RU2282802C2 - Method for electrically heating drying drum with multilayered cylindrical body, for instance in sizing machine - Google Patents

Method for electrically heating drying drum with multilayered cylindrical body, for instance in sizing machine Download PDF

Info

Publication number
RU2282802C2
RU2282802C2 RU2004123488/06A RU2004123488A RU2282802C2 RU 2282802 C2 RU2282802 C2 RU 2282802C2 RU 2004123488/06 A RU2004123488/06 A RU 2004123488/06A RU 2004123488 A RU2004123488 A RU 2004123488A RU 2282802 C2 RU2282802 C2 RU 2282802C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drum
layer
heating
tape
layers
Prior art date
Application number
RU2004123488/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004123488A (en
Inventor
Генадий Дмитриевич Лузгин (RU)
Генадий Дмитриевич Лузгин
Василий Кузьмич Бочкарев (RU)
Василий Кузьмич Бочкарев
Василий Борисович Моисеев (RU)
Василий Борисович Моисеев
Виктор Дмитриевич Бодырев (RU)
Виктор Дмитриевич Бодырев
Василий Алексеевич Вдонин (RU)
Василий Алексеевич Вдонин
Владимир Васильевич Вдонин (RU)
Владимир Васильевич Вдонин
Андрей В чеславович Воробьев (RU)
Андрей Вячеславович Воробьев
Original Assignee
Пензенская государственная технологическая академия
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пензенская государственная технологическая академия filed Critical Пензенская государственная технологическая академия
Priority to RU2004123488/06A priority Critical patent/RU2282802C2/en
Publication of RU2004123488A publication Critical patent/RU2004123488A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2282802C2 publication Critical patent/RU2282802C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: drying solid materials or objects, particularly elongated materials, by processes involving the application of heat, for instance in textile, paper-making and polymeric film production industries.
SUBSTANCE: method involves forming three-layered drum body, wherein the core layer is made as electric heater; connecting electric heaters with electric circuit through voltage (power) regulator.
EFFECT: reduced power inputs and improved controllability.
3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к технологии сушки длинномерных материалов: влажного текстильного полотна, ткацкого навоя после шлихтовки, бумаги; ткани, а также для нагрева пленочных материалов, касающихся или охватывающих вращающиеся цилиндрические поверхности, и для сушки текстильных изделий.The present invention relates to a technology for drying lengthy materials: wet textile fabric, weaving after sizing, paper; fabrics, as well as for heating film materials touching or covering rotating cylindrical surfaces, and for drying textiles.

1. Уровень техники1. The prior art

Известны способы нагрева сушильных барабанов путем непрерывной подачи в их внутреннюю полость перегретого пара с одновременным сливом конденсата [1, 2, 3, 4]. Недостатками данных способов является сложность получения и транспортировки пара, сложность системы отвода и утилизации конденсата, необходимость использования большого количества воды, пригодной для питья, и ее обработки.Known methods of heating the drying drums by continuously supplying superheated steam to their internal cavity while draining the condensate [1, 2, 3, 4]. The disadvantages of these methods are the difficulty of obtaining and transporting steam, the complexity of the system of removal and disposal of condensate, the need to use a large amount of water suitable for drinking, and its processing.

Известны способы нагрева сушильных барабанов путем использования в качестве теплоносителей продуктов сгорания различных природных газов, в том числе сжигая газовые смеси внутри барабана [5, 6, 7, 8, 9, 10].Known methods of heating the drying drums by using the combustion products of various natural gases as heat carriers, including burning gas mixtures inside the drum [5, 6, 7, 8, 9, 10].

По сравнению с паровым нагревом продукты сгорания газообразного топлива позволяют обеспечить более высокую температуру нагрева барабана. Недостатками этих способов является пожароопасность, сложность коммуникаций подвода горючих газов или горячих смесей после горения, вредность для окружающей среды как самих продуктов сгорания, так и конденсата. Кроме этого, для горения необходимы большой расход воздуха и сложная конструкция сопел и насадок внутри барабанов.Compared to steam heating, the combustion products of gaseous fuels provide a higher drum heating temperature. The disadvantages of these methods are fire hazard, the complexity of the communications for the supply of combustible gases or hot mixtures after combustion, the environmental hazards of both the combustion products themselves and the condensate. In addition, a large air flow rate and a complex design of nozzles and nozzles inside the drums are necessary for combustion.

Известен способ нагрева сушильных барабанов встроенным вращающимся трансформатором [11]. Трансформатор длиной, равной длине барабана, например трехфазный, размещают внутри барабана. При этом активной нагрузкой трансформатора служат обечайки с торцов барабана. Трансформатор, нагреваясь, нагревает цилиндрическую оболочку барабана.A known method of heating the drying drums with an integrated rotating transformer [11]. A transformer with a length equal to the length of the drum, for example three-phase, is placed inside the drum. In this case, the shells from the ends of the drum serve as the active load of the transformer. The transformer, heating, heats the cylindrical shell of the drum.

Недостатками данного способа являются низкий КПД и большой расход электроэнергии; необходимость сложной и громоздкой электроизоляции всех деталей барабана; высокая сложность конструкции, ее монтажа и сборки, большая материалоемкость.The disadvantages of this method are low efficiency and high power consumption; the need for complex and cumbersome electrical insulation of all drum parts; high complexity of the design, its installation and assembly, high material consumption.

