申请/专利权人：昆明纳太科技有限公司

申请日：2018-05-14

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN108691233B

主分类号：D21F5/02

分类号：D21F5/02;D21F5/20;D06B15/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2021.03.12#实质审查的生效;2018.10.23#公开

摘要：本发明公开一种装配式热气烘缸及其应用于余热利用系统，属于造纸、纺织、印染及非织造布的干燥技术领域。由于大直径烘缸的效率远高于多个小直径烘缸串联的效率，所以很多产品的烘干过程中可以采用大直径烘缸。受公路运输限制，大直径热汽烘缸需设计成装配式热汽烘缸。包括N个独立加热体和三套管。三套管由外套管、中套管和芯管组成。独立加热体为整个烘缸沿周围表面等分而成。装配式具有结构精巧成本低、热能利用率高等优点。装配式热汽烘缸应用于烘缸自循环系统，使高温，高湿、高潜热微压热汽的废热利用成为可能。

主权项：1.一种装配式热汽烘缸，表面为圆辊状加热体结构，其特征在于,包括N个独立加热体和三套管；所述独立加热体具有一圆弧曲面的加热面，加热面相对的面为底板，连同侧板组成一个封闭的加热体，N个独立加热体的加热面组合成一个完整的圆辊状加热体的圆周面；N个独立加热体组合后，独立加热体的底板在装配式热汽烘缸内围城了内腔；所述独立加热体内部沿着装配式热汽烘缸的母线方向全幅宽的布置进汽管、排汽管和冷凝水排出管，进汽管上设置热汽口，排汽上设置回汽口，冷凝水排出管上设置冷凝水收集口；所述三套管由外套管、中套管和芯管从外到里同轴心相套组成；所述三套管一段伸入装配式热汽烘缸的内腔内，一段伸出内腔外；所述外套管、中套管和芯管在伸出内腔的部分分别通过旋转接头与外端接口、排汽口和冷凝水排出口连接,保证三套管随烘缸旋转，外接端口、排汽口和冷凝水排出口不旋转，实现外套管、中套管、芯管分别设有的外接端口、排汽口、冷凝水排出口在烘缸转动中与外界管道的连接；处于内腔部分的三套管，其中，外套管分出N个进汽支管分别与N个独立加热体内的进汽管连接；中套管分出N个排汽支管分别与N个独立加热体内的排汽管连接；芯管分出N个冷凝水排出支管分别与N个独立加热体内的冷凝水排出管连接。

全文数据：装配式热汽烘缸及其应用于余热利用系统技术领域[0001]本发明涉及一种装配式热汽烘缸，属于造纸、纺织、印染及非织造布的干燥技术领域。背景技术[0002]烘缸是造纸、纺织、印染及非织造布的干燥作业中作为产品干燥的关键部件，用来烘干产品中的水分，整饰纸面。目前，市场上基本采用蒸汽烘缸，蒸汽烘缸是压力容器，受压力容器的管制。蒸汽烘缸的旋转接头只需考虑蒸汽的进口与冷凝水的出口。蒸汽送入烘缸内后，与缸内原有的蒸汽均匀混合，一起工作，无特殊结构。冷凝水主要集中在烘缸底部，用虹吸管加上内部蒸汽的压力，通过旋转接头，向烘缸外排出。即使冷凝水在高转速时形成水环，也有成熟的技术排除冷凝水。蒸汽烘缸只有排水功能，没有排汽汽功能，导致其蒸汽烘缸的热能利用率不高，限制了对高温，高湿、高潜热微压热汽的利用，蒸汽烘缸的壁厚大、重量大，导致传热慢，且造价高。发明内容[0003]本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种装配式热汽烘缸，降低成本的同时，提高热效率。[0004]为解决上述技术问题，本发明提供一种装配式热汽烘缸，表面为圆辊状加热体结构，其特征在于，包括N个独立加热体和三套管;所述独立加热体具有一圆弧曲面的加热面，加热面相对的面为底板，连同侧板组成一个封闭的加热体，N个独立加热体的加热面组合成一个完整的圆辊状加热体的圆周面;N个独立加热体组合后，独立加热体的底板在装配式热汽烘缸内围城了内腔；所述内腔截面为圆形，考虑加工方便，所述内腔截面为N变形。