可控中高輥的溫度調節的製作方法

2023-06-01 07:22:51

專利名稱：可控中高輥的溫度調節的製作方法
技術領域：
本發明涉及溫度可調的可控中高輥的溫度調節方法，在該輥筒中設置的輥殼能相對固定的輥筒軸轉動，並裝載帶壓的中間體以校正輥殼的的撓曲，由通入到輥殼內表面的加熱流體對該輥筒進行加熱。
本發明還涉及溫度可調的可控中高輥的溫度調節系統，以便實現上述方法，它包括將加熱流體通入到輥殼內表面以加熱輥殼的裝置，該裝置包括加熱流體和調節其溫度的裝置以及供給加熱流體的裝置。
在造紙機中，如在壓光機中就需要和使用溫度可調的可控中高輥，在超級壓光機中也使用這樣的輥筒。例如，超級壓光機的頂輥是可加熱的，使用所謂「熱輥」，並希望使這個輥筒在操作中儘可能地熱。當然，同時希望輥殼的溫度儘可能地均勻，因為輥殼的溫度對壓光機的效果有顯著的影響。
在現有的工藝技術中，已知有幾種不同的方法可加熱可控中高輥和調節這些輥筒的溫度。例如在美國專利4，679，287中，描述的可控中高輥，也是加熱以把輥殼的溫度提高到所需要的水平。在該美國專利所建議的方法中，輥筒加熱的方法還不正確，按照該美國專利的加熱系統有輥殼上得不到均勻的溫度分布。這是由於下述事實造成的，在該美國專利中加熱流體是從輥筒的一端流入，讓它軸向流過輥筒並同時加熱輥殼，通過輥筒的另一端流體從輥殼的內部流出。這種辦法得不到輥殼的均勻溫度分布，相反其溫度分布是傾斜的，因而在輥筒一端的溫度高於另一端的溫度。
從美國專利4，282，639可知一種與上述裝置不同的加熱可控中高輥的裝置在所述專利中，輥筒與泵相聯繫，而泵與液體循環迴路連結。該迴路包括熱交換器，它們與回流管道相連，並通過熱交換器把熱量從回流管道傳給壓力管道。所述裝置還包括冷卻器，它裝設在熱交換器後面的回流管道中。通過將熱流體經噴嘴噴撒到輥殼的內表面來加熱輥筒。但是在該美國專利的解決方案中，沒有考慮到這一點，即通過噴撒熱流體到輥殼的內表面，而輥殼外表面的溫度分布不能保持均勻，因為熱量是經過傳導傳給通過輥殼上的紙層，而紙層的寬度總是比輥筒的寬度窄。從而在輥殼的終端區域，熱量不能以相應的方式傳導出去，溫度就明顯地高於輥殼的中間區域。還有一個原因，既使在輥殼的終端區不噴撒熱流體，熱量還是沿著輥殼從中間區傳導到終端區，所以熱流的方向是向著終端區的。
本發明的目標是提供一種方法和按這方法操作的系統，籍助它可以避免現有工藝技術中的缺點，並達到顯著的改進。
為了達到上述提出的目標和下面將要提出的目的，按照本發明的方法其主要特徵是通入到輥筒中的加熱流體是通到因徑向熱傳導而使輥筒散熱的輥殼區域，即熱量的方向是徑向離開輥筒的區域，其特徵還有在熱量不是通過徑向熱傳導從輥殼中移去的區域，熱量由在該熱區通入冷卻流體而被除去。
另一方面，實施這種方法的系統其主要特徵是，裝設的輥筒加熱裝置把加熱流體供應到輥殼的這些區域，在那裡熱量從輥筒通過傳導散發出去，即通過圍繞輥筒轉的紙卷，其特徵還包括，該系統還包括輥筒的冷卻裝置，裝設它們是為了以可調的方式供給冷卻流體使其到達輥殼的那些區域，在那裡熱量不是以熱傳導的方式從輥筒徑向除去的。
