态时，烘缸中的冷凝水将紧贴着烘缸内壁随烘缸一起旋转，这时，烘缸中的冷凝水就处于“水环”状态。

为了尽可能地减少在冷凝水处于涌动和瀑布状态时烘缸旋转的动力需求，并尽可能地增加在冷凝水处于水环状态时通过冷凝水层的热量传导，烘缸虹吸管设计通常应考虑尽可能地减少烘缸中冷凝水的残留量。

但是，在烘缸处于高速旋转状态时，即使是一薄层残留冷凝水层也能对热量从水蒸汽传导到烘缸内壁产生显著的热传导阻力。在烘缸处于高速旋转状态时，水环状态的冷凝水在离心力的作用下吸附在烘缸内壁上，从而在水蒸汽和烘缸壁内壁之间形成了一层隔热层。

为了增加水环状态下冷凝水的对流热传导率，开发研制了能够在冷凝水环中产生湍流的烘缸扰流棒。烘缸扰流棒由多个安装在烘缸内壁上的金属棒组成，通过各种不同的方法将扰流棒固定在烘缸内壁上。这些扰流棒将在冷凝水环中隔断并使之产生湍流，冷凝水湍流的增加提高了烘缸的热传导率，同时也改善了烘缸热传导的均匀性。

烘缸扰流棒这一概念最初是由Barnscheidt和Staud在美国专利3217426中提出的，而具体预测最佳的冷凝水量的计算公式则是后来由Appel和Hong作为对这一概念的讲解而添加到美国专利3724094中去的。工作人员曾经设计了几种不同的方案来将这些扰流棒固定在烘缸内壁上，例如，一种方案是采用如Mathnews美国专利4195417中所描述的方案，用多个磁铁将扰流棒固定到烘缸内壁上，另外一种方案是Wedel在美国专利4486962中提出的采用具有磁性的扰流棒。由Kraus(美国专利3808700)、Schiel(美国专利4267644)和Schiel(美国专利4282656)提出的其它方案是采用各种不同型式的弹簧和销子来将扰流棒固定到烘缸内壁上。

在上述的每一种扰流棒的布置方案中，扰流棒已经包括了金属棒(一般为低碳钢棒，但有时也采用不锈钢棒，以用于具有腐蚀性的介质中)。工业上采用方形或矩形金属棒，金属棒的尺寸规格从6mm×6mm直到12mm×20mm，金属棒的选用取决于烘缸中扰流棒的排数、烘缸中需要的水环状态的冷凝水的数量、扰流棒的价格、扰流棒的强度以及在安装过程中搬运扰流棒的方便性。

大截面扰流棒的重量使得安装十分困难，尤其是在现有的直径仅为1.2到1.8米的纸机烘缸内加装扰流棒。而小截面扰流棒的安装相对来说就简单多了，但小截面扰流棒的结构刚度不能承受住烘缸中冷凝水的长时间翻滚。

大多数的纸机烘缸在其前封头(维护保养端)上均有可拆开的铸造出入口，打开这些出入口(“人孔”)便有进入烘缸的通道，以便对烘缸圆筒的内部进行检查，安装及维护虹吸装置。为避免拆卸烘缸封头这样的艰巨工作，烘缸扰流棒必须适合于通过这些人孔便可将其安装在现有的烘筒中，这就使扰流棒的安装设计受到了一定的限制。

此外，现代纸机生产的纸幅宽度可达10160mm，运转速度接近于1828米/分钟，这些纸机每天能够生产超过1000吨的纸。这样，让这些纸机停下来安装烘缸扰流棒的成本将会很高，通常每小时的停机成本超过124500元人民币。这就要求尽量缩短在现有的烘筒内部安装烘缸扰流棒所需要的时间，从而大大地减少纸机的停机时间。尽管如此，但安装一套原有设计方案的烘缸扰流棒的标准安装时间依然在1.5到2.5个小时之间，原有的扰流棒设计方案并没有显著地减少这一安装时间。

大多数原有的扰流棒均是采用多个固定环固定在烘缸内壁上，为了将扰流棒牢牢地固定在烘缸内壁上，必须将这些固定环紧紧地压在烘缸内壁上。在原有的设计方案中，这个压紧力是由在固定环末端的凸缘之间安装各种不同的装置而将固定环推开产生的。

这些装置中的一种就是一个简单的配有锁紧螺母的螺丝扣，这些螺丝扣可以用一副开口扳手锁紧，是一项需要耗费很多时间的工作。这些刚性的螺丝扣并不能提供足够大的回弹力来补偿烘缸内壁相对于烘缸扰流棒固定环之间的热膨胀差。如果没有一种方法来补偿热膨胀差，存在于螺丝扣、固定环和烘缸内壁上的应力就会增大，这将会造成固定环组件的变形和长期松动。

一种更先进的设计方案是在固定环之间采用各种不同类型的弹簧，如碟形弹簧、圆柱弹簧和Bellville垫片等。当对烘缸进行加热时，这些弹簧能保证固定环对扰流棒的设计张紧力。但是，需要更长的时间来安装这些弹簧装置，需要安装更多的零部件和使用更多的装卸工具。

为了防止扰流棒在圆周方向的移位，原有的设计方案是将扰流棒固定在固定环上，一般是采用小的螺纹紧固件来固定扰流棒(平头螺钉)。这些螺纹紧固件需要具有一定的锁紧件来将其固定在位置上而不至于在烘缸内部产生松动。在原有的烘缸扰流棒设计方案中，锁紧件有弹簧挡圈、Bellville垫圈、凸缘自锁紧固件(WhizLock)和凹槽止动销。在安装过程中，很难将这些螺纹紧固件对齐，也很难将螺纹紧固件旋入扰流棒上的螺孔中去，而且，自攻螺钉在旋入时也很容易折断。同时，安装过程中很难将小规格的销钉对齐，它们很容易折断，也很容易在烘缸中产生松动。

