CN101879472A - 一种旋转热管冷却式磨辊 - Google Patents

Abstract

一种旋转热管冷却式磨辊应用于辊式磨粉机领域。磨辊的辊轴即是传动轴，也是旋转热管。旋转热管的吸热段装在辊体内，与磨辊辊轴螺纹配合后焊接在一起，散热段与辊轴紧密配合后焊接在一起。为了强化换热效果，在吸热段和辊体之间加装铝管，保证与辊体紧密接触；为了强化散热，在散热段外表面上焊接一组散热翅片。旋转热管冷却式磨辊可以源源不断的把磨粉机生产加工中产生的热量传导出来，保证磨辊在加工过程中始终处在一个相对低的温度，不影响加工物料的品质，不破坏产品的原有风味；可以避免磨辊的温度过高使物料中水汽凝结，物料结块；同时可以降低轴承温度，减少轴承润滑油的消耗，延长磨粉机的安全运行时间；延长磨辊一次拉丝的使用寿命。整个装置结构简单，容易安装，不需增加额外的动力装置。

Description

一种旋转热管冷却式磨辊

技术领域

本发明专利适用于辊式磨粉机领域。

背景技术

辊式磨粉机是磨粉行业的主要加工设备，而磨辊又是辊式磨粉机的核心部件。磨辊的作用是将物料进行挤压和剥刮，从而达到对物料进行粉碎和研磨的效果。在粉碎和研磨的过程中，由于挤压和磨擦的作用，磨辊和物料之间产生大量的热量。虽然一部分热量被物料带走，但长时间的工作使磨辊中积累了大量的热量，导致辊体温度升高。夏季测量的结果表明，芯皮磨辊的温度基本在60℃～70℃之间，有时芯磨磨辊的温度会更高，可能高达90℃左右。如果加工过程中磨辊不能得到及时冷却，它的热量又会传递给物料，导致物料中的蛋白质和热敏性维生素变性，大大降低了产品的质量，因此采取措施降低磨辊的温度非常重要。

为了解决磨辊的散热问题，现有的技术方案有水冷磨辊装置、风冷快辊式磨粉机和热管冷却式磨辊。CN 2351199公开的“磨粉机磨辊水冷装置”，其辊体采用双金属浇注而成的空心结构。轴头加工有一定尺寸的通孔。辊体与轴头通过过盈配合装配在一起后，轴头一端进冷却水，另一端出水，从而达到冷却磨辊的目的。这种装置虽能有效的降低磨辊温度，但需要专门的水循环***，且循环水的跑冒滴漏会对加工物料造成污染；维护维修装拆磨辊比较困难，连续使用的维护费用将会增加。CN 2378120Y公开的“风冷快辊式磨粉机”，其特征是机体的上部安装门板，机体内的慢辊上方设置挡板并与慢辊间留有间隙，快辊上方设置挡板和盖板，盖板呈弧形结构，沿快辊圆周设置，并在与挡板接触处密封，吸料管与机体内腔连通。该实用新型冷却了快辊，避免了“泵气”现象，可以使整个磨粉机工作在负压状态下，粉尘不外逸，同时可以在一定程度上降低磨辊的温度，但其降温效果不佳，并不能真正的解决磨辊温升带来的蛋白变性问题。CN 200939382Y公开的“热管冷却式磨辊”，其结构是：空心辊体，辊体两端连接的空心轴头，并与辊体的内腔连通，其空心轴头的内孔与水平热管的外圆紧密配合，热管受热段深入辊体，散热段伸出轴头外，在空心辊体内注入传热介质。这种装置能降低磨辊的温度，同时也带来了相应的问题，如对磨辊的结构改动较大，严重削弱了磨辊的强度，提高了磨辊的成本；在磨辊中注入传热介质，若充满，随着工作中磨辊温度的升高，传热介质膨胀势必会增加磨辊的内应力，降低磨辊的寿命；若不充满传热介质，将无法解决磨辊的动平衡问题。同时需要磨辊有较好的密封性，传热介质的跑冒滴漏同样会对加工的物料造成污染。

旋转热管(Rotating Heat Pipe，RHP)是热管中的一种，它的显著特征就是热管自身是旋转件，因而可用于需要冷却散热的旋转零部件。旋转热管是利用相变原理工作的一种装有特定工作液体(工质)的密封真空管，当热源对其一端供热时(称为蒸发端)，工质吸热而汽化，蒸汽在压差作用下，高速流向另一端冷凝段，在冷源处释放潜热而凝结，凝结液在离心力作用下，从冷源端返回热源端完成连续循环，通过这种“蒸发-传输-冷凝”过程，如此往复，便把热量不断地从热源传至冷源。工质是热管工作时的载热、输送热介质，依靠相变完成了热管的工作循环。