根據本發明，與現有的工藝技術比較，可得到許多優點，下面將講述這些優越性。根據本發明實施的方法和系統，熱輥的溫度，例如超級壓光機的頂輥，可以提得很高，而且同時輥殼的溫度也很均勻。本發明中，輥殼橫截面中心線的溫度可以做到基本不變，因而輥殼不會產生熱變形。
從下面本發明的詳細描述中還可看到其它優點和特性，將參考附圖
中顯示的本發明示例性的實施方案對本發明進行闡述，但本發明並不局限於該實施方案。
圖中區域可調的可控中高輥一般以數字10表示。輥筒10可用於超級壓光機的熱頂輥，雖然圖中的輥筒也可用於其他方面，如造紙機，紙張或其他類似材料的最後加工設備中，在這些設備中需要撓曲可調、溫度可調的輥筒。輥筒10包括固定的軸11，軸上裝有可轉動的空心輥殼12。按照附圖，輥筒10的輥殼12是由帶滑瓦的負載元件13可調節地支持在軸11上的，該滑瓦是通過液膜中間體支持在輥殼12的內表面上。還有在圖中顯示的示例性實施方案中，輥筒兩端的輥頸由軸承14支持在軸上。可控中高輥10和對輥(未顯示)確定它們之間，紙張W將要通過的輥隙。
在輥筒10的軸向，負載元件將適當地分成幾個區，在各個區中通到負載元件13中的壓力媒介(流體)的壓力是各自分別調節，以便將輥筒10的撓曲調整到正確的水平。在圖中顯示的例子中，泵22從儲缸20中通過管道21抽出流體，將加壓的流體經過壓力管道23輸入到負載元件13。但是應理解圖示說明已經過簡化，實際上輥筒10的每個區應通入它自己的壓力管道，在該管道中流體的壓力是根據需要各自進行調節的。
根據本發明，輥筒10裝設有加熱系統和溫度控制系統，按照本發明的方法通過這些系統將熱量引入到輥筒10中，從而使得供給輥筒的熱量均勻地分布在輥筒熱量散發出去的區域，即熱流的方向是從輥筒向外的區域。一般來說，熱可控中高輥的軸向溫度，在有紙W區的溫度低於輥兩端的溫度，因為熱量可以很容易通過傳導的方式通過紙張W流出輥筒。這樣必須供熱到紙張W的區域。因為供給的熱量還會沿著輥殼12從有紙張W的區域傳導到輥的兩端，所以輥殼12終端的溫度仍會高於輥筒中間部分的溫度。這就是為什麼在本發明的方法中，從輥的兩端區移去熱致使輥殼的軸向溫度分布儘可能地做到均勻。可以認為本發明的基本特點和目標是，企圖使輥筒10每一點的熱流都可調，從而使輥筒的溫度可以達到均一。
在本發明的方法中，熱量是通過加熱流體輸入到輥筒10，加熱流體由加熱/冷卻泵25從儲缸20經管道24抽出，由該泵經過管道27輸入到第一熱交換器35，它將流體加熱到適當的溫度。這樣加熱流體通過第一熱交換器35後，沿著管道36進入到輥殼12的內部，在那裡流體被均勻地分布到輥殼12的內表面上，以加熱輥殼消耗熱量的區域，即有紙張W的區域。通過噴淋，最好用噴管40，或帶有噴嘴的分配管或相應的設施將加熱流體通到輥殼12的內表面上。選擇噴嘴或噴管40的流阻足夠高(壓力損失約1到10巴)，以使加熱流體能更均勻地分撒到輥殼12上。在本發明的方法和系統中，沒有加熱，通到各區負載元件13的帶壓流體，它們也不允許加熱，以使輥筒中的溫度調節保持在控制之下。