发明内容

本实用新型的目的在于寻求一种用于提高热量通过造纸机烘缸内壁热传导能力的装置。利用该装置可提高热量通过造纸机烘缸内壁的热传导能力，从而使烘缸热传导性能与原有烘缸扰流棒相比得到了改善。

本实用新型的概要说明

本实用新型是一种提高造纸机烘缸热传导能力的装置，该装置包括多个截面为矩形的扰流棒，所有矩形棒均轴向固定在烘缸内壁上。这些矩形棒按一定的间距排列布置、彼此平行，所有矩形棒均通过径向向外的张力固定在烘缸内壁上，并且，每根矩形棒均可以沿轴向延伸。

更具体地说，所有矩形棒均是钢铁材料制成，在具体应用中，钢材可以选择低碳钢或我们所偏爱的不锈钢。

此外，多数烘缸中安装的一组矩形棒的数量均在12到30根之间，或者更准确地说，一组矩形棒的数量均在15到24根之间。

对于标准配置一组矩形棒的数量有18根和21根二种。

当以米来表示烘缸的外径时，烘缸中配置的一组扰流棒数量范围最好是烘缸外径数值的12-16倍。此外，烘缸中矩形棒应均匀地排列固定在烘缸的内壁上，彼此距离相等。

矩形棒的截面尺寸范围在6mm(宽)×6mm(高)到38mm(宽)×25mm(高)之间，在某一套具体的设备中，也可能采用方形截面的扰流棒。

另外，每根矩形棒均有一个外宽度和外高度和一个内宽度和内高度，具体规定如下：

1、矩形棒的横截面总面积为外宽度和外高度的乘积；

2、矩形棒内腔的横截面积为内宽度和内高度的乘积；

3、金属材料的横截面积为矩形棒的横截面总面积(1)减去内腔的横截面积(2)。

从结构上考虑，对金属棒的选择有多种方案，至少可以分别选择金属材料的横截面积(3)低于相应的横截面总面积(1)的25％，50％和75％的金属棒。

该装置还包括一套沿径向将矩形棒固定在烘缸内壁上的装置。

更具体地说，该装置包括多组在烘缸内轴向间隔排列的固定环，每组固定环均垂直于烘缸的旋转轴。

而且，每组固定环包括多个弓形体，第一个弓形体上有一个通常自烘缸内壁朝向烘缸旋转轴的第一支承臂，这个第一支承臂上有一个第一支承孔。第二支承臂通常自烘缸内壁朝向烘缸旋转轴，第二支承臂上有一个第二支承孔。第二个弓形体上有一个通常自烘缸内壁朝向烘缸旋转轴的第一支承臂，第一支承臂上有一个第一支承孔，第二支承臂通常自烘缸内壁朝向烘缸旋转轴，第二支承臂上有一个第二支承孔。

同样，张力调节螺栓也有首端和末端，调节螺栓穿过第一个弓形体的第二支承孔和第二个弓形体的第一支承孔。这样的结果是调节螺栓的首端靠近第一个弓形体的第二支承孔处，而其末端靠近第二个弓形体的第一支承孔的位置。

在本实用新型的实际应用中，建议优先采用每组固定环包含三个弓形体的方案。

另外，在调节螺栓的首端和末端之间有一个沿径向突出的轴肩，当调节螺栓的末端穿过第二个弓形体的第一支承孔时，这个轴肩就靠在了第二个弓形体的第一支承臂上。在轴肩和调节螺栓的末端之间有一段导向部分，其作用是将调节螺栓的末端导入第一支承孔之中而不致于脱开。在轴肩和调节螺栓的首端之间有一段螺纹部分穿过第二支承孔。一个可调节的螺母与这段螺纹部分相配合，当螺纹部分穿过第一个弓形体上的第二支承孔后，这个可调节的螺母就靠在了第一弓形体的第二支承臂上。这种结构使得当调节螺栓相对于可调螺母转动时，可调螺母和轴肩相互分开从而使第一弓形体的第二支承臂和第二弓形体的第一支承臂互相撑开，固定环张开，将矩形扰流棒向外推向烘缸内壁。

调节螺栓末端的导向部分为内六角插口以使用电动工具的套筒，作为选择，也可以设计成外六角的形式。

该装置还包括穿在矩形扰流棒和相邻的固定环上的销钉，这些销钉的作用是固定固定环和矩形扰流棒之间的相对位置。

更具体地说，这种销钉在结构上可分为二部分，第一部分插入矩形扰流棒上的孔中，销钉每一部分又有首端和末端，当将销钉第一部分的首端插入矩形扰流棒上的孔中时，销钉第一部分的首端就插入了矩形扰流棒的内腔，而其末端则与矩形扰流棒上的孔相邻。从销钉的第一部分末端延伸出的部分称为销钉的第二部分，销钉的第二部分也有首端、末端以及一个外表面，销钉的第二部分被插入到固定环上的孔中。

在本实用新型的第一种具体应用中，第二部分的外表面上至少有一个倒钩，当第二部分被插入到固定环上的孔中时这个倒钩与固定环上的孔相连接从而可以将矩形扰流棒连接到固定环上。

在本实用新型的第二种具体应用中，第二部分的外表面上有多个平行沟槽。当第二部分被插入到固定环上的孔中时，平行沟槽与固定环上的孔相啮合，从而可以将矩形扰流棒连接到固定环上。

