[实用新型]一种锥度涨紧的高导热率均温复合夹层热辊筒

说明书

本实用新型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‑2层金属锥套筒，各金属套筒之间均夹设有高导热率材料复合夹层；外金属套筒的外表面是圆柱形、内表面是圆锥台形；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，通过锥面的涨紧而将高导热率材料复合夹层在内外套接触面之间压实实现好的传热效果；高导热率材料复合夹层根据需要由若干层金属箔和高导热率材料制成，本实用新型具有制造成本低，安全性高，控温精度高和节能环保的特点。

技术领域

本实用新型涉及一种锥度涨紧的高导热率均温复合夹层热辊筒。

背景技术

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。

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”。

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”。

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。