如上面已經說過，在輥筒10的兩端區域內溫度高於輥筒的其他部分，由於這個原因在本發明的方法中，熱量要從這些終端區域移去。在本發明中將冷卻流體通到需要冷卻的輥筒10的終端區，以移去熱量。冷卻流體的供給以圖示的方式安排，在加熱/冷卻泵25的壓力側流體管道分為兩個分支，第一分支27通過上述路逕到第一熱交換器35，流體通過它被加熱後送到輥筒10，第二分支26通到第二熱交換器28，在那裡流體被冷卻到適當的溫度。該第二熱交換器28裝設有必要的閥門29，調節元件及相應的機構，通過它們可以把冷卻流體的溫度調節到所需要的值。在第二熱交換器28之後流體管道又分為兩支30a和30b，它們各自通過相應的軸孔進入到軸11內，到輥筒每個終端區，在這些區相應地安裝必要的噴嘴或噴管31a和31b，冷卻流體以它們中噴出直接撒到要冷卻的輥筒終端區。在輥殼12的每一端，在要冷卻區和要加熱區之間的邊界上可以裝設密封導板32a和32b，它們的作用是減少熱流體在該區的混合。噴淋到輥筒終端區的冷卻流體被導板32a和32b與輥殼12的內表面之間的間隙分流，一部分向內，另一部分可以供應從輥筒要冷卻區流到輥筒10的終端軸承14的流體，以潤滑該軸承。流體可從任何一點引出輥筒10而不會影響輥殼12的溫度。在圖中，流體的回流管道用數字50表示。根據本發明的系統，輥筒10的內部和流體儲缸20的溫度大體上相同。
作為上述的總結，可以確認在本發明的方法和系統中，供應給輥筒10的熱量是以加熱流體的形式送到散熱的區域，即在這些區域熱流的方向是從輥筒10向外的。如上面已經講過，這些區域是紙張W覆蓋的區域。按照本發明，熱量，即加熱流體是流到這些區域，從而使供給熱量的分布與從輥筒逃逸的熱流相對應。還有在本發明的方法和系統中，輥筒10是進行冷卻的，即冷卻流體是通到輥筒內的熱區，也就是熱流朝向的輥筒區域。正如上面所述，熱區是在輥筒的兩端。該熱區被適當地冷卻，與從該區外流入該區的熱流成比例。根據本發明的方法和系統，輥殼12縱截面中心線上的溫度可以做到基本不變，在這種情況下輥殼12不會產生熱變形。
以上，本發明已按照附圖所表示的例子進行了描述，附圖顯示的是區域可調和由滑瓦機構支持的輥筒。但是本發明並不局限於圖中顯示的示例性實施方案，本發明可以有各種不同的實施方案而不背棄權利要求書中確定的本發明的宗旨。因此根據本發明的方法和溫度控制系統也可以應用到這些撓曲變化的輥筒，這些輥筒中在輥殼和軸之間通過軸密封，設置壓力流體室或一組這樣的室，在該輥筒中通過調節該室或一組室中的壓力以使輥殼的軸向分布調節到所希望的水平。本發明宗旨的範圍還包括這樣的可控中高輥，這些輥中輥殼的支持不是上述示例性實施方案所用的流體靜壓支持，也不是該流體靜壓支持的組合，而使用流體動力支持。還有，本發明還可以應用於這樣的可控中高輥中，它的輥殼是一種組合的支持，包括帶壓流體室或上述的一組室和流體靜力式和/或流體動力式支持在輥殼上的滑瓦機構。
作為本發明的方法和溫度調節系統的一種類似的替代，有可能考慮，不是應用到被加熱的輥筒，而是將發明應用到要冷卻的輥筒，例如在壓機和壓光機中所用的可控中高輥，還有帶有合成材料塗層或其他軟表面塗層的可控中高輥，當加壓時塗層溫度可能升高到這種程度，如果不冷卻輥殼，有可能會損害塗層。在這些情況下，這些輥筒必須要冷卻。本發明敢可以應用到需把熱量移出的輥筒，從而使輥筒中移出的熱量在軸向的分布與流入輥筒的熱流相適應。
權利要求