Известны способы нагрева сушильных барабанов изнутри токами высокой частоты, размещая внутри барабана на неподвижной оси цилиндрические цельные или составные индукторы с зазором относительно внутренней стенки барабана [12, 13, 14, 15]. Наиболее существенными недостатками этих способов являются: высокая сложность реализации, требующая генераторов высокой частоты, защитных экранов и т.д.; низкий КПД; невозможность использования для изготовления барабана легких цветных металлов или пластмасс, в которых не наводятся вихревые токи; высокая энергоемкость нагрева и невозможность регулировки температуры.Known methods of heating the drying drums from the inside by high-frequency currents by placing cylindrical solid or composite inductors with a gap relative to the inner wall of the drum inside the drum on a fixed axis [12, 13, 14, 15]. The most significant disadvantages of these methods are: high implementation complexity, requiring high-frequency generators, protective shields, etc .; low efficiency; the inability to use lightweight non-ferrous metals or plastics in the manufacture of the drum, in which eddy currents are not induced; high energy intensity of heating and the inability to adjust the temperature.

Известен способ контактного электрического нагрева цилиндрической стенки изнутри [16, 17]. В данном способе парой электродов нагревают сыпучий электропроводный порошок, размещенный между ними, который в свою очередь посредством контакта с оболочкой барабана нагревает ее. Реализация данного способа наиболее проста. К числу недостатков следует отнести высокую энергоемкость. Это связано с тем, что порошок ссыпается вниз и может располагаться только в нижней части барабана, а тепло стенки барабана должно быть доставлено в зону контакта высушиваемого материала с цилиндрической стенкой барабана. Обдуваемая воздухом снаружи цилиндрическая стенка непрерывно охлаждается, поэтому порошок будет раскален и совсем не в зоне сушки полотна.A known method of contact electric heating of a cylindrical wall from the inside [16, 17]. In this method, a bulk electrode is heated by a pair of electrodes, placed between them, which, in turn, heats it by contact with the shell of the drum. The implementation of this method is the simplest. The disadvantages include high energy intensity. This is due to the fact that the powder is poured down and can be located only in the lower part of the drum, and the heat of the drum wall should be delivered to the contact zone of the dried material with the cylindrical wall of the drum. The cylindrical wall blown outside by air is continuously cooled, so the powder will be hot and not at all in the drying zone of the web.

Аналогичным, по сути, является способ нагрева [18], где линейным электрическим нагревателем внутри барабана нагревают воду, залитую в нижнюю часть барабана. Недостатками данного способа являются невозможность обеспечить достаточный нагрев цилиндрической стенки барабана и малые функциональные возможности.In fact, the heating method [18] is similar, where a linear electric heater inside the drum heats the water poured into the lower part of the drum. The disadvantages of this method are the inability to ensure sufficient heating of the cylindrical wall of the drum and small functionality.

При кипении воды, пар, поднимающийся из воды, соприкасаясь с внутренней цилиндрической поверхностью, конденсируется и стекает вниз, охлаждая кипящую воду. Температура кипения воды известна: 100-105°С, а охлаждение ее конденсатом происходит циклически: вода закипает → пар оседает на внутреннюю стенку → собирается в капли → конденсат стекает → вода охлаждается, перестает кипеть → вновь закипает и т.д. Средняя ее температура не превышает 90°С, тогда как по техническим условиям на сушку она не должна быть ниже 110°С.When boiling water, steam rising from the water, in contact with the inner cylindrical surface, condenses and flows down, cooling the boiling water. The boiling point of water is known: 100-105 ° С, and its condensate cooling occurs cyclically: water boils → steam settles on the inner wall → collects in drops → condensate drains → water cools, stops boiling → boils again, etc. Its average temperature does not exceed 90 ° C, while according to the technical conditions for drying it should not be lower than 110 ° C.

Ограниченные функциональные возможности обусловлены тем, что нагрев осуществляется только в нижней части барабана. Высушиваемый материал на сушильной машине охватывает барабан и снизу и сверху и с боков [1, 2]Limited functionality is due to the fact that heating is carried out only in the lower part of the drum. The material to be dried on the dryer covers the drum both from below and from above and from the sides [1, 2]

Из-за постоянного контакта с нагретой водой и паром для изготовления барабана используют дорогостоящие антикоррозийные материалы, например нержавеющая сталь.Due to constant contact with heated water and steam, expensive anticorrosive materials, such as stainless steel, are used to make the drum.

Из источника [20, стр.310-311] известны устройства для увеличения индуктивности проводников: катушки индуктивности (соленоиды).From the source [20, pp. 310-311] there are known devices for increasing the inductance of conductors: inductors (solenoids).

В этих устройствах проволока из металлов с малым удельным сопротивлением навивается в форме цилиндрической спирали на диэлектрический стержень с зазором между витками в один слой [20, рис.19-7] или в несколько слоев [20, рис.19-6]. При подключении их к электрической сети, они создают большой магнитный поток и одновременно нагреваются.In these devices, a wire of metals with low resistivity is wound in the form of a cylindrical spiral onto a dielectric rod with a gap between the turns in one layer [20, Fig. 19-7] or in several layers [20, Fig. 19-6]. When connected to an electric network, they create a large magnetic flux and simultaneously heat up.

Из-за малого удельного сопротивления для достаточного нагрева соленоида он должен быть очень большой длины, т.е. материалоемок.Due to the low resistivity for sufficient heating of the solenoid, it must be very long, i.e. material intensive.