[0005]所述独立加热体内部沿着装配式热汽烘缸的母线方向全幅宽的布置进汽管、排汽管和冷凝水排出管，进汽管上设置热汽口，排汽上设置回汽口，冷凝水排出管上设置冷凝水收集口；、所述三套管由外套管、中套管和芯管从外到里同轴心相套组成;所述三套管一段伸入装配式热汽烘缸的内腔内，一段伸出内腔外;所述外套管、中套管和芯管在伸出内腔的部分£别通过旋转接头与外端接口、排汽口和冷凝水排出口连接，保证三套管随烘缸旋转，外接端口、排汽口和冷凝液排出口不旋转，实现外套管、中套管、芯管分别设有的外接端口、排汽口、冷凝水排出口在烘缸转动中与外界管道的连接；I…处于内腔部分的三套管，其中，外套管分出N个进汽支管分别与N个独立加热体内的进汽管连接;中套管分出N个排汽支管分别与N个独立加热体内的排汽管连接;芯管分个冷凝水排出支管分别与N个独立加热体内的冷凝水排出管连接；所述热汽口为沿着进汽管管壁上设置的一排小孔或长缝。[0006]所述回汽口为沿着排汽管管壁上设置的一排小孔或长缝。[0007]所述冷凝水收集口为沿着冷凝水排出管管壁上设置的一排小孔或长缝。[0008]所述冷凝水排出支管设置自控阀门，自控阀门控制冷凝水排出支管的开闭，在对应独立式热汽烘缸运行到底部时，自控阀门将开启，其余时为常闭。[0009]所述热汽口111两侧设有进汽导流板。[0010]所述回汽口121两侧设有排汽导流板。[0011]所述缸体的内侧设有凹槽或散热片。[0012]所述装配式热汽烘缸的非加热区域设有保温层。[0013]所述独立加热体内部设置弧形导流板，弧形导流板具有圆弧曲面，圆弧曲面与独立加热体的圆弧面同轴心。[0014]本发明中的装配式热汽烘缸，由N个独立加热体等分数量按外型尺寸能满足公路运输所需而确定。[0015]一种装配式热汽烘缸应用于烘缸自循环干燥系统，包括装配式热汽烘缸，第一热交换器，第二热交换器，第一风机，第二风机和加热气罩;外部热源通过第一热交换器加热由第一风机抽取的热汽最开始是空气），获得升温的热汽送入装配式热汽烘缸中，整体热汽烘缸干燥物料;从装配式热汽烘缸排气口出来的热汽则被送入第二热交换器中，用于加热杯第二风机送入的空气，形成干热空气被送入加热气罩中对物料进行加强干燥，由此产生的水蒸气和装配式热汽烘缸干燥物料产生的水蒸气连同热空气一起被加热气罩收集经过第一风机又循环进入第一热交换器，如此循环。[0016]有益效果:装配式热汽烘缸为非压力容器普通蒸汽烘缸为压力容器），具有结构精巧，制造成本低、热能利用率高等优点；以高温，高湿、高潜热微压废热为热源，使高温，高湿、高潜热微压热汽的废热利用成为可能，节能效果非常明显；同时，由于采用N个独立加热体的装配式结构，对于大尺寸的热汽烘缸，在加工时更便于逐个加工，在运输时，由于分成多个独立加热体，便于运输。附图说明[0017]图1是本发明具体实施中装配式热汽烘缸的立体结构示意图；图2是本发明具体实施中装配式热汽烘缸的拆除5个独立加热体的立体结构示意图；图3本发明具体实施中装配式热汽烘缸的轴向示意图；图4本发明具体实施中装配式热汽烘缸的沿母线方向剖面示意图；图5是本发明图4中的A部放大示意图；图6是本发明图4中的B部放大示意图；图7是本发明图4中的C部放大示意图；图8是本发明具体实施中冷凝水排出管的示意图；图中：1_独立加热体，2_三套管，21-外套管，22_中套管，23-芯管，11-进汽管，212-进汽支管，111-热汽口，12-排汽管，222-排汽支管，12卜回汽口，13-冷凝水排出管，13卜冷凝水收集口，232-冷凝水排出支管，21卜外接端口，22卜排汽口，23卜冷凝水排出口，14-进汽导流板，15-排汽导流板，5-自控阀门，3-传动齿轮，4-轮辐，，17-定位连接装置，6-轴承，7_内腔，16-弧形导流板，18-加热面，19-底板。