[发明专利]一种旋转热管冷却式磨辊

说明书

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系统，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。