Из источника [11, фиг.2] известен токосъемник, например трехфазный, соединяющий электрический, вращающийся вместе с барабаном электрический нагреватель (в виде трехфазного трансформатора) с неподвижной электропроводкой электрической сети.A current collector is known from the source [11, FIG. 2], for example, a three-phase one connecting an electric heater rotating together with a drum (in the form of a three-phase transformer) with a fixed electrical wiring of the electric network.

Недостатки трансформаторного нагрева отмечены выше, а сам токообъемник не является нагревающим барабан элементом.The disadvantages of transformer heating are noted above, and the current collector itself is not a drum heating element.

2. Наиболее близким техническим решением (прототипом) из найденных в ходе пакетно-информационных исследований является способ электрического нагрева сушильного барабана, в котором наружную цилиндрическую стенку барабана разогревают, нагревая текучую жидкость, размещенную между наружной и внутренней стенкой барабана, посредством электродов, взаимодействующих с жидкостью, размещенных так же между стенками и подключенных к источнику электроэнергии [21].2. The closest technical solution (prototype) found from the package of information studies is a method of electric heating of a drying drum, in which the outer cylindrical wall of the drum is heated by heating a fluid located between the outer and inner wall of the drum, by means of electrodes interacting with the liquid placed also between the walls and connected to a source of electricity [21].

В данном способе в двухстенном барабане с герметично соединенными и соосными цилиндрическими стенками зазор между стенками непрерывно заполняют жидкостью, нагревают ее электродами в этом зазоре, нагревают тем самым внешнюю (рабочую) стенку барабана, которая взаимодействует с высушиваемым материалом.In this method, in a double-walled drum with hermetically connected and coaxial cylindrical walls, the gap between the walls is continuously filled with liquid, heated with electrodes in this gap, thereby heating the outer (working) wall of the drum, which interacts with the material to be dried.

Преимуществами прототипа по сравнению с аналогами является более равномерно распределенный по поверхности барабана нагрев наружной стенки.The advantages of the prototype compared with analogues is a more evenly distributed on the surface of the drum heating of the outer wall.

3. Причины, препятствующие получению технических результатов.3. Reasons that hinder the receipt of technical results.

3.1. Большая конструктивная и технологическая сложность. Эта сложность обусловлена конструктивной и технологической трудоемкостью изготовления многослойной цилиндрической герметической емкости; необходимостью контроля и регулировки давления при нагреве жидкости для недопущения ее закипания; сложность установки герметических электронагревателей между стенками цилиндра.3.1. Great constructive and technological complexity. This complexity is due to the structural and technological complexity of manufacturing a multilayer cylindrical hermetic container; the need to control and adjust the pressure when heating the liquid to prevent its boiling; the difficulty of installing hermetic electric heaters between the cylinder walls.

3.2. Высокая энергоемкость осуществления способа, обусловлена необходимостью расхода электроэнергии на разогрев жидкости между стенками. Поскольку жидкость максимально приближена к наружному диаметру цилиндра, ее длина по окружности, а следовательно, объем максимальны. Для разогрева жидкости до рабочей температуры требуется, соответственно, и больше затрат электроэнергии.3.2. The high energy intensity of the method, due to the need for energy consumption for heating the fluid between the walls. Since the liquid is as close as possible to the outer diameter of the cylinder, its circumferential length and, consequently, the volume are maximal. To heat the liquid to operating temperature, respectively, and more energy is required.

3.3. Специфические требования к материалу конструкции барабана. Из-за постоянного контакта с горячей жидкостью и испарениями, это должны быть антикоррозийные сплавы или составы. Это делает реализацию способа еще более дорогостоящей.3.3. Specific requirements for drum construction material. Due to constant contact with hot liquid and fumes, these should be anti-corrosion alloys or compounds. This makes the implementation of the method even more expensive.

4. Признаки прототипа, совпадающие с заявляемым техническим решением.4. Signs of the prototype, coinciding with the claimed technical solution.

Многослойный цилиндрический корпус, в котором сначала нагревают один из промежуточных слоев посредством его контакта с электронагревателями, а затем нагревают наружный слой посредством теплопередачи от промежуточного слоя к наружному.A multilayer cylindrical body, in which one of the intermediate layers is first heated by contacting electric heaters, and then the outer layer is heated by heat transfer from the intermediate layer to the outer one.

5. 3адачей предлагаемого изобретения является получение следующих технических результатов.5. The task of the invention is to obtain the following technical results.

5.1. Конструктивное и технологическое упрощение нагрева.5.1. Constructive and technological simplification of heating.

5.2. Снижение энергоемкости нагрева наружной поверхности барабана5.2. Reducing the energy intensity of heating the outer surface of the drum

6. Эти технические результаты в заявленном способе электрического нагрева сушильного барабана с многослойным цилиндрическим корпусом и электродами, в котором сначала нагревают один из промежуточных слоев посредством его контакта с электродами, соединенными с электрической сетью, а затем нагревают наружный слой посредством теплопередачи от промежуточного слоя к наружному, достигаются тем, что барабан выполняют трехслойным с жесткими слоями, средний слой формируют из электропроводной тонкой и плоской ленты с большим удельным электрическим сопротивлением, размещая ее в форме равномерной цилиндрической спирали на внутреннем слое корпуса и плотно обжимая ее наружным, при этом наружный и внутренний слои корпуса выполняют неэлектропроводными, либо электроизолируют ленту, а наружный слой выполняют электропроводным, кроме этого, наружный слой выполняют тоньше внутреннего и более теплопроводным, а шаг между витками ленты устанавливают меньше ее ширины, кроме этого, ленту соединяют с электрической сетью концами.6. These technical results are in the inventive method for electrically heating a drying drum with a multilayer cylindrical body and electrodes, in which one of the intermediate layers is first heated by contacting the electrodes connected to the electric network, and then the outer layer is heated by heat transfer from the intermediate layer to the outer are achieved in that the drum is made three-layer with hard layers, the middle layer is formed from an electrically conductive thin and flat tape with a large specific electric resistance, placing it in the form of a uniform cylindrical spiral on the inner layer of the housing and tightly squeezing it with the outer one, while the outer and inner layers of the housing are either electrically conductive or the tape is electrically insulated, and the outer layer is electrically conductive, in addition, the outer layer is thinner than the inner and more heat-conducting, and the pitch between the turns of the tape is set less than its width, in addition, the tape is connected to the electrical network by the ends.

7. Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схематично часть секции сушительной машины, аналогичной шлихтовальной ШБ 11/180-К-ЗМ-2, 1992 года выпуска; на фиг.2 схематично показан продольный разрез сушильного барабана с токосъемником, выполненного трехслойным; на фиг.3 схематично показан трехслойный цилиндрический корпус с электроизолированной спиральной лентой.7. The essence of the invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows schematically a part of a section of a drying machine similar to sizing SB 11/180-K-ZM-2, manufactured in 1992; figure 2 schematically shows a longitudinal section of a drying drum with a current collector made in three layers; figure 3 schematically shows a three-layer cylindrical body with an electrically insulated spiral tape.

Схемы конструкции, поясняющие реализацию способа, включают в себя секцию (фиг.1) сушильных барабанов 1 и 2 (на шлихтовальной машине их 11), установленных осями 3 в неподвижных опорах 4 с возможностью вращения в подшипниках (не обозначены). Барабаны снабжены кинематической передачей, например цепной (звездочки 5 и цепи 6), которая аналогично, кинематически, соединена с электродвигателем привода (не показаны). Барабаны 1 и 2 идентичны. Их отличие в том, что барабаны 1 охватываются высушиваемым материалом 7 сверху, а барабаны 2 - снизу.Design diagrams explaining the implementation of the method include a section (Fig. 1) of drying drums 1 and 2 (on a sizing machine 11 of them) installed by axles 3 in fixed bearings 4 with the possibility of rotation in bearings (not indicated). The drums are equipped with a kinematic transmission, for example a chain drive (sprockets 5 and chains 6), which is likewise kinematically connected to a drive motor (not shown). Drums 1 and 2 are identical. Their difference is that the drums 1 are covered by the dried material 7 from above, and the drums 2 from the bottom.

Сушильный барабан 1 (2) включает в себя трехслойный цилиндрический корпус, соосный цапфам 3 (фиг.2), внутренний слой 8 которого выполнен неэлектропроводным (например из полипропилена) и жестким; средний слой 9 выполнен из электропроводной ленты с большим удельным сопротивлением (например из нихромовой фольги), плотно намотанной с равномерным шагом на внутренний слой 8, а наружный слой 10 плотно насажен на слой 9, выполнен неэлектропроводным (например, из полипропилена) с возможностью взаимодействия с высушиваемым материалом 7, толщина внутреннего слоя 8 больше толщины наружного слоя 10. Слои 8, 9, 10 цилиндрического корпуса барабана 1 (2) жестко соединены по краям, слева и справа, с дисками 11, снабженными соосными цапфами 3. В цапфе 3 противоположной кинематической звездочки 5 выполнено сквозное осевое отверстие 12, а на конце этой цапфы неподвижно закреплен шкив 13 из диэлектрического материала (например, из гетинакса) с двумя изолированными друг от друга токопроводными ручьями 14. Каждый из ручьев 14 соединен электрическими проводами 15 с концом электропроводной ленты 9.The drying drum 1 (2) includes a three-layer cylindrical body, a coaxial pin 3 (figure 2), the inner layer 8 of which is made non-conductive (eg, polypropylene) and rigid; the middle layer 9 is made of an electrically conductive tape with a large resistivity (for example, of nichrome foil), tightly wound with a uniform pitch on the inner layer 8, and the outer layer 10 is tightly mounted on the layer 9, made non-conductive (for example, polypropylene) with the possibility of interaction with dried material 7, the thickness of the inner layer 8 is greater than the thickness of the outer layer 10. The layers 8, 9, 10 of the cylindrical body of the drum 1 (2) are rigidly connected along the edges, left and right, with disks 11 equipped with coaxial trunnions 3. In the trunnion 3, of the kinematic sprocket 5, a through axial hole 12 is made, and a pulley 13 of dielectric material (for example, of getinaks) with two insulated conductive streams 14. Each of the streams 14 is connected by electric wires 15 to the end of the conductive tape 9.