213，214，223，224，233-旋转接头。L0018J图9是本发明装配式热汽烘缸应用于单烘缸自循环千燥系统示意图；图10本发明装配式热汽烘缸应用于多烘缸自循环干燥系统示意图；图9，1〇中：1-装配式热汽烘缸，2-第一热交换器，3-第二热交换器，4-第一风机，5-第二风机；具体实施方式[0019]下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详尽描述，实施例中未注明的技术或产品，均为现有技术或可以通过购买获得的常规产品。[0020]实施例1装配式热汽烘缸结构与工作过程如图1-8所示，本装配式热汽烘缸，为圆辊状加热体结构，包括6个独立加热体1和三套管2;所述独立加热体1具有一圆弧曲面的加热面16,加热面相对的面为底板19，连同侧板组成一个封闭的加热体，6个独立加热体的加热面组合成一个完整的圆辊状加热体的圆周面；6个独立加热体组合后，独立加热体的底板19在装配式热汽烘缸内围城了内腔7,内腔截面呈正6边形；在另一个具体实施例中，独立加热体的底板呈与加热面同轴心圆弧曲面，则由底板围成的内腔的截面呈圆形；独立加热体内部沿着装配式热汽烘缸的母线方向全幅宽的布置进汽管11、排汽管12和冷凝水排出管I3,进汽管上设置热汽口，排汽上设置回汽口，冷凝水排出管上设置冷凝水收集口，冷凝液收集口具体为在冷凝排出管的侧壁开口；三套管2由外套管21、中套管22和芯管23从外到里同轴心相套组成;所述三套管一段伸入装配式热汽烘缸的内腔内，一段伸出内腔外;所述外套管21在伸出内腔的部分通过旋转接头213与外端借口211连接，中套管22在伸出内腔的部分通过旋转接头223与排汽口221连接，芯管23在伸出内腔的部分通过旋转接头233与冷凝水排出口231连接，保证三套管随烘缸旋转，外接端口、排汽口和冷凝液排出口不旋转，实现外套管21、中套管22、芯管23分别设有的外接端口211、排汽口221、冷凝水排出口231在烘缸转动中与外界管道的连接，这里同时在中套管22伸出外套管21处，安装了旋转接头214,起到旋转和密封的作用，在芯管23伸出中套管22处，安装了旋转接头224,起到旋转和密封的作用;上述的旋转接头，具体采用烘缸通用的旋转接头，其型号和尺寸根据具体尺寸选用，这属于公知技术，就不再赘述；处于内腔7部分的三套管2,其中，外套管21分出6个进汽支管212分别与6个独立加热体内的进汽管11连接；中套管22分出6个排汽支管222分别与6个独立加热体内的排汽管12连接;芯管23分出6个冷凝水排出支管232分别与6个独立加热体内的冷凝水排出管13连接；沿着在独立加热体内的进汽管11管壁上设置的一排小孔，称为热汽口111如图6.在另一个具体实施例中，热汽口111设置成一条长缝。[0021]无论是小孔或者长缝，都是便于将热汽扩散，此处不特别限定具体形状，只要是按照流体力学原理设计的满足热汽能够均布的开口即可。基于流体力学原理和实践经验，小孔或长逢的总面积与进汽支管212的通道面积比在20-100%的范围，均能保证热汽能均匀引入热汽烘缸。热汽口111两侧设置有进汽导流板14,引导热汽全幅均匀的输送到独立加热体1的加热面18的内侧。[0022]在独立加热体内的排汽管12的管壁上设置的一排小孔，称为回汽口。[0023]在另一个具体实施例中，回汽口设置成一条长缝。[0024]无论是小孔或者长缝，都是便于将热汽扩散，此处不特别限定具体形状，只要是按照流体力学原理设计的满足热汽能够均布的开口即可。通常的，回汽口121为一排小孔长逢，便于将己经降温的热汽输送至排汽管35中将其排出。回汽口121的小孔或长缝的总面积与排汽支管222的通道面积比在20-100%的范围，保证排汽能均匀排出热汽烘缸。