在本实用新型的第三种具体应用中，第二部分与固定环上的孔的配合为过盈配合，从而可以将矩形扰流棒连接到固定环上。

此外，销钉的第一部分的直径比第二部分大，从而当第二部分插入到固定环上的孔中时，销钉的第一部分就不能进入到固定环上的孔中。

同时，第一部分的直径应不小于6mm，该直径最好与固定环的厚度相同。在本实用新型中的一种特定直径为11mm。

本实用新型同时也包括一套将多组矩形钢管扰流棒安装到造纸机烘缸中的方法，矩形钢管扰流棒被轴向安装在烘缸内，彼此隔开、互相平行，这套安装方法包括下列步骤：

将销钉插入到不相连的固定环弓形体上；

将固定环弓形体放到烘缸内；

将矩形钢管扰流棒放到在烘缸内；

将销钉插入到扰流棒上相应的孔中，从而将固定环的弓形体和相应的扰流棒彼此互相连接起来；

在相邻的固定环弓形体之间装一调节螺栓，这样相邻的固定环弓形体和调节螺栓一起组成固定环，将扰流棒安装在固定环和烘缸的内壁之间；

旋转调节螺栓(至少旋转三个调节螺栓中的一个)使固定环张开，将矩形钢管扰流棒胀紧在烘缸内壁上。

其中安装调节螺栓步骤中还包括：

安装固定环下部两个相邻的弓形体之间的调节螺栓；

接下来，安装固定环下部两个弓形体与至少一个上部固定环弓形体之间的调节螺栓以完成固定环的安装。

其中将销钉插入到扰流棒上相应的孔中的步骤还包括：

将固定环弓形体从烘缸的内壁上拉开一定的距离以使销钉靠近扰流棒上的相应的孔，从而防止销钉从先前已经插入的孔中脱出，同时便于将销钉插入到扰流棒上相应的孔中去。

这些扰流棒在烘缸内按一定的间距轴向平行排列。这套扰流棒安装方法包括在各个弓形体连接以前将销钉插入到固定环上，弓形体在烘缸内的定位，然后将多组矩形钢管扰流棒固定到烘缸内。

将销钉插入到矩形钢管扰流棒上相应的孔中之后，弓形体就和相应的扰流棒连接到了一起。在相邻的弓形体之间配有一套调节装置，调节装置与相邻的弓形体一起构成了整个固定环，矩形钢管扰流棒就被安装在固定环和烘缸的内壁之间。只要旋动调节装置之一就可以使固定环向外张开从而将扰流棒张紧到烘缸内壁上。

调节装置在烘缸中的安装按如下步骤进行：先安装相邻的下部弓形体之间的调节装置，然后安装下部弓形体与上部弓形体之间的调节装置，最终将弓形体连成一体。

此外，在将销钉插入到扰流棒上相应的孔中时，为防止销钉从原已插入的孔中脱出，应将弓形体从烘缸内壁上拉开一定的距离。

本实用新型所提供的方案和装置提高了蒸汽加热的烘筒尤其是造纸机中烘缸的烘干能力，该装置采用了多组通常是轴向布置在烘筒内部且紧靠烘筒内壁的扰流棒。更明确的说，本实用新型包括了固定在烘缸内壁上的矩形钢管以及安装这套装置的方案。矩形钢管扰流棒的固定装置包括由专用的紧固件相连接的固定环、与固定环上的专用销钉相连接的扰流棒，以及为减少安装时间并降低安装时的劳动强度而专门设计的扰流棒几何结构。

与现行结构的扰流棒相比，本实用新型中的烘缸扰流棒的结构刚性更强，重量也更轻。本实用新型中的装置能够将烘缸扰流棒的安装时间降低约30％，安装成本低廉，但扰流棒的热传导能力却等于甚至超过原有结构的烘缸扰流棒。

为了减少烘缸扰流棒的重量，本实用新型中的扰流棒采用的是矩形钢管。这样，与原有的扰流棒相比，本实用新型中扰流棒的重量较轻，但却具有较高的抗弯曲强度。这就在很大程度上降低了安装扰流棒的难度，同时，在遭受翻滚的冷凝水的冲击力时，扰流棒也不易弯曲。

例如，常用的截面为12×20mm，长度为1829mm的烘缸扰流棒的重量为3.45公斤，要安装一组18排的烘缸扰流棒，安装工人必须搬运62.6公斤的钢制扰流棒。而本实用新型中的一种扰流棒(推荐选用的扰流棒尺寸为20×25mm，壁厚为1.5mm的矩形钢管)的重量仅为1.9公斤，要安装一组类似的18排的烘缸扰流棒，安装工人仅需要搬运35公斤的矩形钢管扰流棒。

此外，本实用新型中扰流棒的刚度也得到了较大的提高，前面例子中的原有扰流棒的惯性矩在径向为3329mm⁴，在周向为7492mm⁴。比较起来，对于推荐选用尺寸的扰流棒，本实用新型中的扰流棒的径向惯性矩为7492mm⁴，周向惯性矩为12070mm⁴，也就是说，尽管重量减少了，本实用新型中的扰流棒在径向的刚度比原有扰流棒的径向刚度还高130％，周向刚度高60％。

和大多数原有的扰流棒的布置相同，本实用新型中的扰流棒也是采用一系列固定环将扰流棒固定在烘缸内壁上。为了将扰流棒固定在烘缸内壁上，本实用新型采用了一种结构独特的螺纹紧固件将这些固定环压向烘缸内壁。这个紧固装置包括一个螺纹扣件和一个螺母，螺纹扣件的头部穿过一个在固定环端部的孔，在安装和烘缸运行过程中，这个扣件头将螺纹扣件固定在其位置上。螺纹扣件有一个凹形的头部为内六角形，不过，也可以选用外六角头的螺纹扣件，这样，将螺母压在邻近固定环的凸缘上，就能够既可以采用手动也可以采用自动(电动或气动)棘轮扳手来旋紧螺纹扣件，这样就大大地加快了烘缸扰流棒的安装过程。