Соосно шкиву 13, неподвижно, с возможностью перемещений и последующей фиксации размещен токосъемник 15, подпружиненные токосъемные щетки 16 которого установлены с возможностью скольжения по токопроводным ручьям 14 и поджаты к ним пружинами 17. Токосъемник 15 выполнен из термопластичного диэлектрического материала (например, из полипропилена). В корпус токосъемника 15 вмонтирована электропроводка 18, концы которой с одной стороны электрически соединены через пружины 17 со щетками 16, а с другой стороны выведены из токосъемника 15 и подсоединены к выходу регулятора электрического напряжения 19 (или электрической мощности, например к выходу однофазного ЛАТРа), выход которого подключен к электрической сети (~U). Щетки 16 выполнены, например, из медно-графитового сплава, а ручьи 14, например, из медной фольги, которая прочно присоединена к ручьям, например приклеена. Крепежные детали на чертежах не обозначены.Coaxial to the pulley 13, still, with the possibility of movement and subsequent fixation, a current collector 15 is placed, spring-loaded current collector brushes 16 of which are mounted for sliding along current streams 14 and are spring-loaded to them 17. Current collector 15 is made of thermoplastic dielectric material (e.g., polypropylene). An electrical wiring 18 is mounted in the case of the current collector 15, the ends of which are electrically connected on the one side through the springs 17 to the brushes 16 and, on the other hand, are taken out of the current collector 15 and connected to the output of the voltage regulator 19 (or electric power, for example, to the output of a single-phase LATR), whose output is connected to the mains (~ U). The brushes 16 are made, for example, of a copper-graphite alloy, and the streams 14, for example, of copper foil, which is firmly attached to the streams, for example, glued. Fasteners are not indicated in the drawings.

Трехслойный цилиндрический корпус барабана 1 (2) содержит также внутренний электропроводный слой 8А (фиг.3) из прочного материала (например, из стали), снаружи которого плотно намотана по винтовой линии с равномерным шагом t электропроводная лента 9, изолированная снаружи по всей длине изоляцией 9А (например, стеклом, асбестом или слюдосодержащими мастиками). Лента 9 с изоляцией 9А образует средний слой, а наружный, электропроводный слой 10А плотно обжимает ленту 9 с изоляцией 9А. Лента выполнена, например, из нихрома, ее ширина - b, а толщина - h, причем h<t<b, а толщина наружного слоя 10А меньше внутреннего 8А.The three-layer cylindrical body of the drum 1 (2) also contains an internal electrically conductive layer 8A (Fig. 3) made of a durable material (for example, steel), the outside of which is densely wound along a helical line with a uniform pitch t, the electrically conductive tape 9, insulated externally along the entire length by insulation 9A (e.g., glass, asbestos, or mica mastics). The tape 9 with insulation 9A forms the middle layer, and the outer, electrically conductive layer 10A tightly compresses the tape 9 with insulation 9A. The tape is made, for example, of nichrome, its width is b, and its thickness is h, with h <t <b, and the thickness of the outer layer 10A is less than the inner 8A.

Устройство, схемы которого представлены на фиг.1-3, реализует заявляемый способ следующим способом.The device, the diagrams of which are presented in figures 1-3, implements the inventive method in the following way.

На вход регулятора 19 (фиг.2) подают электрическое напряжение, например, из сети 220 V, которое с выхода регулятора 19 по проводке 18 через пружины 17 и щетки 16 подается на токопроводные ручьи 14 шкива 13. С токопроводных ручьев 14 по проводам 15 электрическое напряжение попадает на противоположные концы электропроводной ленты 9, которая, замыкая электрическую цепь, нагревается. Тепло посредством контакта ленты 9 с внутренним слоем 8 и наружным слоем 10 передается этим слоям теплопередачей между слоями. Поскольку наружный слой 10 тоньше внутреннего 8, первый нагревается (прогревается) быстрее.At the input of the regulator 19 (Fig. 2), an electric voltage is supplied, for example, from a 220 V network, which is supplied from the output of the regulator 19 via wiring 18 through springs 17 and brushes 16 to the current conducting streams 14 of the pulley 13. From the current conducting streams 14, electric wires 15 voltage falls on the opposite ends of the conductive tape 9, which, closing the electrical circuit, heats up. Heat through the contact of the tape 9 with the inner layer 8 and the outer layer 10 is transferred to these layers by heat transfer between the layers. Since the outer layer 10 is thinner than the inner 8, the first heats up (warms up) faster.

После прогрева наружного слоя 10 до заданной температуры, включают привод сушильной, например шлихтовальной, машины (не показан). Электродвигатель (не показан) посредством кинематической передачи 5, 6 (фиг.1) вращает барабаны 1 (2), а высушиваемый материал 7, прижимаясь и охватывая наружный и нагретый слои, перемещается от одного барабана к другому, нагреваясь и постепенно высушиваясь за счет испарения влаги.After warming the outer layer 10 to a predetermined temperature, the drive of a drying, for example, sizing, machine (not shown) is turned on. An electric motor (not shown) by means of a kinematic transmission 5, 6 (Fig. 1) rotates the drums 1 (2), and the dried material 7, pressing and covering the outer and heated layers, moves from one drum to another, heating and gradually drying due to evaporation moisture.

Лента, например, из нихромовой фольги (слой 9) вследствие плотного прилегания к слоям 8 и 10 и малости зазора между витками почти не контактирует с воздухом и может быть нагрета до температуры, лишь ограниченной температурой плавления наружного слоя 10 (для полипропилена это 250°С).Due to the tight fit to layers 8 and 10 and the small gap between the turns, the tape, for example, from nichrome foil (layer 9) almost does not come into contact with air and can be heated to a temperature only limited by the melting temperature of the outer layer 10 (for polypropylene it is 250 ° C )

Равномерная намотка ленты 9 с шагом между витками, меньшим ширины ленты, обеспечивает равномерный и одинаковый прогрев и нагрев наружного слоя по всей его цилиндрической поверхности.Uniform winding of the tape 9 with a pitch between the turns, smaller than the width of the tape, provides uniform and uniform heating and heating of the outer layer over its entire cylindrical surface.