回汽口121两侧设有排汽导流板15，引导己经被冷却的热汽能全幅均匀进入到排汽管12中。[0025]沿着冷凝水排出管管壁上设置的一排小孔或长缝，称为冷凝水收集口131如图8〇[0026]在独立加热体内部设置弧形导流板16,弧形导流板16具有圆弧曲面，圆弧曲面与独立加热体的圆弧面同轴心，弧形导流板16—端连接进汽导流板14,一端连接排汽导流板15。[0027]在冷凝水排出支管232设置自控阀门5，自控阀门控制冷凝水排出支管的开闭，在对应独立式热汽烘缸运行到底部时，自控阀门5将开启，其余时为常闭。其中自控阀门5具体为重力式控制阀门。[0028]在另一个具体实施例中，采用其他控制方式实现独立式热汽烘缸运动到底部时，自动开启自控阀门的功能，具体实现方式为公知应用技术。[0029]在装配式热汽烘缸的两侧和内腔7壁上设有保温层。[0030]六个独立加热体之间需精确连接与定位，保证装配式热汽烘缸拆卸与维修后重新装配的精度。[0031]在独立加热体的加热面的内侧设有凹槽，以加大传热面积而提高传热效率。在另一个实施例中，在独立加热体的加热面的内侧设施有其他便于加大创热面积的结构，例如散热片。[0032]在热汽烘缸两侧及独立加热体的底板设有保温层，减少不必要的散热。[0033]在外套管21伸出内腔7的部分上设置传动齿轮3,外界动力通过传动齿轮3带动整个装配式烘缸旋转，不过由于有了旋转接头的缘故，外端借口211，排汽口221和冷凝水排出口231并不随着旋转。[0034]本发明使用时，热汽从外接端口211沿着进汽支管212进入到独立加热体1内部的进汽管11，经过进汽管11上的热汽口111，热汽释放，沿进汽导流板14,再经由与缸面同心的弧形导流板I6的引导下，在独立加热体1中沿着加热面18内侧均布，与加热面18进行热交换，以加热、蒸发缸体外壁表面的待加热干燥的物品;完成热交换后的热汽中的大部分水蒸汽冷凝成水;剩余蒸汽与冷却后的空气在排汽导流板15的引导下，流到排汽管的外壁，经回汽口121，进入排汽支管2M，最终经排汽口Ml排出缸外，当独立加热体运转到底部附近时，冷凝水才能集中到底部，当每个独立加热体运转底部附近时，自控阀门5打开，冷凝水被抽出。[0035]在另一些具体实施例中，独立加热体的个数并不限定是6个，其个数按外型尺寸能满足公路运输所需，以及加工方便程度综合考虑，确定装配式热汽烘缸所分的独立加热体的个数，独立加热体的个数和三套管所分的进汽支管、排汽支管和冷凝水排出支管的数目是相对应的。对于具有其他数量的独立加热体的装配式热汽烘缸的基本结构和工作过程和6个独立加热体的装配式热汽烘缸是相同的，这里不再赘述。L〇〇36」买施例2装配式烘缸应用于烘缸自循环千燥系统如图9所不，单供缸自循环干燥系统包括装配式热汽供缸〖，第一热交换器2，第二热交换器3，第一风机4，第二风机5和加热气罩6;外部热源通过第一热交换器2加热由第一风机4抽取的热汽最开始是空气），获得升温的热汽送入装配式热汽烘缸1中，整体热汽烘缸丄干燥物料;从装配式热汽烘缸1排气口出来的热汽则被送入第二热交换器3中，用于加热杯第一风机5送入的空气，形成热空气被送入加热气罩6中对物料进行加强干燥，由此产生的水蒸气和装配式热汽烘缸1干燥物料产生的水蒸气连同热空气一起被加热气罩6收集经过第一风机4又循环进入第一热交换器2,如此循环，湿纸页在连续烘干过程中，主要耗能仅用在热风汽罩排出的热汽加热升温过程中，而热汽的热比容是很小的，干空气的热比容仅1〇131〇^*：，水蒸汽的热比容仅2.0934幻如.：。而100。：水的蒸发耗能需2256.61〇如，20°C的水升温到l〇〇X耗能需334.944KJKg，可见节能效果非常明显。干燥系统除了补充少量热汽升温热能外，仅需补充全系统的热效率损失。