本实用新型是采用大直径的销钉将扰流棒固定在固定环上，在安装扰流棒之前将这些销钉安装到固定环上，这就免除了现场寻找、连接销钉和螺纹扣件所需要的时间。这些销钉也具有一个凸缘来防止销钉从固定环中脱出，即便在销钉使用了很多年以后，也是如此。

烘缸和扰流棒组件之间正常的热膨胀差的一部分通过矩形钢管在径向方向的弹性被矩形钢管吸收，一部分通过固定环的弹性被固定环吸收，这样扰流棒组件本身能承受一般的热膨胀差，而不需要复杂的弹簧或可伸缩的固定环装置。

对于一定截面的扰流棒，由于矩形钢管扰流棒较轻，这样就能够采用比通常的实心扰流棒总截面尺寸大的矩形钢管扰流棒，大截面的扰流棒可以使水环状态的冷凝水产生最佳的湍流效果，从而使热传导能力达到最大化。

在烘缸中存在腐蚀问题的情况下，采用不锈钢材料的矩形钢管扰流棒也很经济实用。除了在可以接受高成本的一些十分特殊的应用场合之外，不锈钢材料的高成本阻碍了实心不锈钢烘缸扰流棒的应用。由于矩形钢管具有较小的材料横截面积，这样就可以采用矩形不锈钢管取代实心的低碳钢棒来生产烘缸扰流棒，并保持了与实心低碳钢烘缸扰流棒成本相当的优势。

因此，本实用新型就是提供了一套装置，其主要特点有：

(1)通过该装置提高了热量通过造纸机烘缸内壁的热传导能力，从而使烘缸热传导性能与原有烘缸扰流棒相比得到了改善。

(2)相对比较易于生产制造。

(3)制造成本相对低廉。

(4)安装容易。

对于那些在烘缸扰流棒技术方面经验丰富的专业人士，通过阅读本实用新型说明书可以很容易了解到本实用新型的其它特点和优点。

对于那些精通造纸机烘缸技术的专业人员来说，在参照下文中本实用新型的详细说明及相关附图，可以对本实用新型进行许多改进和变更，不过，这些改进和变更仍在本专利说明附件权利要求书的精神和范围内。

附图说明

图1是本发明的烘缸扰流棒装置的轴侧图；

图2是图1中的矩形钢管扰流棒的横截面放大图；

图3和图2一样，也是扰流棒的横截面放大图，但它是正方形的钢管扰流棒的横截面放大图；

图4是图1中的固定环的侧面放大正视图；

图5是图4中的固定环张紧机构的放大图；

图6是图5中A方向上的放大视图；

图7是图1中与固定环相连的扰流棒的局部侧面放大正视图；

图8和图7相似，也是与固定环相连的扰流棒的局部侧面放大正视图，但它图示了本发明的另一具体特点；

图9和图7相似，也是与固定环相连的扰流棒的局部侧面放大正视图，但它更详细地表示出了本发明的另一具体特点；

图10和图4相似，也是图1中的固定环的侧面放大图，但它只是显示了安装在烘缸中的两个位于下部的弓形体。

具体实施方式

图1是一套烘缸扰流棒装置的轴侧图，在本发明专利说明中被标明为10。

图1所示，该烘缸扰流棒装置10是用来增加通过造纸机烘缸14的内壁12向烘缸14的外表面16的热能传导。该烘缸扰流棒装置10包括横截面为矩形的多个钢管扰流棒，编号为18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34和35，每根矩形钢管扰流棒18-35均轴向安装在烘缸14中。安装在烘缸中的矩形钢管扰流棒18-35均按一定间距并互相平行布置，如箭头36所指示的那样，每根矩形钢管扰流棒18-35均沿径向被压向烘缸14的内壁12上。

图2是某个矩形钢管扰流棒18-35，如矩形钢管扰流棒18的横截面放大图，如图2所示，扰流棒18是一个有封闭的内腔38并沿轴向延伸的矩形钢管。

更具体的说，每根扰流棒18-35均是由钢铁材料制成的，本发明的一种具体应用是选用低碳钢，但在本发明中我们更偏爱选用不锈钢材料。

此外，一组扰流棒的数量在12到30根之间，更准确地说，扰流棒的数量在15到24根之间。

在图1所示的应用方案中，扰流棒的数量为18根，在另外一种应用方案(无展示)中，扰流棒的数量为21根。

当以米来表示图1中所示的烘缸外径D时，扰流棒的数量最好在烘缸外径D的12到16倍之间。例如，对于1.5米外径的烘缸，扰流棒的数量应在18到24之间，同时，每根扰流棒(例如18)与其相邻的扰流棒(例如19)之间的距离应相等。