При схватывании материалом 7 наружного слоя 10 тепло отдается материалу 7, слой 10 снаружи охлаждается, а изнутри поступает тепло. Процесс съема тепла материалом 7 со слоя 10 при непрерывном движении материала 7 происходит непрерывно. Поэтому и теплопередача от слоя 9 к слою 10 осуществляется непрерывно. Внутренний слой 8, нагреваясь, является аккумулятором тепла. Съем тепла с него осуществляется лишь окружающим его воздухом изнутри.When the outer layer 10 is set by the material 7, heat is transferred to the material 7, the layer 10 is cooled from the outside, and heat is supplied from the inside. The process of heat removal by material 7 from layer 10 with continuous movement of material 7 occurs continuously. Therefore, the heat transfer from layer 9 to layer 10 is continuous. The inner layer 8, when heated, is a heat accumulator. Heat is removed from it only by the air surrounding it from the inside.

В заявляемом способе нагрева барабана 1 (2) три слоя его цилиндрического корпуса, один из которых является электронагревателем, не требуют герметичности, подвода и отвода теплоносителя, обслуживания и монтажа многоэлектродной электрической сети, а также дорогостоящих нержавеющих сталей.In the inventive method for heating the drum 1 (2), three layers of its cylindrical body, one of which is an electric heater, do not require tightness, supply and removal of a heat carrier, maintenance and installation of a multi-electrode electrical network, as well as expensive stainless steels.

Тем самым, достигается первый технический результат поставленной задачи изобретения: конструктивное и технологическое упрощение нагрева.Thereby, the first technical result of the task of the invention is achieved: constructive and technological simplification of heating.

Размещение электронагревателя в качестве промежуточного слоя между наружным и внутренним слоями цилиндрического корпуса и выполнение этого промежуточного (среднего) слоя из спирали, намотанной на внутренний слой из токопроводной ленты, позволяет контактно, посредством плотного прилегания наружного слоя к ленте, нагревать наружный слой. Не требуется нагревать ни какие промежуточные среды, ни жидкие, ни газообразные. При контактном нагреве наружного слоя гидродинамическое сопротивление теплопередачи минимально, необходимо значительно меньше электроэнергии на контактный нагрев по сравнению с другими, известными из аналогов и прототипов.Placing an electric heater as an intermediate layer between the outer and inner layers of the cylindrical body and performing this intermediate (middle) layer from a spiral wound on the inner layer from the conductive tape allows the outer layer to be contacted by tightly fitting the outer layer to the tape. It is not required to heat any intermediate media, either liquid or gaseous. When contact heating of the outer layer, the hydrodynamic resistance of heat transfer is minimal; significantly less electricity is needed for contact heating compared to others known from analogues and prototypes.

Тем самым, за счет контактного нагрева наружного слоя достигается второй технический результат поставленной задачи изобретения: снижение энергоемкости нагрева наружной поверхности барабана.Thus, due to contact heating of the outer layer, a second technical result of the task of the invention is achieved: reducing the energy intensity of heating the outer surface of the drum.

Однако неэлектропроводные материалы, как правило, нетеплопроводны. Поэтому разогрев наружного слоя 10 цилиндрического корпуса (фиг.2) осуществляется медленным увеличением напряжения на концах ленты 9 регулятором 19, что увеличивает время разогрева наружной поверхности барабана.However, non-conductive materials are generally non-conductive. Therefore, the heating of the outer layer 10 of the cylindrical body (figure 2) is carried out by slowly increasing the voltage at the ends of the tape 9 by the regulator 19, which increases the heating time of the outer surface of the drum.

Этот недостаток устраняется тем, что наружный слой делают электропроводным, например стальным или из алюминийсодержащих сплавов, а ленту 9 покрывают электроизоляцией 9А по всей длине перед намоткой на внутренний слой 8А. Внутренний слой 8А выполняют металлическим (электропроводным) или неметаллическим (диэлектрическим)This disadvantage is eliminated by the fact that the outer layer is made electrically conductive, for example steel or from aluminum-containing alloys, and the tape 9 is covered with electrical insulation 9A along the entire length before being wound on the inner layer 8A. The inner layer 8A is metallic (electrically conductive) or non-metallic (dielectric)

Металлический наружный слой 10А (фиг.3) теплопроводен, нагрев наружного слоя 10А происходит быстрее, дополнительно снижается расход электроэнергии на разогрев наружной поверхности барабана. Повышается также надежность работы по нагреву наружной поверхности, поскольку отсутствует аккумуляция тепла между наружным и внутренним слоями.The metal outer layer 10A (FIG. 3) is thermally conductive, the heating of the outer layer 10A is faster, the energy consumption for heating the outer surface of the drum is further reduced. The reliability of the work on heating the outer surface also increases, since there is no heat accumulation between the outer and inner layers.

Поскольку внутренний слой 8А толще наружного 10, он обладает большой жесткостью при металлическом исполнении, что препятствует температурным (тепловым) деформациям цилиндрического корпуса барабана 1 (2).Since the inner layer 8A is thicker than the outer 10, it has great rigidity in the metal version, which prevents thermal (thermal) deformations of the cylindrical body of the drum 1 (2).

Обладая малой массой, наружный слой 9, 9 А (лента из нихромовой фольги толщиной 30-50 микрон) нагревается практически мгновенно, сокращая время разогрева и уменьшая дополнительно энергоемкость нагрева наружной поверхности барабана.Having a small mass, the outer layer 9, 9 A (a tape of nichrome foil 30-50 microns thick) heats up almost instantly, reducing the heating time and reducing the energy consumption of heating the outer surface of the drum.

