传热辊制造技术

一种传热辊，包括：护套，由内护套部件和外护套部件组成，所述外护套部件紧密安装在所述内护套部件上，用以形成用于传热介质的流体空间；以及端部部件，固定于所述护套的端部，用于在所述辊上形成传热介质输入通道和传热介质输出通道，并且所述内护套部件具有多个传热介质流体通道，其中，所述传热辊具有用于形成供传热介质流至一个或多个传热介质流体通道的定向流体连接的装置。根据本实用新型专利技术的传热辊既具有高传热能力，又具有均匀分布的加热/冷却效果。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种传热辊，例如热辊或者滚筒，其能够用在纤维幅材机中，用以处理纤维幅材，比如用于纸或纸板的干燥、压榨或者平整。在根据本技术的辊中，辊护套由内护套部件和外护套部件组成，其中该外护套部件例如通过收缩配合技术(Schrumpfverbindungstechnik,热压配合技术)或焊接或以其它相应的方式紧固于内护套部件上。本技术特别地但并非排它地涉及用于传热介质的流体通道的设置，其目的是获得一种具有较高传热效率和均匀加热效果的辊。
技术介绍
在造纸机、纸板机和纸浆机中，借助于传热辊，例如热辊或干燥滚筒，幅状材料可被加热、干燥、压光、湿压和/或冷却。例如在纸和纸板的干燥过程中，所需的热功率由可加热的辊产生，传统的用冷凝蒸汽加热的干燥滚筒就属于该类辊。干燥滚筒的护套主要通过网和幅材的张力被加载。特别在压光过程中，幅材所需的热功率由高效的热辊产生，其中使用耐高温(约300° C)的传热油作为传热介质。所加载的压区力作用在热辊的护套上，所以其护套结构的尺寸明显要比干燥滚筒的更大。借助于传统的周向打孔的热油加热的热辊，相对于辊护套外侧的面积单位，通常特定的传热功率可达到15_40kW/m2。对于Tokuden类型的感应加热的辊，特定的功率可达50kW/m2。对于现今最新的功率特别强大的薄护套热辊，其加热功率最高为65kW/m2。为了获得所需的加热和干燥功率，在苛刻的工艺条件下，热辊的表面温度必须被提闻到200-250° C,或者甚至更闻。众所周知，从棍传递的热功率取决于待被加热的幅材与辊之间的传热接触以及待被加热的材料的类型，比如接触的长度/持续时间、与表面积有关的质量和幅材湿度。高生产速度与持续接触、较湿的幅材以及较高的热辊表面温度相结合意味着，从热辊传递的热功率必须非常高。对于某些新的干燥工艺，力求获得300-850kW/m的传热能力。众所周知，热辊的热量通过将用作传热介质的液体或者用作传热介质的气体引入到位于热辊内部的流体通道中并且尤其是引入到护套中的孔中(热量从此处传到护套中并进一步传向棍表面)来产生。众所周知，在热辊内部的周边孔中基本上从辊护套的一端向另一端延伸有通道。传热介质在流经周边孔时冷却下来，因此在通道的末端区域呈现低温。结果是，在辊护套内的温度分布并不完全均匀。此外，由于在辊上的热膨胀差异导致小幅的尺寸变化，这又能导致转动的辊上的振动问题。人们试图通过以下手段来解决这个已知的问题，即通过在通道系统内设置加速流体的排放体(Verd.rSngungsk0per，排放装置)以及通过在相邻通道内(例如对应于二通或者三通原理)设置彼此相反的流向。众所周知，在热辊上加工周边孔是一项挑战性的任务，而且靠近辊外侧上的周边孔的加工难以实现较好的尺寸精度。在实践中该孔仅可能沿着辊的轴向方向。在设置通道系统时，这种不精确和限制导致不均匀的热分布并且会加剧振动问题。在技术文献FIU7470中描述了一种传热辊，传热介质流入内护套部件与外护套部件之间进入该传热辊的外护套中。外护套部件设置成是薄的，以使得传热能力达到50-250千瓦/米或者更高至500千瓦/每米幅材宽度。
技术实现思路