如图2所示，每根扰流棒(例如18)的截面尺寸范围在宽度为6mm(W)×高度为6mm(D)到宽度为38mm(W)×高度为25mm(D)之间。

图3与图2类似，也是扰流棒的横截面放大图，但它是具有正方形横截面的扰流棒18a的放大图。

如图2所示，每根扰流棒(例如扰流棒18)均具有外部宽度W和外部高度d和内部宽度W□和内部高度d□，具体结构如下：

1、扰流棒18的总横截面积是外部宽度W和外部高度d的乘积。

2、内腔38的横截面积为内部宽度W□和内部高度d□的乘积。

3、因此，矩形钢管扰流棒的横截面积(如图2中的剖面线部分所示)为总横截面积1减去内腔38的横截面积2的差。

这样，从结构上考虑我们可以选择矩形钢管扰流棒18的横截面积3分别小于矩形钢管扰流棒的总横截面积1的25％、50％和75％多种不同的矩形钢管。

如图1所示，造纸机烘缸扰流棒装置10也包括一套固定环装置(通常标明为40来将扰流棒18-35胀紧在烘缸14的内壁12上，如箭头36所示。

更具体地说，固定环装置40包括多组轴向分布在在烘缸14内的固定环42、43、44、45和46，每组固定环42-46均垂直于烘缸14的旋转轴48。

图4是放大了的固定环42的侧面正视图。如图4所示，固定环42包括多个弓形体50、51和52，这些弓形体50-52包括一个第一弓形体50，这个第一弓形体50包括一个通常自烘缸14内壁12朝向烘缸14旋转轴48的第一支承臂54，在这个第一支承臂54上有一个第一支承孔56，这个第一弓形体50还包括一个通常自烘缸14内壁12朝向烘缸14旋转轴48的第二支承臂58，在这个第二支承臂58上有一个第二支承孔60。第二弓形体51包括一个通常自烘缸14内壁12朝向烘缸14旋转轴48的第一支承臂62，在这个第一支承臂62上有一个第一支承孔64，第二弓形体51还包括一个通常自烘缸14内壁12伸向烘缸14旋转轴48的第二支承臂66，在这个第二支承臂66上有一个第二支承孔68。

图5是图4中装置40的放大视图。如图5所示，调节螺栓(通常标记为70)包括一个首端和一个末端，分别标记为72和74。这个调节螺栓70穿过第一弓形体50的第二支承孔60和第二弓形体51的第一支承孔并由这两个支承孔导向。这样，调节螺栓70的首端72就靠在第二支承孔60的一边，而其末端74则靠在第一支承孔64的一边。

在本发明的一个推荐应用实例中，和图4中所示的一样，每组固定环42-46均包括三个弓形体50-52。

此外，如图5所示，调节螺栓70还包括一个在调节螺栓70的首端72和末端74之间沿径向突出的轴肩76。当调节螺栓70的末端74穿过第一支承孔64时，这个轴肩就紧靠在第一支承臂62上。轴肩76和调节螺栓70的末端74之间的导向部分78使调节螺栓的末端74保持在第一支承孔74中而不致脱出。轴肩76和调节螺栓70的首端72之间的螺纹部分80穿过第二支承孔60。调节螺母82与螺纹部分80之间的螺纹配合使得当螺纹部分80穿过第二支承孔60后调节螺母82就靠在了第二支承臂58上。这样的结构使得当螺纹部分80相对于调节螺母82旋转时，调节螺母82和轴肩76之间的距离增加，如箭头84所示，从而使第一弓形体50的第二支承臂58与第二弓形体51的第一支承臂62之间的距离加大，固定环42向外张开，如箭头36所示的那样(如图1所示)将矩形钢管扰流棒18-35向外压向烘缸14的内壁12，远离烘缸14的旋转轴48。

图6是图5中A方向上的放大视图。如图6所示，在导向部分78上有一个内六角形插口86以配合使用电动工具(没有显示)。当使用电动工具旋动时，螺纹部分80就相对于调节螺母82旋转。

图7是与固定环42相连接一个矩形钢管扰流棒的侧面局部放大前视图。如图7所示，装置10也包括一个安装在矩形钢管扰流棒(例如，矩形钢管扰流棒18-35之中的扰流棒18)和相邻的固定环(例如，固定环42-46之中的固定环42)之间的销钉(通常标示为90)，用于固定扰流棒18和固定环42之间的相对位置关系(如图1所示)。

如图7所示，销钉90包括一个插入到矩形钢管扰流棒18上的孔94的第一部分92，这个第一部分92有一个首端96和一个末端98，当第一部分92的首端96被插入到孔94中时，第一部分92就被插入到了内腔38之中且第一部分92的末端98与孔94相邻。

销钉90的第二部分100有一个首端102和一个末端104以及一个外表面106，第二部分100自第一部分92的末端98伸出。第二部分100被插入到固定环42上的孔108中。

在如图7所示的本发明的第一个应用实例中，第二部分100的外表面106上至少有一个倒刺110，当销钉的第二部分100被插入到固定环42上的孔108中时，这些倒刺与孔108相啮合从而将矩形钢管扰流棒18与固定环42连接起来。

图8中所示的装置与图7中的类似，但展示的是本发明的第二个应用实例。如图8所示，在第二部分100b的外表面106b上有多个平行沟槽112，当销钉的第二部分100b被插入到固定环42上的孔108b中时，这些平行沟槽与孔108b相啮合从而将矩形钢管扰流棒18与固定环42连接起来。

图9中所示的装置与图7中的类似，但展示的是本发明的第三个应用实例。如图9所示，第二部分100c的外表面106c与孔108c是过盈配合，当销钉的第二部分100c被插入到固定环42上的孔108c中时，这一过盈配合将矩形钢管扰流棒18与固定环42连接起来。

此外，如图7所示，销钉90的第一部分92的直径比其第二部分100的直径大，从而当将销钉90的第二部分100插入到固定环42上的孔108中时，就不能再将销钉90的第一部分92插入到固定环42上的孔108中了。

而且，销钉90的第一部分92的直径应不小于6mm，该直径最好与固定环的厚度相同。

本发明同时还包括一套将多组矩形钢管扰流棒18-35安装到造纸机烘缸14中的方法，这些矩形钢管扰流棒18-35按一定间距互相平行，轴向安装在烘缸14内。该方法包括将销钉(例如，销钉90)插入到固定环(例如，固定环42)的三个互不相连的弓形体50、51和52中去，然后将弓形体50-52固定到烘缸14中，接下来将多个矩形钢管扰流棒18-35固定在烘缸14内。

