CN201844676U - 高热效烘缸用扰流棒结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高热效烘缸用扰流棒结构，包括多个连接环和多个条形扰流棒，多个连接环同轴设置在烘缸内，在多个连接环的外缘径向均布固装与烘缸内壁相接触的多个扰流棒，其特征在于：所述每个扰流棒均为实心且其外侧表面制出与烘缸内壁紧密贴合的弧面。本实用新型结构简单，扰流棒的个数及尺寸科学合理，能有效的提高蒸汽的热传导率，同现有技术相比，低转速时，烘缸表面温度可提高4～11℃，高转速时，烘缸表面温度可提高6～7℃，可见，烘缸高速转动时也能有效的保证纸张的烘干效果，整体上节省了能源，提高了生产效率。
Description
技术领域
本实用新型属于造纸与食品干燥设备领域，尤其是一种高热效烘缸用扰流棒结构。
背景技术
烘缸是造纸工艺中重要的干燥设备，其结构包括圆柱形缸体和端盖，圆柱形缸体的内壁上固装一避免缸体内壁形成水膜的扰流棒结构，在圆柱形缸体的两端开口处分别安装有一个端盖，在一侧的端盖上同轴嵌装中空的旋转轴，该旋转轴不仅支撑烘缸旋转，而且其中空的内部还安装有蒸汽进给管路和冷凝水的排水管路，在旋转轴伸入烘缸的部分安装有虹吸装置，虹吸装置为斗形集水虹吸装置，其结构包括斗形集水器，斗形集水器可以采用不转动的安装结构，也可以采取与缸体同步转动的安装结构，斗形集水器收集由蒸汽凝结成的冷凝水，经旋转轴内的排水管路排出缸体外，虹吸装置的设置使冷凝水尽快的排出，提高了蒸汽的热传导率。
上述扰流棒结构一般包括多个连接环和多个空心的条形扰流棒，多个连接环与圆柱形缸体同轴设置，在多个连接环的外缘平行且径向均布固装与圆柱形缸体内壁相接触的多个扰流棒。当圆柱形缸体旋转时，蒸汽经过与圆柱形缸体的热交换转变为冷凝水，这些冷凝水会在离心力的作用下在圆柱形缸体内壁形成水膜，降低蒸汽与烘缸之间的热传导效率，而条形扰流棒起到了阻拦水膜形成的作用。但较常用的条形扰流棒横截面为正方形或长方形，空心的结构热阻较高，而且其与圆柱形缸体的内壁之间留有空隙，贴合不紧密，也提高了热阻，而且条形扰流棒的个数以及大小的设置也存在不合理的问题，会出现冷凝水越过扰流棒的“溢流”问题，“溢流”也同样会提高热阻，导致烘缸表面温度的下降。
综上所述，现有技术中的扰流棒结构和虹吸装置相结合所达到的效果如图10所示，其中标注着“20根空心扰流棒”、“25根空心扰流棒”和“30根空心扰流棒”的曲线均为现有技术所用到的结构在不同转速下的温度变化曲线，“无扰流棒”曲线为烘缸内形成水膜后的温度变化曲线，通过比较可知，使用扰流棒的情况下，烘缸由低转速向高转速变化时，由于冷凝水的存在导致温度的变化非常明显，其温降在4～7℃，在大于1200m/min的转速时，扰流棒已失效，这对于纸张的烘干是非常不利的，纸张烘干效果不好时会导致最终成品的质量问题，所以在使用现有扰流棒结构的生产工艺中必须不断提高蒸汽的温度或降低烘缸的转速来满足正常的工作需要，这势必造成大量能源的浪费，提高生产厂家的生产成本，降低了生产效率，也不利于保证纸张的质量。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单且能有效提高烘缸表面温度的高热效烘缸用扰流棒结构。
本实用新型采取的技术方案是：
