一种锥度涨紧的高导热率均温复合夹层热辊筒制造技术

本实用新型专利技术公开了一种锥度涨紧的高导热率均温复合夹层热辊筒，辊筒包括外金属套筒、内金属套筒和n

【技术实现步骤摘要】
一种锥度涨紧的高导热率均温复合夹层热辊筒


[0001]本技术涉及一种锥度涨紧的高导热率均温复合夹层热辊筒。

技术介绍

[0002]现在行业内热辊中最常用的是热套装的液体热介质辊筒，大多是用导热油为热介质对辊筒进行热量的传输。其大多是设有螺旋油流通道的辊筒，也有沿轴线方向的直流道辊筒。热流体通过旋转接头将转动的辊筒与静止摆放的油加热装置连接成回路连续工作。输入载热介质控温的方式存在的问题是需要将热载流体通过旋转接头进出旋转的辊筒过程中不可避免的会因旋转密封件的磨损而出现热载流体的泄漏，这是业界始终没有妥善解决的问题。常用的高温热流体是导热油，导热油的泄漏会污染生产环境；而油质因持续高温也会发生碳化，使得传热效果变差。因此，业界引入了采用“热管”技术的热辊用于要求较高的生产设备上。
[0003]高导热均温辊筒通常是以“热管”原理制造的加热辊筒。利用一些物体在不同温度下物料形态由液态变成气态的特性来加热辊筒工作面，利用气态放热的均温特性来保证辊筒工作面温度的一致性。例如日本特电公司(TOKUDEN)的“高性能感应发热轧辊”，通过辊筒里边的电磁加热器加热辊筒内壁，使得辊筒内加注的处于真空状态中的液体受热变成蒸汽，蒸汽接触到外机筒套内壁后使外机筒被加热升温，蒸汽放热后凝成液体返回到内机筒外壁上并再度被加热成蒸汽，由此循环往复的均匀传递热量。不同加热温度区间的辊筒灌注的热管介质是不同的，例如常温至280℃温区的加热辊筒内加注的热介质是“水”，在200℃～420℃的加热辊中加入的热介质是“萘”。
[0004]上述热管形式的加热辊筒的优点是加热温度均匀，不会有因油加热的旋转接头漏油污染生产现场环境的问题。缺点是液体加热蒸发成气体的加热方式对温度控制可靠性要求较高，在高于限定使用温度范围时加热的效果会变差；并且在发生温度控制失控超温后造成气化压力过高而有发生爆炸的可能；而且热管里边加注的液体是有一定的使用寿命期限，使用中的加热传热效果会逐渐衰减失效；也存在热管内的液体慢泄漏造成失效的问题。“热管”式加热装置的加热温度有效范围较窄，一种介质不能适应兼顾温区较宽的不同加热温度产品加工的需要。例如“水介质热管”不能适应高于280℃温度的工况需要，在高于280℃工况下要更换成“萘介质热管”。
[0005]为了解决上述问题，有了用高导热率固体材料来提高均温效果的方案思路，例如采用两层厚壁圆柱管筒之间夹持高导热率材料如石墨导热膜的结构方式，采用外管高温热胀后套装再冷缩卡紧的方式成型或内管为开口筒体使内套涨紧挤压贴实后再焊封成圆筒的方式。此方案制造的电加热辊筒的造价比“热管”式热辊有所降低，爆炸的危险也被消除。在安全性上来说比“热管式”热辊有了一定的提高。但是其还存在着许多方面的不足，有进一步提高的需求。一是套装方式的不足，加热套装时，留的缝隙小了在热装时容易碰触到高导热率材料而影响导热层铺设平整的效果，一些面导热率高导热率材料不太容易铺展均匀(尤其是使用较软较薄的石墨均温层时)；而热套装时缝隙开口大了也可能会出现金属筒体
热收缩量不够而发生高导热层被挤压的不紧实的可能而导致热传递效果变差的问题，高导热层铺展效果不好也会导致出现筒体传热不均匀的问题，特别是在套装时的高温小缝隙使得人工维护柔软的导热材料的铺展效果非常困难。内外筒体套装时将高导热箔材料均匀紧密压实在夹层缝隙中保持良好的接触是高传热材料夹层热辊均温性能保证的关键，若夹层被挤压的不实就会使传热效率和传热精度大打折扣。高导热层铺设的平整均匀和压实的紧密一致是发挥高导热率材料复合夹层的均温辊筒均温效果的最基本的保证。
[0006]在使用多个均温复合体结构夹层时，繁琐的多次热套装使得多层筒体的制作难度和制作成本大大增加，使得夹层的装配质量的保证也更加困难，热装的加热能耗也大大增加。怎样解决辊的功能和辊的制作之间的上述矛盾呢？下边的非热装的锥套顶紧方案就巧妙地解决了这一矛盾。

