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從加熱方式看輥筒的優劣

2020-08-19 14:33:24 來源:上海聯淨

輥筒是人類偉大的發明,機器上大部分輥筒是不需要加熱的,但少數輥筒需要,我們稱之為加熱輥。

加熱輥廣泛應用於造紙、印刷、打印、複印、紡織、橡膠、塑料、化纖等行業中預熱、烘幹、定型、層壓、壓紋、壓花、複合等生產工藝,主要用於產品的加熱及熱加工。通過某種方式對輥進行加熱,輥通過轉動將輥上運行的產品進行加熱。

根據加熱方式的不同,加熱輥可以分為流體加熱和電加熱兩大類。其中流體加熱主要有導熱油、水、蒸汽這叁種介質;電加熱主要分為電熱管直接加熱和電磁感應加熱兩種。

導熱油加熱輥

這是最常用的一種加熱輥,目前在用的加熱輥大都采用導熱油加熱。優點是結構相對簡單,造價低。不足是長時間使用後容易結垢,導致溫度不均勻;受限於導熱油本身的性質,溫度不能太高(一般不高於250℃);需要外接油泵循環,通過旋轉接頭接入輥筒,不但額外浪費能源,還存在漏油的隱患。

水加熱輥

水加熱輥的輥筒結構類似於導熱油加熱輥,造價同樣較低。受限於水溫(開放系統下不超過100℃),輥面溫度很難超過80℃。如果用的普通自來水,輥筒內壁也存在結水垢的問題;外接水泵循環還有額外的能源浪費。

蒸汽加熱輥

蒸汽加熱輥通過旋轉接頭外接蒸汽管道將蒸汽通入輥內加熱。輥筒結構簡單,造價低。同樣,受限於蒸汽壓力隨溫度升高而迅速上升,輥筒溫度也不太高(一般不超過180℃)。隨著國家對鍋爐使用的限制,蒸汽加熱輥的數量正在快速下降。

電加熱輥

電加熱大都使用電熱棒作為熱源,因此,理論上輥筒可以被加熱到很高的溫度。

現有電加熱輥中的電熱棒與輥筒並非完全接觸,所以熱量傳遞存在傳導和輻射兩種方式。如果不處理好熱量合理傳遞問題,輥筒溫度的均勻性往往不佳。為此,很多廠商在輥壁上開有油孔,將導熱油灌入其中,這樣,通過導熱油的均熱作用,可以讓輥溫變得更均勻。但如果遇到熱量消耗特別大的情況,不均勻的現象還是會很嚴重。另外,灌入導熱油也會存安全問題,媒體有報道因為導熱油受熱膨脹而導致輥筒漲裂的現象。

電磁感應加熱輥

這是加熱輥中技術含量最高的一種,由日本特電株式會社於1964年發明。經過50多年的發展,該公司至今仍然壟斷高端加熱輥市場。中國具有自主知識產權的電磁感應加熱輥在2009年由上海聯淨公司研制成功。電磁感應加熱輥不但可以實現很高的輥溫(400℃以上),而且清潔、節能。嵌入好的均溫技術之後,也可以做到溫度均勻性良好。因此,電磁感應加熱輥是許多高端材料理想的加熱和加工工具。同時,由於結構複雜,其造價也必然高企。這也是限制電磁感應加熱輥大規模應用的最大障礙。

以上海聯淨公司的電磁感應加熱輥為例,其優點如下:

聯淨電磁加熱輥結構示意圖

獨特的能量密度發布技術,讓輥筒實現高效加熱的同時,表面溫度均勻性可保持在±0.5℃以內。

聯淨電磁加熱輥結構示意圖

聯淨電磁加熱輥工作原理

輥體內均勻布置的加熱線圈外接電源控制模塊。

通電後將50HZ/60HZ的交流電變換成直流電壓,再經過電源控制模塊將直流電壓轉換頻率為20-40KHZ的高頻電壓輸出,快速運動的高壓電流在輥體內部線圈中產生高速變化的磁場。

磁生熱,線圈中產生的磁場與金屬輥體接觸後加熱輥輥體內部聚集切割交變磁力線而產生交變的電流(即渦流),渦流使加熱輥輥體的鐵原子高速無規則運動,原子互相碰撞、摩擦而產生熱能。

簡單說,電磁感應加熱的原理就是利用電、磁、熱能間的轉換達到使被加熱物體自身發熱的效果。

聯淨電磁加熱輥工作原理

聯淨電磁加熱輥特點

溫度分布范圍大

輥筒在電磁場的作用下自身感應發熱,可以實現50~420℃范圍內調節電磁加熱輥的溫度。

溫控精度高,輥面溫度均勻

采用特殊的能量密度分布技術,可實線輥面溫度精度最高達±0.5℃。

還可以按照用戶工藝需求,進行特殊的溫度分布設計。

結構緊湊,節省空間

聯淨電磁感應加熱輥只需要用電,無須其他動力設施,安裝和使用空間小。

使用清潔,維護方便

沒有使用導熱油、蒸汽及其它可燃物的泄露,工作現場清潔。模塊化設計結合多元化人機交互畫面,一鍵操控,操作維護方便。

支持Modbus/TCP、Modbus RTU/ASCII、RS-485、EtherNet-IP等通信協議,實現更多的工業互聯可能。

能耗更低

通過感應方式加熱,熱效率高,和傳統導熱油加熱輥、蒸汽加熱輥相比,能耗降低50%左右,部分行業節能率超過70%。

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