一种高热效烘缸用扰流棒结构，包括多个连接环和多个条形扰流棒，多个连接环同轴设置在烘缸内，在多个连接环的外缘径向均布固装与烘缸内壁相接触的多个扰流棒，其特征在于：所述每个扰流棒均为实心且其外侧表面制出与烘缸内壁紧密贴合的弧面。
而且，所述扰流棒的个数为：
当烘缸直径小于2米时，扰流棒个数为20～25根；
当烘缸直径大于3米时，扰流棒个数为35～40根。
而且，所述扰流棒的规格是：
当烘缸直径小于2米时，每条扰流棒截面为25×25mm2；
当烘缸直径大于3米时，每条扰流棒截面为30×40mm2或40×50mm2。
而且，所述扰流棒由高热导金属制成。
而且，所述连接环由四个弧形段通过螺栓依次首尾相连构成。
而且，还包括一安装在烘缸旋转轴上的虹吸装置，该虹吸装置是斗形集水虹吸装置或者环形集水虹吸装置。
而且，所述环形集水虹吸装置包括集水环、弧形连接管和五通头，多个集水环同轴固装在多个扰流棒的内侧表面，每个集水环的外侧表面均制有压接在相对位扰流棒侧壁的虹吸口，每个集水环一侧表面所连通的四个弧形连接管的内侧端部通过一五通头连通烘缸旋转轴内的排水管路。
而且，所述环形集水虹吸装置包括集水环、弧形连接管、五通头和连接管，两个集水环对称同轴固装在多个扰流棒的内侧表面，每个集水环的外侧表面均制有压接在相对位扰流棒侧壁的虹吸口，两个集水环相对的两侧面之间径向均布安装有四个连接管，四个连接管通过四个弧形连接管和五通头连通烘缸旋转轴内的排水管路。
本实用新型的优点和积极效果是：
1.本扰流棒结构中的扰流棒为实心，并均由铝、铜等高热导率的金属制成，每个扰流棒的外侧表面所制出的弧面使扰流棒与烘缸内壁紧密贴合，不会在缝隙中存留冷凝水，而且扰流棒本身提高了烘缸内壁的表面积，使蒸汽的热量可充分的传导，提高了烘缸的表面温度，不仅节省了能源，还使纸张更快速的被干燥，提高了生产效率。
2.本扰流棒结构中的扰流棒个数为20～25根，扰流棒的截面根据烘缸直径的尺寸设定，扰流棒的个数和不同尺寸的截面使烘缸在低转速或高转速状态下均无法形成均匀的水膜，有效的提高了蒸汽与烘缸内壁的接触面积，提高了热量的传导率，降低了能源消耗，降低了成本。
3.本扰流棒结构中虹吸装置不仅可以采用斗形集水虹吸装置，也可以采用环形集水虹吸装置，当直径小于2米的烘缸在低转速时使用固定安装的斗形集水虹吸装置，高转速时采用与烘缸同步旋转的斗形集水虹吸装置，而直径大于3米的烘缸采用环形集水虹吸装置，各种虹吸装置的使用进一步提高了烘缸的表面温度，同时生产厂家可以灵活的选用，方便了生产。
4.本实用新型结构简单，扰流棒的个数及尺寸科学合理，能有效的提高蒸汽的热传导率，通现有技术相比，低转速时，烘缸表面温度可提高4～11℃，高转速时，烘缸表面温度可提高6～7℃，可见，烘缸高速转动时也能有效的保证纸张的烘干效果，整体上节省了能源，提高了生产效率。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1的右视图（拆除烘缸右侧端盖）。
图3是图2的I部放大图。
图4是第一种环形集水虹吸装置的结构示意图。
图5是集水环、弧形连接管和烘缸侧壁的结构示意图。
图6是实施例2的结构示意图。
图7是第二种环形集水虹吸装置的结构示意图。
图8是图7的A-A向截面剖视图。
图9是图8的II部放大图。
图10是本实用新型与现有技术的温度与烘缸转速的曲线。
具体实施方式