将销钉90插入到矩形钢管扰流棒(例如，扰流棒18)上相应的孔(例如，孔94)中，从而将弓形体(例如，弓形体50)和相应的矩形钢管扰流棒18-23互相连接了起来。在相邻的弓形体(例如，弓形体50和51)之间安装一个调节螺栓70，从而使相邻的弓形体50和51以及调节螺栓70一起构成固定环42，矩形钢管扰流棒18-35就被安装在固定环42和烘缸14的内壁12之间。调节螺栓70可以采用驱动装置旋转从而使固定环42胀开将矩形钢管扰流棒18-35张紧在烘缸14的内壁12上。

另外，调节螺栓70在烘缸14内的安装按如下步骤进行：先安装位于固定环42的两个下部弓形体50和51之间的调节螺栓70，然后安装如图4所示的两个下部弓形体50和51与上部弓形体52之间的调节螺栓70’和70”，最终构成整个固定环42。

图10与图4相似，也是放大了的固定环42的侧面正视图，但只显示了安装在烘缸14中的两个下部弓形体50和51。如图10所示，进一步阐明了将销钉90插入到矩形钢管扰流棒18-35上的相应的孔94中的步骤与方法。为防止先前已经插入到扰流棒上相应的孔94中的销钉从孔94中脱出，同时便于将销钉90插入到孔94中，需要将弓形体51从烘缸14的内壁12上拉开一定的距离以使销钉90靠近矩形钢管扰流棒上的相应的孔94。

在本发明的一个实际运行的装置中，一个直径为1.5米的烘缸中安装了18根矩形钢管扰流棒，每根扰流棒均被轴向定位在纸机烘缸的内壁上。对于直径为1.8米的烘缸，等效的矩形钢管扰流棒的数量为21根。

图2所示的是矩形钢管扰流棒的截面图。在本发明的推荐应用方案中，每一根轴向定位的扰流棒均是由两组固定环固定在烘缸内壁上的。每组固定环(例如，固定环42和43)均包括三个弓形体，在弓形体50和51之间、51和52之间以及50和52之间均有一套调节螺栓70或紧固件。每套调节螺栓70均是由螺母或可调节部件组成以用于紧固固定环。这个螺母在拧紧后固定在其位置上或者被辅助的锁紧螺母固定在位置上。调节螺栓具有足够长的导向部分或者头部以完全插入到固定环弓形体端部的支承孔中。调节螺栓的末端还有内六角插孔以采用手动、气动或电动工具将其拧紧。在本发明的推荐应用方案中，调节螺栓具有足够的长度从而可以应用于一定尺寸范围内的烘缸内径，而不受弓形体弯曲半径的限制。图5中所示的即为调节螺栓。

在本发明的推荐应用方案中，固定环的弓形体是通过销钉与烘缸中的矩形钢管扰流棒连接到一起的。在本发明的建议应用方案中，固定环弓形体的厚度为10mm，销钉的直径是11mm。在建议的应用方案中，与矩形钢管扰流棒相配合部分的销钉直径要比与固定环弓形体相配合部分的销钉直径大，建议大小直径之间的差为1.6mm。图7中所示的即为这些销钉之一。

在本发明的推荐应用方案中，在销钉与固定环弓形体相配合部分的圆周上有多个平行的沟槽或倒刺，这些平行沟槽或倒刺能够将销钉固定在固定环的弓形体上直到将扰流棒安装到烘缸内为止。

同时，本发明还包括安装烘缸扰流棒的方法，按照下列的安装步骤，烘缸扰流棒的安装时间能够减少到大约仅为安装原有结构型式的扰流棒所需要的时间的三分之一。

按照本发明中的安装方法，将每个固定环的前面两个弓形体安装在烘缸底部的圆周上，将调节螺母旋到调节螺栓上，然后将调节螺栓安装在两个弓形体之间。

将矩形钢管扰流棒插到两个弓形体的下面，一次一根，从烘缸底部的扰流棒开始，用销钉将固定环与扰流棒连接起来。

一旦两个下部弓形体上的所有矩形钢管扰流棒全部安装完毕，就可以安装固定环上部的(最后的)一个弓形体了，用调节螺栓将上部弓形体与相邻的弓形体连接起来。然后，安装最后一组矩形钢管扰流棒，从上部固定环弓形体的一端开始，一次一根，直至将所有扰流棒安装完毕。

接下来，从两个下部调节螺栓开始，将所有三个调节螺栓拧紧。采用手动、电动或者气动扳手来拧紧每一个调节螺栓，在拧紧时需用开口扳手将调节螺母定位以防止其跟着转动。调节调节螺栓直到固定环的三个弓形体相互之间的间距大致相等为止，最后拧紧调节螺栓达到最终的紧固要求。这样，就完成了一个轴向弓形体的安装，这个安装过程需要两个安装工人大概5-10分钟的时间。

本发明提供了一套独特的用于提高热量从造纸机烘缸内壁向烘缸外表面热传导能力的装置，同时还提供了一套相对简便的安装方法。

Claims (34)

1、一种用于提高热量通过造纸机烘缸内壁热传导能力的装置，其特征在于，该套装置包括：多个矩形扰流棒，每根扰流棒均被径向固定在烘缸的内壁上，所有扰流棒均在烘缸内按一定间距并且互相平行布置，每根扰流棒均有一个轴向伸长的内腔。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每根扰流棒均是采用金属材料制作的。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每根扰流棒均是采用钢铁材料制作的。