1.用於調節溫度可調的可控中高輥溫度的方法，在該輥筒(10)中設置的輥殼(12)能相對固定的輥筒軸(11)轉動，並裝載帶壓的中間體，以校正輥殼的撓曲，由加熱流體通入到輥殼的內表面(12)上對輥筒(10)進行加熱，其特徵是，通入到輥筒(10)中的加熱流體是通到因徑向熱傳導而使輥筒(10)散熱的輥殼(12)的區域，即在這些區域熱流的方向是徑向離開輥筒，其特徵還有在熱量不是通過徑向熱傳導從輥殼中移去的區域，熱量由在該熱區通入冷卻流體移去。
2.如權利要求1的方法，其特徵是，加熱流體通入到輥筒(10)內，供給輥筒的熱量是沿輥筒軸向分布，與從輥筒(10)移去的熱流分布一致，特徵還有通到輥筒(10)熱區的冷卻流體與從輥殼(10)的其他部分流入熱區的熱流成正比。
3.如權利要求1和2的方法，其特徵是，在輥筒(10)中要冷卻的區，即熱區，或者在要冷卻區和要加熱區之間的邊界上裝設密封流體導板以減少加熱流體和冷卻流體的混合。
4.如前述任何一項權利要求所述的方法，其特徵是，冷卻流體是直接流經輥筒中要冷卻的區域，特徵還有至少部分冷卻流體經終端軸承(14)流出輥筒(10)，以潤滑該終端軸承(14)。
5.如前述任何一項權利要求所述的方法，其特徵是，加熱流體和冷卻流體都是通過噴撒流經輥殼(12)的內表面。
6.用於實現如前述任何一項權利要求所述方法的溫度可調和可控中高輥的溫度調節系統，包括把加熱流體通入到輥殼(12)內表面以加熱輥殼(12)的裝置，該裝置又包括加熱流體和調節它溫度的裝置(35，37，38)和供給熱流體的裝置(25，40)，其特徵是，裝設的輥筒加熱裝置把加熱流體輸入到輥殼(12)的這些區域，從那裡熱量從輥筒(10)通過傳導散發出去，即通過圍繞輥筒(10)轉的紙片(W)，還有，該統還包括輥筒(10)冷卻裝置，裝置它們是為了以可調的方式供給冷卻流體到輥殼(12)的那些區域，在那裡熱量不是通過傳導從輥筒徑向移去的。
7.如權利要求6的溫度調節系統，其特徵是，在輥筒(10)中是這樣裝設加熱裝置，使得由加熱流體供給輥筒(10)的熱量，其分布與因傳導從輥筒移去的熱流相一致，還有，輥筒的冷卻裝置是這樣裝設，使得由冷卻裝置產生的冷量，其分布與從輥筒(10)的其他部分流入到輥筒10中要冷卻區的熱流成比例。
8.如權利要求6的溫度調節系統，其特徵是，在輥筒(10)中冷卻裝置是這樣裝設使得它們能在操作中關掉，從而只有加熱流體通入到輥筒(10)中。
9.如權利要求6或7的溫度調節系統，其特徵是，在輥筒中，要加熱區和要冷卻區之間裝設密封導板以減小加熱流體和冷卻流體的混合。
10.如權利要求6到9中任何一項所述的溫度調節系統，其特徵是，加熱流體和冷卻流體各自通過中間設施，如噴管(分別為40，或31a，31b)，噴嘴或相應的機構，噴撒流經輥殼(12)的內表面。
全文摘要
在可控中高輥中加熱流體通入到滾筒(10)內的輥殼(12)區，通過滾筒徑向的熱傳導將熱量從輥殼移出滾筒(10)。從輥殼(12)的熱區，既熱量沒有通過徑向傳導散發出去的區域，其熱量是用冷卻流體通過該熱區來移去。送入滾筒的熱量沿滾筒軸向分布，與從滾筒(10)移去的熱流相對應，通入到熱區的冷卻流體也與從滾筒(10)的其他部分流入的熱流一致。
文檔編號D21F3/08GK1036610SQ89101150
公開日1989年10月25日 申請日期1989年2月10日 優先權日1989年2月10日
發明者於漢尼·埃斯基林倫, 於漢尼·尼斯卡倫 申請人:維美德造紙機械有限公司