下面结合实施例，对本实用新型进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。
本实用新型中，由于环形集水虹吸装置有两种结构，以下通过两个实施例分别进行描述，实施例1中描述了第一种环形集水虹吸装置，实施例2描述了第二种环形集水虹吸装置。
实施例1
一种高热效烘缸用扰流棒结构，如图1～5所示，包括多个连接环3和多个条形扰流棒2，多个连接环同轴设置在烘缸1内，在多个连接环的外缘径向均布固装与烘缸内壁相接触的多个扰流棒，本实用新型的创新在于：每个扰流棒均为实心且其外侧表面制出与烘缸内壁紧密贴合的弧面，每个扰流棒的外侧表面均所制的弧面使扰流棒与烘缸内壁紧密贴合，不会出现冷凝水的泄漏。
本实施例中，每个扰流棒均由铝、铜等高热导金属制成，高热导率金属制成的扰流棒底面与烘缸内壁紧密贴合，提高了烘缸内壁的表面积，使蒸汽的热量可充分的传导，提高了烘缸的表面温度。
扰流棒的个数为：
当烘缸直径小于2米时，扰流棒个数为20～25根；当烘缸直径大于3米时，扰流棒个数为35～40根。
每个扰流棒的规格是：
当烘缸直径小于2米时，每条扰流棒截面为25×25mm2，当烘缸直径大于3米时，每条扰流棒截面为30×40mm2或40×50mm2，扰流棒的个数和不同尺寸的截面使烘缸在低转速或高转速状态下均无法形成均匀的水膜，有效的提高了蒸汽与烘缸内壁的接触面积，提高了热量的传导率。
上述连接环由四个弧形段依次首尾相连构成，两个弧形段相对的端部均制出弯折部，两个弯折部之间通过螺栓11连接，在每个弯折部的两侧面均固装加强筋10，螺栓使连接环的直径可以微调，加强筋使连接环更稳固。
为了进一步提高烘缸表面的温度，扰流棒结构中还包括一虹吸装置，当烘缸直径小于2米时，转速小于600m/min时，由于冷凝水主要集中在烘缸底部，采用现有技术中的不转动的斗形集水虹吸装置，转速大于600m/min时，采用现有技术中的与烘缸同步转动的斗形集水虹吸装置。斗形集水虹吸装置包括斗形集水器，斗形集水器所收集的由蒸汽凝结成的冷凝水经嵌装在端盖6内的旋转轴8内的排水管路排出缸体外。当烘缸直径大于3米时，采用环形集水虹吸装置，其结构是：包括两个集水环5、八个弧形连接管4和安装在烘缸旋转轴上的两个五通头7，两个集水环同轴固装在多个扰流棒的内侧表面，每个集水环由四个弧形段通过锁紧螺栓9依次首尾相连构成，四个弧形段的外表面均布制出多个虹吸口12，每一个虹吸口均靠在相对位的扰流棒侧壁（见图5），当烘缸转动时，冷凝水在离心力的作用下积聚在扰流棒的一侧壁，此时该侧壁上紧靠的虹吸口正好将冷凝水吸走，排水效果非常好，为了进一步提高排水效果，虹吸口距烘缸内壁的高度H为2～4mm。两个集水环的每个弧形段的侧面均连通一个弧形连接管的一端，每个弧形连接管的另一端均连通五通头的一个输入端，五通头的输出端连通烘缸旋转轴内的排水管路。本实施例中的环形集水虹吸装置适用于宽度较小的直径大于3米的烘缸。
实施例2