Внутренний слой 8 или 8А толще наружного, обладает большей массой и является хорошим аккумулятором тепла, удерживая температуру всей цилиндрической поверхности барабана 1 (2) равномерной и постоянной по всей длине ее образующей.The inner layer 8 or 8A is thicker than the outer, has a larger mass and is a good heat accumulator, keeping the temperature of the entire cylindrical surface of the drum 1 (2) uniform and constant along the entire length of its generatrix.

Аккумуляция тепловой энергии в массе внутреннего слоя позволяет существенно снизить расход электроэнергии на сушку материала 7. Контакт материала 7 с барабаном 1 (2) охватывает примерно половину (фиг.1) окружности барабана. При движении материала 7 вместе с наружным слоем 9, 9А (фиг.4) лента 9 должна получить лишь ту часть тепловой энергии, которую поглощает материал 7. Выйдя их контакта с материалом 7 наружный слой 9 (9А) охлаждается окружающим воздухом. Эти тепловые потери на траектории до соприкосновения с материалом 7 восполняются внутренним слоем 8 (8А), в котором тепловая энергия накапливалась на противоположной траектории.The accumulation of thermal energy in the mass of the inner layer can significantly reduce the energy consumption for drying the material 7. The contact of the material 7 with the drum 1 (2) covers about half (figure 1) of the circumference of the drum. When the material 7 moves together with the outer layer 9, 9A (Fig. 4), the tape 9 should receive only that part of the thermal energy that the material 7 absorbs. Having come out of their contact with the material 7, the outer layer 9 (9A) is cooled by the surrounding air. These heat losses on the trajectory until they come into contact with material 7 are made up for by the inner layer 8 (8A), in which heat energy accumulated on the opposite trajectory.

Источники информации.Information sources.

1. Техническое описание и инструкция по монтажу и наладке машины ШБ 11/180-К-3М-2. Изд. завод «Вичугмаш», г. Вичуга, Ивановский обл., 1992 г.1. Technical description and instructions for installation and commissioning of the machine ШБ 11/180-К-3М-2. Ed. Vichugmash Plant, Vichuga, Ivanovo Region, 1992

2. Патент России №2037588, кл. D 06 В 21/00, опубл. 19.06.95.2. Patent of Russia No. 2037588, cl. D 06 B 21/00, publ. 06/19/95.

3. Патент США №4949475, кл. F 26 В 13/16, 21.08.1990.3. US patent No. 4949475, CL. F 26 B 13/16, 08.21.1990.

4. Патент Великобритании №1238757, кл. F 26 B 13/14.4. UK patent No. 1238757, CL F 26 B 13/14.

5. Авторское свидетельство СССР №1605085, кл. F 26 B 13/06, опубл. 1991 г.5. Copyright certificate of the USSR No. 1605085, class. F 26 B 13/06, publ. 1991 year

6. Авторское свидетельство СССР №579689, кл. F 26 B, опубл. 1979 г.6. USSR author's certificate No. 579689, cl. F 26 B, publ. 1979 year

7. Патент США №4683015, кл. F 26 B 3/24, 1987.7. US patent No. 4683015, CL. F 26 B 3/24, 1987.

8. Авторское свидетельство СССР №118224, кл. F 26 B, 1972 г.8. Copyright certificate of the USSR No. 118224, cl. F 26 B, 1972

9. Патент России №2027131, кл. F 26 B 13/14, опубл. 20.01.95.9. Patent of Russia No. 2027131, cl. F 26 B 13/14, publ. 01/20/95.

10. Патент России №2137996, кл. F 26 B 13/14.10. Patent of Russia No. 2137996, class. F 26 B 13/14.

11. Авторское свидетельство СССР №90517, кл. F 26 B 13/14 (заявлено 20.08.1948 г., опубл. 1959 г.).11. USSR author's certificate No. 90517, cl. F 26 B 13/14 (claimed 08/20/1948, publ. 1959).

12. Авторское свидетельство СССР №220744, кл. D 21 F 5/02, 1952 г.12. Copyright certificate of the USSR No. 220744, cl. D 21 F 5/02, 1952

13. Патент Великобритании №2227823А, кл. F 26 B 13/14.13. British patent No. 2227823A, CL. F 26 B 13/14.

14. Авторское свидетельство СССР №731234, кл. F 26 B 13/18, опубл. 30.04.80.14. USSR copyright certificate No. 731234, cl. F 26 B 13/18, publ. 04/30/80.

15. Патент России №2177129, кл. F 26 B 13/18, опубл. 20.12.2001.15. Patent of Russia No. 2177129, cl. F 26 B 13/18, publ. 12/20/2001.

16. Авторское свидетельство СССР №514177, кл. F 16 B 13/18, опубл. 15.05.76.16. Copyright certificate of the USSR No. 514177, cl. F 16 B 13/18, publ. 05/15/76.

17. Патент ФРГ №1226287, НКИ 39а3 7/14, 1966 г.17. Germany patent No. 1226287, NKI 39a 3 7/14, 1966

18. Авторское свидетельство СССР №596795, кл. F 26 B 13/18, опубл. 05.03.78.18. USSR copyright certificate No. 596795, cl. F 26 B 13/18, publ. 03/05/78.