发明内容

本发明解决问题所采用的技术方案是：将旋转热管技术灵活运用到辊式磨粉机中，在保持磨辊结构及尺寸基本不变的情况下，设计出旋转热管冷却式磨辊。主要是把磨辊的辊轴加工制作成旋转热管。旋转热管内部为空心台阶状，吸热段的内径要大于散热段的内径。将管内抽成1.3×(10^-1～10^-4)Pa的负压后，充以适量的特定的工质后密封。当吸热段受热后，工质受热而汽化，蒸汽在压差作用下，高速流向散热段，在散热段放出热量而凝结，凝结液在离心力作用下从散热段返回吸热段完成一个工作循环，工质连续循环相变工作，从而把积累在磨辊中的热量源源不断的传导出来，达到磨辊自身冷却的效果。

旋转热管冷却式磨辊由辊体，吸热段，辊轴，散热段，铝管和散热翅片六部分组成。其特征为：磨辊的辊轴即是传动轴，同时也是旋转热管。吸热段装在辊体内，与磨辊辊轴螺纹配合后焊接，冷凝段与辊轴紧密配合后焊接。为了强化换热效果，在吸热段和辊体之间加装铝管，保证辊体与吸热段紧密接触。为了强化散热，在冷凝段安装一组散热翅片，散热翅片焊接在冷凝段外表面上。

本发明的效果：可以源源不断的把生产加工中产生的热量传导出来，从而保证磨辊在加工过程中保持一个相对低的温度，不影响加工物料的品质，不破坏物料的原有风味；同时可以避免磨辊的温度过高使物料中水汽凝结等；还可以降低轴承温度，减少轴承润滑油的消耗，延长磨粉机的安全运行时间；延长了磨辊一次拉丝的使用寿命；设备结构简单易行，不需要增加额外的动力装置。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是一种旋转热管冷却式磨辊的结构示意图。

图中1.散热翅片，2.散热段，3.辊轴，4.辊体，5.吸热段，6.铝管，7.工质。

具体实施方式

在图1中，辊轴(3)通过过盈配合与磨辊辊体(4)装配在一起，吸热段(5)与辊轴(3)螺纹配合并焊接在一起，散热段(2)与辊轴(3)紧密配合后焊接在一起。为了更有效的传输热量，在吸热段(5)和辊体(4)之间加装铝管(6)，要求铝管(6)和辊体(4)、吸热段(5)之间加导热性能好的金属胶，使其紧密接触。冷凝段(2)加装散热翅片(1)强化散热。焊缝必须牢固严密，不得有夹渣、气孔，承压大于4.0MP；

散热段(2)、辊轴(3)和吸热段(5)组成旋转热管，其材料为45号钢。为了更有效地发挥旋转热管的功效，吸热段(5)内径大于辊轴(3)的内径，辊轴(3)和散热段(2)内径相同，使得旋转热管的内部构成台阶形状，且吸热段(5)的内径大于散热段(2)的内径。选择甲醇、丙酮、乙醇或水等介质作为工质(7)。加工完散热段(2)、辊轴(3)和吸热段(5)后，内壁均需做清洗处理，然后进行排气注入工质(7)同时密封。

磨辊在对物料粉碎和研磨的同时产生热量，使磨辊辊体(4)温度升高，辊体(4)将热量传递给旋转热管吸热段(5)，工质(7)在旋转热管蒸发端(5)吸收热量蒸发汽化，蒸汽在压差作用下，高速流向另一端散热段(2)，在散热段(2)释放热量液化，凝结液在离心力作用下沿管壁，从冷源端返回热源端完成连续循环。从而实现磨辊自身冷却的效果。

Claims (5)

1.在一种旋转热管冷却式磨棍中，辊轴(3)通过过盈配合与磨辊辊体(4)装配在一起，吸热段(5)与辊轴(3)螺纹配合并焊接在一起，散热段(2)与辊轴(3)紧密配合后焊接在一起。为了更有效的传输热量，在吸热段(5)和辊体(4)之间加装铝管(6)，要求铝管(6)和辊体(4)、吸热段(5)之间加导热性能好的金属胶，使其紧密接触；冷凝段(2)加装散热翅片(1)强化散热。

2.根据权利要求1所述的一种旋转热管冷却式磨辊，其特征是：散热段(2)、辊轴(3)和吸热段(5)组成旋转热管，辊轴就是旋转热管。

3.根据权利要求1所述的一种旋转热管冷却式磨辊，其特征是：吸热段(5)内径大于辊轴(3)的内径，辊轴(3)和散热段(2)内径相同，旋转热管的内部构成台阶形状，且吸热段(5)的内径大于散热段(2)的内径。

4.根据权利要求1所述的一种旋转热管冷却式磨辊，其特征在于：旋转热管为钢-甲醇管、钢-丙酮管、钢-乙醇或钢-水管，热管材料为钢，工质为甲醇、丙酮、乙醇或水等同类低温相变传热介质，充入工质后，要求密封完好。

5.根据权利要求1所述的一种旋转热管冷却式磨辊，其特征在于：旋转热管设有两个，分别安装在磨辊两端。铝管(6)要与辊体(4)，要与吸热段(5)紧密接触，在铝管(6)和吸热段(5)间和铝管(6)和辊体(4)之间加入导热性能好的金属胶；散热翅片两组，散热翅片(1)和散热段(2)焊接在一起。

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