本实施例如6～9所示，多个连接环和多个扰流棒的结构、尺寸以及二者与烘缸内壁和旋转轴的连接关系均与实施例1相同，不同的在于直径大于3米烘缸的环形集水虹吸装置的结构是：包括两个集水环、四个弧形连接管、一个五通头和四个连接管，两个集水环对称同轴安装在多个扰流棒的内侧表面，每个集水环由四个弧形段通过锁紧螺栓9依次首尾相连构成，四个弧形段的外表面均布制出多个虹吸口12，每一个虹吸口均靠在相对位的扰流棒侧壁（见图9），当烘缸转动时，冷凝水在离心力的作用下积聚在扰流棒的一侧壁，此时该侧壁上紧靠的虹吸口正好将冷凝水吸走，排水效果非常好，为了进一步提高排水效果，虹吸口距烘缸内壁的高度H为2～4mm。两个集水环之间相对位的四个弧形段之间均通过一连接管连通，四个连接管均连通一弧形连接管的一端，每个弧形连接管的另一端均连通五通头的一个输入端，五通头的输出端连通烘缸旋转轴内的排水管路。本实施例中的环形集水虹吸装置适用于宽度较大的直径大于3米的烘缸。
对比试验结果见图10中的“20根实心铝合金扰流棒”所指的曲线，可见在0～1500m/min的转速区间内，温降控制在4℃左右，同现有技术的其它三种方案相比较，在600m/min的转速时，烘缸表面温度可提高4～11℃，在1500m/min的转速时，烘缸表面温度可提高6～7℃。在25根实心铜合金扰流棒以及35～40根实心铝合金扰流棒的温度变化曲线中，温度随烘缸的转速变化也与图10相同，可见，无论在小直径烘缸或大直径烘缸中，采用本实用新型的结构后，烘缸表面的温度稳定，温降小，尤其在高转速时，烘缸表面的温度依然很高，可以使烘缸工作在较高转速下，这就意味着单位时间内纸张烘干的效率更高，不仅能保证纸张的烘干效果，提高了生产效率，而且还节省了能源的消耗。
Claims (8)
1.一种高热效烘缸用扰流棒结构，包括多个连接环和多个条形扰流棒，多个连接环同轴设置在烘缸内，在多个连接环的外缘径向均布固装与烘缸内壁相接触的多个扰流棒，其特征在于：所述每个扰流棒均为实心且其外侧表面制出与烘缸内壁紧密贴合的弧面。
2.根据权利要求1所述的高热效烘缸用扰流棒结构，其特征在于：所述扰流棒的个数为：
当烘缸直径小于2米时，扰流棒个数为20～25根；
当烘缸直径大于3米时，扰流棒个数为35～40根。
3.根据权利要求1所述的高热效烘缸用扰流棒结构，其特征在于：所述扰流棒的规格是：
当烘缸直径小于2米时，每条扰流棒截面为25×25mm2；
当烘缸直径大于3米时，每条扰流棒截面为30×40mm2或40×50mm2。
4.根据权利要求1所述的高热效烘缸用扰流棒结构，其特征在于：所述扰流棒由高热导金属制成。
5.根据权利要求1所述的高热效烘缸用扰流棒结构，其特征在于：所述连接环由四个弧形段通过螺栓依次首尾相连构成。
6.根据权利要求1所述的高热效烘缸用扰流棒结构，其特征在于：还包括一安装在烘缸旋转轴上的虹吸装置，该虹吸装置是斗形集水虹吸装置或者环形集水虹吸装置。
7.根据权利要求6所述的高热效烘缸用扰流棒结构，其特征在于：所述环形集水虹吸装置包括集水环、弧形连接管和五通头，多个集水环同轴固装在多个扰流棒的内侧表面，每个集水环的外侧表面均制有压接在相对位扰流棒侧壁的虹吸口，每个集水环一侧表面所连通的四个弧形连接管的内侧端部通过一五通头连通烘缸旋转轴内的排水管路。
8.根据权利要求6所述的高热效烘缸用扰流棒结构，其特征在于：所述环形集水虹吸装置包括集水环、弧形连接管、五通头和连接管，两个集水环对称同轴固装在多个扰流棒的内侧表面，每个集水环的外侧表面均制有压接在相对位扰流棒侧壁的虹吸口，两个集水环相对的两侧面之间径向均布安装有四个连接管，四个连接管通过四个弧形连接管和五通头连通烘缸旋转轴内的排水管路。
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