4、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每根扰流棒均是采用低碳钢材料制作的。

5、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每根扰流棒均是采用不锈钢材料制作的

6、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，一组扰流棒的数量在12到30根范围内。

7、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，一组扰流棒的数量在15到24根范围内。

8、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，一组扰流棒的数量为18根。

9、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，一组扰流棒的数量为21根。

10、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，扰流棒的数量为烘缸外径尺寸的12到16倍。

11、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，扰流棒均彼此等距排列布置。

12、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，扰流棒的横截面尺寸规格在6毫米×6毫米到38毫米×25毫米之间。

13、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，扰流棒横截面为正方形结构。

14、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，扰流棒横截面的宽度为25毫米，高度为20毫米。

15、根据权利要求2所述的装置，其特征在于，扰流棒除了具有一个外部宽度和一个外部高度之外，还具有一个内部宽度和一个内部高度，具体规定如下：

(1)扰流棒横截面的总面积为上述的外部宽度和上述的外部高度的乘积；

(2)该扰流棒内腔的横截面面积为上述的内部宽度和上述的内部高度的乘积；

(3)该扰流棒的金属材料部分的横截面面积即是上述的横截面的总面积(1)减去上述扰流棒内腔的横截面面积(2)，扰流棒的这种结构使得扰流棒的金属材料部分的横截面积(3)至少比上述的扰流棒横截面的总面积(1)小25％。

16、根据权利要求2所述的装置，其特征在于，扰流棒除了具有一个外部宽度和一个外部高度之外，还具有一个内部宽度和一个内部高度，具体规定如下：

(1)扰流棒横截面的总面积为上述的外部宽度和上述的外部高度的乘积；

(2)该扰流棒内腔的横截面面积为上述的内部宽度和上述的内部高度的乘积；

(3)该扰流棒的金属材料部分的横截面面积即是上述的横截面的总面积(1)减去上述扰流棒内腔的横截面面积(2)，扰流棒的这种结构使得扰流棒的金属材料部分的横截面积(3)至少比上述的扰流棒横截面的总面积(1)小50％。

17、根据权利要求2所述的装置，其特征在于，扰流棒除了具有一个外部宽度和一个外部高度之外，还具有一个内部宽度和一个内部高度，具体规定如下：

(1)扰流棒横截面的总面积为上述的外部宽度和上述的外部高度的乘积；

(2)该扰流棒内腔的横截面面积为上述的内部宽度和上述的内部高度的乘积；

(3)该扰流棒的金属材料部分的横截面面积即是上述的横截面的总面积(1)减去上述扰流棒内腔的横截面面积(2)，扰流棒的这种结构使得扰流棒的金属材料部分的横截面积(3)至少比上述的扰流棒横截面的总面积(1)小75％。

18、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，它还包括一套将扰流棒径向向外固定在烘缸内壁上的机械装置。

19、根据权利要求18所述的装置，其特征在于，烘缸扰流棒固定装置包括多个在烘缸内轴向间隔布置的固定环，每套固定环均垂直于烘缸的旋转轴。

20、根据权利要求19所述的装置，其特征在于，每套固定环均包括多个弓形体，这些弓形体中有一个第一弓形体，这个第一弓形体上有一个通常自烘缸内壁朝向烘缸旋转轴的第一支承臂，这个第一支承臂上有一个第一支承孔；第一弓形体第二支承臂通常自烘缸内壁朝向烘缸旋转轴，第二支承臂上有一个第二支承孔；这些弓形体中还有一个第二弓形体，第二弓形体上有一个通常自烘缸内壁朝向烘缸旋转轴的第一支承臂，第一支承臂上有一个第一支承孔；第二弓形体的第二支承臂通常自烘缸内壁朝向烘缸旋转轴，第二支承臂上有一个第二支承孔；这些弓形体通过调节螺栓互相连接，调节螺栓有一个首端和一个末端，调节螺栓穿过第一弓形体的第二支承孔和第二弓形体的第一支承孔，这样，调节螺栓的首端在第一弓形体的第二支承孔处，而其末端则在第二弓形体的第一支承孔位置。

21、根据权利要求20所述的装置，其特征在于，每套固定环包括三个弓形体。

22、根据权利要求20所述的装置，其特征在于，调节螺栓包括一个在调节螺栓首端和末端之间的轴肩，当调节螺栓的末端穿过弓形体的第一支承孔时，该轴肩就靠在了弓形体的第一支承臂上；

调节螺栓还包括一段在轴肩和调节螺栓的末端之间的导向部分，该段导向部分的作用是将调节螺栓的末端保持在第二弓形体的第一支承孔之中而不致于脱开；

调节螺栓还包括一段在轴肩和调节螺栓的首端之间的螺纹部分，该螺纹部分穿过第一弓形体的第二支承孔；

调节螺母与调节螺栓上的螺纹部分相配合，当调节螺栓上的螺纹部分穿过第一弓形体的第二支承孔时，调节螺栓上的调节螺母就靠在了第一弓形体的第二支承臂上。这种结构使得当调节螺栓的螺纹部分相对于调节螺母转动时，调节螺母和轴肩之间的距离增加，从而使第一弓形体的第二支承臂和第二弓形体的第一支承臂之间的距离增加，固定环张开，使矩形扰流棒向远离烘缸旋转轴的方向移动，最终将其胀紧在烘缸内壁上。

23、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，调节螺栓的导向部分有一个内六角插口以使用电动工具的套筒。

24、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，调节螺栓的导向部分为外六角插口结构以使用电动工具的套筒。