19. Дж. Орир Физика, М., Изд. Мир, 1981 г., т.2 стр.417.19. J. Orir Physics, M., Ed. Mir, 1981, vol. 2 p. 417.

20. Дж. Орир Физика, М., Изд. Мир, 1981 г., т.1 стр.271.20. J. Orir Physics, M., Ed. Mir, 1981, vol. 1 p. 271.

21. Журнал "Textile Month", октябрь, 1995 г.," Elictrically Heated Roll", фирмы DELTA p. CORP.21. The magazine "Textile Month", October, 1995, "Elictrically Heated Roll", firm DELTA p. CORP.

Claims (1)

Способ электрического нагрева сушильного барабана с многослойным цилиндрическим корпусом, например, для шлихтовальной машины, в котором сначала нагревают один из промежуточных слоев посредством его взаимодействия с электродами, соединенными с электрической сетью, а затем нагревают наружный слой посредством теплопередачи от промежуточного слоя к наружному, отличающийся тем, что барабан выполняют трехслойным с жесткими слоями, превращая в электронагреватель средний слой, формируя его из электропроводной тонкой и плоской ленты с большим удельным электрическим сопротивлением, размещая ее в форме равномерной цилиндрической спирали на внутреннем слое корпуса и плотно обжимая ее наружным, при этом наружный и внутренний слои корпуса выполняют неэлектропроводными, либо электроизолируют ленту, а внутренний и наружный слои выполняют электропроводными, кроме этого наружный слой выполняют более теплопроводным, а шаг между витками ленты устанавливают меньше ее ширины, а ленту соединяют с электрической сетью концами.A method of electrically heating a drying drum with a multilayer cylindrical body, for example, for a sizing machine, in which one of the intermediate layers is first heated by interacting with electrodes connected to the electric network, and then the outer layer is heated by heat transfer from the intermediate layer to the outer one, characterized in that the drum is performed three-layer with hard layers, turning the middle layer into an electric heater, forming it from an electrically conductive thin and flat tape with a large electrical resistivity, placing it in the form of a uniform cylindrical spiral on the inner layer of the housing and tightly compressing it with the outer one, while the outer and inner layers of the housing are either electrically conductive or the tape is electrically insulated, and the inner and outer layers are electrically conductive, in addition, the outer layer is more heat-conducting, and the pitch between the turns of the tape is set less than its width, and the tape is connected to the electrical network by the ends.
RU2004123488/06A 2004-07-30 2004-07-30 Method for electrically heating drying drum with multilayered cylindrical body, for instance in sizing machine RU2282802C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004123488/06A RU2282802C2 (en) 2004-07-30 2004-07-30 Method for electrically heating drying drum with multilayered cylindrical body, for instance in sizing machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004123488/06A RU2282802C2 (en) 2004-07-30 2004-07-30 Method for electrically heating drying drum with multilayered cylindrical body, for instance in sizing machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004123488A RU2004123488A (en) 2006-01-27
RU2282802C2 true RU2282802C2 (en) 2006-08-27

Family

ID=36047332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004123488/06A RU2282802C2 (en) 2004-07-30 2004-07-30 Method for electrically heating drying drum with multilayered cylindrical body, for instance in sizing machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2282802C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102797124A (en) * 2011-05-25 2012-11-28 苏州龙英织染有限公司 Cloth drying device
RU2741359C1 (en) * 2020-08-10 2021-01-25 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) Device for induction heating of contact drying drum

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Журнал "Textile Month", октябрь 1995 г., "Elictrically Heated Roll" фирмы DELTA p. CORP. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102797124A (en) * 2011-05-25 2012-11-28 苏州龙英织染有限公司 Cloth drying device
RU2741359C1 (en) * 2020-08-10 2021-01-25 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) Device for induction heating of contact drying drum

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004123488A (en) 2006-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5984848A (en) Heated roller with integral heat pipe
FI101574B (en) Device for heating liquid medium
AU638147B2 (en) Inductive heating coil
CA1185663A (en) Inductive heater
JP3455518B2 (en) Heating worm conveyor
TWI669477B (en) Apparatus and method for improved evaporation drying
CN109882683A (en) Oil field pipelines for collection and transfer of petroleum graphene heating and thermal insulation set
JP5654791B2 (en) Superheated steam generator
CN105621832A (en) Medium-frequency electromagnetic induction heating device for oily solid waste heating thermal desorption
RU2282802C2 (en) Method for electrically heating drying drum with multilayered cylindrical body, for instance in sizing machine
KR20230080463A (en) Aerosol generating device with a plurality of identical ring-shaped heating elements
US5455402A (en) Induction heater having a conductor with a radial heating element
CN205443008U (en) Intermediate frequency electromagnetic induction heating device to oiliness heating thermal desorption useless admittedly
JP3756260B2 (en) Low frequency electromagnetic induction heater
RU2313051C1 (en) Method for electrical heating of external surface of drying drum of a sizing machine
US9567874B2 (en) Electric induction fluid heaters for fluids utilized in turbine-driven electric generator systems
IL145426A (en) Electrical water heating device with large contact surface
TW422895B (en) Current roller for electrolytic stratification device for strip
RU2736270C1 (en) Electric vapor superheater
US2951139A (en) Paper drier
JP2012022829A (en) Induction heating type heating device
CN108842500A (en) A kind of new electronic control paper-making drying cylinder
RU2269730C2 (en) Heating method for drying drum used in sizing machine
WO2009019315A2 (en) Overheated steam generator
JP3725907B2 (en) Method for manufacturing tube heater

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060731