第一风机4和第二风机5选用耐高温变频离心风机。在运行时，需要控制第一风机4和第二风机5的风量，以保持加热汽罩6内外的风压为0,既不让外界的冷空气进入加热汽罩，也不让加热汽罩中的热汽散失到系统外。[0037]在另一具体实施例中，两个以上的单烘缸循环系统组合使用，形成多烘缸自循环干燥系统，如图10所示为12个装配式热汽烘缸组合多烘缸自循环干燥系统，其中两个烘缸并联形成一套自循环系统。[0038]上面结合附图对本发明的技术内容作了说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下对本发明的技术内容做出各种变化，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：种装配式热汽烘缸，表面为圆辊状加热体结构，其特征在于，包括N个独立加热体和三套管i所述独立加热体具有一圆弧曲面的加热面，加热面相对的面为底板，连同侧板组成一个^寸闭的加热体，N个独立加热体的加热面组合成一个完整的圆辊状加热体的圆周面；N个独立加热体组合后，独立加热体的底板在装配式热汽烘缸内围城了内腔；所述独立加热体内部沿着装配式热汽烘缸的母线方向全幅宽的布置进汽管、排汽管和冷凝水排出管，进汽管上设置热汽口，排汽上设置回汽口，冷凝水排出管上设置冷凝水收集P;所述三套管由外套管、中套管和芯管从外到里同轴心相套组成;所述三套管一段伸入装配式热汽烘缸的内腔内，一段伸出内腔外;所述外套管、中套管和芯管在伸出内腔的部分分别通过旋转接头与外端接口、排汽口和冷凝水排出口连接，保证三套管随烘缸旋转，外接端口、排汽口和冷凝液排出口不旋转，实现外套管、中套管、芯管分别设有的外接端口、排汽口、冷凝水排出口在烘缸转动中与外界管道的连接；处于内腔部分的三套管，其中，外套管分出N个进汽支管分别与N个独立加热体内的进汽管连接;中套管分出N个排汽支管分别与N个独立加热体内的排汽管连接;芯管分出N个冷凝水排出支管分别与N个独立加热体内的冷凝水排出管连接。2.根据权利要求1所述的装配式热汽烘缸，所述热汽口为沿着进汽管管壁上设置的一排小孔或长缝。3.根据权利要求1所述的装配式热汽烘缸，所述回汽口为沿着排汽管管壁上设置的一排小孔或长缝。4.根据权利要求1所述的装配式热汽烘缸，所述冷凝水收集口为沿着冷凝水排出管管壁上设置的一排小孔或长缝。5.根据权利要求1所述的装配式热汽烘缸，所述冷凝水排出支管设置自控阀门，自控阀门控制冷凝水排出支管的开闭，在对应独立式热汽烘缸运行到底部时，自控阀门将开启，其余时为常闭。6.根据权利要求1或2所述的装配式热汽烘缸，所述热汽口两侧设有进汽导流板。7.根据权利要求1或3所述的装配式热汽烘缸，所述回汽口两侧设有排汽导流板。8.根据权利要求1所述的装配式热汽烘缸，所述缸体的内侧设有凹槽或散热片。9.根据权利要求1所述的装配式热汽烘缸，所述装配式热汽烘缸的的非加热面区域，设有保温层。10.根据权利要求1所述的装配式热汽烘缸，所述独立加热体内部设置弧形导流板，弧形导流板具有圆弧曲面，圆弧曲面与独立加热体的圆弧面同轴心。11.一种装配式热汽烘缸应用于烘缸自循环干燥系统，其特征在于，包括装配式热汽烘缸，第一热交换器，第二热交换器，第一风机，第二风机和加热气罩;外部热源通过第一热交换器加热由第一风机抽取的热汽，获得升温的热汽送入装配式热汽烘缸中，整体热汽烘缸干燥物料;从装配式热汽烘缸排汽口出来的热汽则被送入第二热交换器中，用于加热第二风机送入的空气，形成干热空气被送入加热气罩中对物料进行加强干燥，由此产生的水蒸气和装配式热汽烘缸干燥物料产生的水蒸气连同热空气一起被加热气罩收集经过第一风机又循环进入第一热交换器，如此循环。

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