本技术的目的在于，减少与现有技术相关联的缺点和弱点，并且提出在需要高传热能力和均匀加热效果的情形下用于加热和/或冷却的解决方案。根据本技术的第一方面，提供一种传热辊，其包括:由内护套部件和外护套部件组成的护套，其中外护套部件紧密抵靠于内护套部件安装，以形成用于传热介质的流体空间；以及固定于护套端部的端面部件，用于在辊上形成传热介质输入通道和传热介质输出通道。其中，内护套部件具有多个用于传热介质的流体通道，并且所述传热辊具有用于形成供传热介质流至一个或多个传热介质流体通道的定向流体连接的装置(Mittel，措施)。外护套部件可以例如通过焊接或者热缩(thermisches Aufschrumpfen)固定于内护套部件之上。优选地，在内护套部件的外侧形成多个用于传热介质的纵向流体通道。这些流体通道优选大致相互平行地延伸，但不一定沿辊轴的方向延伸。为了减小辊振动的倾向，这些流体通道可例如呈螺旋地延伸。优选地，在内护套部件的外侧形成多个圆弧形的流体通道，用以在两个或更多个纵向流体通道之间形成用于传热介质的流体连接。优选地，内护套部件具有多个垂直通道(VertikalkanSle),用于在内护套部件的内侧与外侧之间形成用于传热介质的流体连接。所述垂直通道可以但并非必须按照与护套的径向方向偏移的方式形成。优选地，在传热辊的内护套部件的内部设置流体分配器，该流体分配器具有用于形成供传热介质流至一个或多个垂直通道的定向流体连接的装置。优选地，为了确保有效的传热，传热辊的外护套部件被设计成是薄的，使得从传热介质到纤维幅材上的热传递阻抗尽可能地小。优选地，外护套部件由厚度为5-30毫米的钢组成。优选地，辊的传热能力在苛刻的工艺条件下可达300_850kW/m，辊的外径与工艺和设备相匹配，优选为800-1850mm,但是甚至也可达到6500mm。优选地，辊在护套部件上具有传热区域，来自护套部件的热量通过该传热区域被传递到待处理的纤维幅材上，或者热量通过该传热区域从纤维幅材传递到护套部件上。优选地，纵向流体通道设置在传热区域内，并且该传热区域沿幅材的横向方向具有与幅材区域相同的宽度，或者比后者稍窄。优选地,相对于传热区域的外表面面积单位,棍的特定的传热能力可达65_150kW/m2o在一个实施例中，设置于辊的内护套部件上的垂直通道优选地被设置在护套部件的传热区域(亦即，基本上幅材区域)的边缘的侧面或者边缘上。垂直通道的位置可以以期望的方式与幅材宽度相应地被选择，并且将避免不必要的对辊的端部部件的加热。在另一个优选的实施例中，在辊的内护套(部件)上的垂直通道的至少一部件被设置在护套部件的传热区域(亦即，幅材区域)的内部。用这种解决方案，传热介质可以在多个部位被引向纵向通道系统，或者传热介质可以在多个部位从纵向通道系统导出，或者纵向通道可较短，由此缩短传热介质循环在窄的纵向通道中的流动技术的长度(Stromungstechnische Lange)。以这种方式实现了较小的压力损失、护套内较均匀的热量分布和较高的加热功率。另外，辊的流体通道可由根据现有技术的形成在内护套部件上的周边孔组成。在某些实施例中，流体通道以所需的密度设置在辊的不同位置。流体通道可在外护套部件与内护套部件之间的界面之处相对于邻近的流体通道不等距地设置。用于传热介质的辊的流体通道可以设置在通过制造技术以及操作的要求确定为许可的相对于辊的表面的最小距离处，由此可减小通过辊护套限制的传热阻抗。这些流体通道可以以期望的相互间距设置于辊表面下方，甚至比现有技术的流体通道的相互间距更密集好几倍。流体通道可与辊表面相关联地被这样设计，即:流体通道的流动截面以及相互距离比周边孔的要小。使用该流体通道系统可容易地实现不同的公知的循环可能性，比如二通、三通、多通以及也可以是全新的循环系统。鉴于现在关于靠近辊表面的流体通道的尺寸和布置可自由地确定，这使得使用该辊可更容易地获得均匀的传热效果。由于均匀的热传递，辊的表面全面地被加热到所期望的温度，由此避免了由较冷的表面部分导致的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传热辊，包括：护套（1），其由内护套部件（2）和外护套部件（3）组成，所述外护套部件紧密安装在所述内护套部件上，用以形成用于传热介质的流体空间；以及端部部件，其固定于所述护套的端部，用于在所述辊上形成传热介质输入通道和传热介质输出通道，并且所述内护套部件（2）具有多个传热介质流体通道（4，5），其特征在于，所述传热辊具有用于形成供传热介质流至一个或多个传热介质流体通道（4，5）的定向流体连接的装置（12，13，14）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：雷约·皮耶蒂凯宁，亚里·伊洛迈基，
申请(专利权)人：美卓造纸机械公司，
类型：实用新型
国别省市：