25、根据权利要求19所述的装置，其特征在于，它还包括位于扰流棒和其相邻的固定环之间的用于固定扰流棒与固定环之间的相对位置的销钉。

26、根据权利要求25所述的装置，其特征在于，该装置中的销钉有一个用于插入矩形钢管扰流棒上的孔中的第一部分，该销钉第一部分有一个首端和末端，当将销钉第一部分的首端插入到矩形钢管扰流棒上的孔中时，销钉第一部分的首端被插入到了矩形钢管扰流棒的内腔，而其末端则与矩形钢管扰流棒上的孔相邻；

销钉的第二部分有一个首端、一个末端以及一个外表面，销钉的第二部分从销钉的第一部分末端伸出，销钉的第二部分被插入到固定环上的孔中。

27、根据权利要求26所述的装置，其特征在于，在销钉第二部分的外表面上至少有一个倒刺与固定环上的孔相啮合，当销钉的第二部分被插入到固定环上的孔中时，这些倒刺与孔相啮合从而将矩形钢管扰流棒与固定环连接起来。

28、根据权利要求26所述的装置，其特征在于，在销钉第二部分的外表面上多个平行沟槽与固定环上的孔相啮合，当销钉的第二部分被插入到固定环上的孔中时，这些平行沟槽与孔相啮合从而将矩形钢管扰流棒与固定环连接起来。

29、根据权利要求26所述的装置，其特征在于，在销钉第二部分的外表面上有一定的过盈量与固定环上的孔相啮合，当销钉的第二部分被插入到固定环上的孔中时，这一过盈量就与孔相啮合从而将矩形钢管扰流棒与固定环连接起来。

30、根据权利要求26所述的装置，其特征在于，销钉第一部分的直径比其第二部分的直径大，从而当将销钉第二部分插入到固定环上的孔中时，就不能再将销钉的第一部分插入到固定环上的孔中了。

31、根据权利要求26所述的装置，其特征在于，销钉第一部分的直径至少为6mm。

32、根据权利要求26所述的装置，其特征在于，销钉第一部分的直径至少比其第二部分的直径大1.6mm，但小于扰流棒的内腔宽度。

33、一种用于提高热量通过造纸机烘缸内壁热传导能力的装置，其特征在于，该套装置包括：

多根在烘缸内按一定间距，相互平行轴向安装在烘缸内壁上的矩形钢管扰流棒；

一套将上述的矩形钢管扰流棒径向向外胀紧在烘缸内壁上的机构；

上述的机构包括多组在烘缸内轴向布置的固定环，每组固定环均垂直于烘缸的旋转轴；

每组固定环均包含多个弓形体；

上述的弓形体中包含一个第一弓形体，这个第一弓形体上有一个通常自烘缸内壁朝向烘缸旋转轴的第一支承臂，这个第一支承臂上有一个第一支承孔；

第一弓形体第二支承臂通常自烘缸内壁朝向烘缸旋转轴，第二支承臂上有一个第二支承孔；

上述的弓形体中还有一个第二弓形体，第二弓形体上有一个通常自烘缸内壁朝向烘缸旋转轴的第一支承臂，第一支承臂上有一个第一支承孔；

第二弓形体的第二支承臂通常自烘缸内壁朝向烘缸旋转轴，第二支承臂上有一个第二支承孔；

调节螺栓有一个首端和一个末端，调节螺栓穿过第一弓形体的第二支承孔和第二弓形体的第一支承孔，这样，调节螺栓的首端在第一弓形体的第二支承孔处，而其末端则在第二弓形体的第一支承孔位置；

调节螺栓包括一个在首端和末端之间沿径向突出的轴肩，当调节螺栓的末端穿过第二弓形体的第一支承孔时，该轴肩就靠在了弓形体的第一支承臂上；

调节螺栓还包括一段在轴肩和调节螺栓的末端之间的导向部分，该段导向部分的作用是将调节螺栓的末端保持在第二弓形体的第一支承孔之中而不致于脱开；

调节螺栓还包括一段在轴肩和调节螺栓的首端之间的螺纹部分，该螺纹部分穿过第一弓形体的第二支承孔；

调节螺母与调节螺栓上的螺纹部分相配合，当调节螺栓上的螺纹部分穿过第一弓形体的第二支承孔时，调节螺栓上的调节螺母就靠在了第一弓形体的第二支承臂上。这种结构使得当调节螺栓的螺纹部分相对于调节螺母转动时，调节螺母和轴肩之间的距离增加，从而使第一弓形体的第二支承臂和第二弓形体的第一支承臂之间的距离增加，固定环张开，使矩形扰流棒向远离烘缸旋转轴的方向移动，最终将其胀紧在烘缸内壁上。

34、一种用于提高热量通过造纸机烘缸内壁热传导能力的装置，其特征在于，该套装置包括：

多根在烘缸内按一定间距平行地轴向安装在烘缸内壁上的矩形钢管扰流棒；

多套在烘缸内轴向隔开布置的固定环，每套固定环均垂直于烘缸的旋转轴，上述的多根矩形钢管扰流棒就被安装在固定环和烘缸的内壁之间；

在上述多根矩形钢管扰流棒和与其相邻的固定环之间有销钉，它是用来固定扰流棒和固定环之间的相对位置，这些销钉包括：

一个插入到扰流棒上的孔中的第一部分，该销钉第一部分有一个首端和末端，当将销钉第一部分的首端插入矩形扰流棒上的孔中时，销钉第一部分的首端就被插入到了矩形扰流棒内腔，而其末端则与矩形扰流棒上的孔相邻；

销钉的第二部分有一个首端、一个末端以及一个外表面，销钉的第二部分从销钉第一部分的末端伸出，销钉的第二部分被插入到固定环上的孔中。

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