技术实现思路

[0007]本技术要解决的技术问题是克服现有技术中热套装制作电加热辊筒存在的无法保证高导热层铺设的平整均匀和压实的紧密一致的缺陷，提供一种常温冷套装的方法，即锥形套筒涨紧压实法，其成型制作容易实施，是造价更低、方法更环保的高导热率材料均温层组合单元结构辊筒的制作方法，即能突出电加热辊筒使用上的温度均匀性更好、安全性更高的特点，在制作方面用冷装的方式又使得制作过程更加简单容易，更加适合现在绿色节能、安全环保的理念。
[0008]为了解决上述热套装技术的问题，本技术提供了如下的技术方案：
[0009]本技术提供了一种锥度涨紧的高导热率均温复合夹层热辊筒，是一种锥形常温冷装配的镶嵌高导热率材料组合层的套装均温辊筒的加工制造方案，采用了带有锥度的套筒装配方式，而非采用常规的热胀冷缩套装方式来实现辊套套层涨紧的常温冷装配方式。
[0010]辊筒设置有外金属套筒和内金属套筒，两者之间夹有高导热率材料复合夹层，外金属套筒外形是圆柱形，内腔是圆锥台形；内金属套筒的外表面也呈圆锥台形，且与外金属套筒的内表面互补，外金属套筒、内金属套筒之间留有放置高导热率材料复合夹层的间隙量，内金属套筒的内腔为圆柱形，内金属套筒的内腔内装设有发热源装置。
[0011]进一步的，在外金属套筒与内金属套筒之间还可套有第一金属锥套筒；
[0012]进一步的，还可在外金属套筒与第一金属锥套筒之间可套设第二金属锥套筒；
[0013]以此类推，金属锥套筒的总层数为n
‑
2，由外金属套筒，内金属套筒和各金属锥套筒组成的金属套筒的总层数为n；两个相邻的金属套筒之间均夹设有高导热率材料复合夹层，高导热率材料复合夹层的个数为n
‑
1，n为2,3,4,5或6；优选的，n为2，3或4。
[0014]夹持同一个高导热率材料复合夹层的两个金属套筒面的锥度是相同的，并留有放置高导热率材料复合夹层的间隙量的圆锥台形，通过锥面的涨紧而将高导热率材料复合夹层与金属套筒接触面压实，实现金属套筒与高导热率材料复合夹层之间良好的接触来实现好的传热效果，优选的，锥度的范围为0.1
°
～4
°
。
[0015]本技术利用多个高导热率材料复合夹层的传热效率高来提高辊面的温度一致性。所述高导热率材料复合夹层中的高导热率材料为非金属膜片层(如石墨烯膜、石墨炔膜、石墨膜、碳纤维及其织物、高导热涂层或其它非金属高导热率材料层)，高导热率材料复
合夹层为单层的高导热率材料或者多层的高导热率材料层层叠加而成，当需要设置多层的高导热率材料层时，在相邻的2层高导热率材料层之间设置一层金属箔片(可以为铝箔片、铜箔片、铁箔或其它金属材质的)。
[0016]当辊温度分布均匀性要求提的较高时，单独的高导热率材料复合夹层就不能达到较高的均温要求了，这时，就需要提高均温能力了。一是将均温层做成更多层高导热率材料组合成的复合均温层，增加每个复合均温夹层叠加层数的数量，一层非金属高导热率材料层叠加一层金属箔导热层、再叠加一层高导热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锥度涨紧的高导热率均温复合夹层热辊筒，其特征在于，包括外金属套筒、内金属套筒和两者之间的高导热率材料复合夹层，外金属套筒外形是圆柱形，内腔是圆锥台形，内金属套筒的外表面也呈圆锥台形，且与外金属套筒的内表面互补，外金属套筒、内金属套筒之间留有放置高导热率材料复合夹层单元组的间隙量，内金属套筒的内腔为圆柱形，内金属套筒的内腔内设有发热源装置。2.如权利要求1所述的锥度涨紧的高导热率均温复合夹层热辊筒，其特征在于，在外金属套筒与内金属套筒之间还可套有第一金属锥套筒，在外金属套筒与第一金属锥套筒之间的第二金属套筒，以此类推，金属锥套筒的总层数为n
‑
2，由外金属套筒，内金属套筒和各金属锥套筒组成的金属套筒的总层数...

【专利技术属性】
技术研发人员：史春彦，史晓杰，朱文洪，张轶晶，
申请(专利权)人：史晓杰，
类型：新型
国别省市：