阅读说明：本技术 瓦楞纸板生产线蒸汽加热辊疏水结构 (Corrugated board production line steam heating roller hydrophobic structure ) 是由 胡恒峰 曹欢 黄艮兵 曾坤 于 2020-07-30 设计创作，主要内容包括：瓦楞纸板生产线蒸汽加热辊疏水结构,包括蒸汽加热辊(1)及其设置在蒸汽加热辊(1)内的虹吸管,其特征在于蒸汽加热辊(1)内设置有随蒸汽加热辊(1)同步运动的螺旋导流片(2),且该螺旋导流片(2)的外螺旋线与蒸汽加热辊(1)内部相接触或相连接。本发明涉及蒸汽加热辊领域,具体涉及一种用于瓦楞纸板生产线上的蒸汽加热辊疏水结构。本发明优点是：改变了传统蒸汽加热辊中蒸汽冷凝后形成的冷凝水自然吸附在缸体内腔的结构。通过创新设计螺旋导流片,螺旋导流版的旋转方向按蒸汽加热辊的旋转方向设计。(A corrugated board production line steam heating roller hydrophobic structure comprises a steam heating roller (1) and a siphon arranged in the steam heating roller (1), and is characterized in that a spiral flow deflector (2) moving synchronously with the steam heating roller (1) is arranged in the steam heating roller (1), and the outer spiral line of the spiral flow deflector (2) is in contact with or connected with the inside of the steam heating roller (1). The invention relates to the field of steam heating rollers, in particular to a steam heating roller drainage structure for a corrugated board production line. The invention has the advantages that: the structure that condensed water formed after steam condensation in the traditional steam heating roller is naturally adsorbed in the inner cavity of the cylinder body is changed. The spiral flow deflector is innovatively designed, and the rotating direction of the spiral flow deflector is designed according to the rotating direction of the steam heating roller.)

瓦楞纸板生产线蒸汽加热辊疏水结构

技术领域

本发明涉及蒸汽加热辊领域，具体涉及一种用于瓦楞纸板生产线上的蒸汽加热辊疏水结构。

背景技术

目前，瓦楞纸成型过程中，需要蒸汽加热辊（具体结构形式包括瓦线上的热缸和瓦楞辊）有一定的温度，才能使原纸经蒸汽加热辊预热压瓦后形成瓦楞状，生产出瓦楞纸板；

对蒸汽加热辊加热主要采用蒸汽加热，在蒸汽加热辊内腔引入蒸汽，使缸体升温，加热原纸。通过热交换后的蒸汽冷凝成水，通过虹吸管，将冷凝水排出蒸汽加热辊外，以保证蒸汽加热辊的高效热交换。

但存在这样的问题：）由于冷凝水存在于整个缸体内腔，冷凝水膜很薄，虹吸管与内腔表面存在一定距离，无法将这些冷凝水吸出，冷凝水膜覆在缸体内表面，形成热阻，降低蒸汽与蒸汽加热辊的热交换，使蒸汽加热辊外表面温度降低，产生出的纸板瓦楞不成形、影响车速等问题；）当蒸汽加热辊停止运转时，因虹吸管与蒸汽加热辊腔体内表面存在一定距离，无法将冷凝水吸出，存积在蒸汽加热辊底部。导致蒸汽加热辊因上下部温差而变形弯曲，使原纸受热不均匀；对于蒸汽加热辊中的瓦楞辊，会导致重新运转时产生一部分废品单瓦纸。

发明内容

本发明的目的就是针对目前上述之不足，而提供一种用于瓦楞纸板生产线上的蒸汽加热辊疏水结构。

本发明包括蒸汽加热辊及其设置在蒸汽加热辊内的虹吸管，蒸汽加热辊内设置有随蒸汽加热辊同步运动的螺旋导流片，且该螺旋导流片的外螺旋线与蒸汽加热辊内部相接触或相连接。

螺旋导流片的截面积是矩形、梯形或圆弧形其中一种。

所述的螺旋导流片的出口与虹吸管进口位置对应。

螺旋导流片设计方法如下：

1）根据蒸汽加热辊的冷凝水负荷，计算出冷凝水的最大流速；

υ=Q/ρ/（π*d²*10^-6/4）*ζ/3600，

其中，υ为蒸汽加热辊内冷凝水的流动速度m/s，

Q为冷凝水负荷kg/h，

ρ为冷凝水密度kg/m³，

d为虹吸管直径mm，

ζ为冷凝水排量系数；

2）将运行车速转化为蒸汽加热辊的旋转速度，

n=V/60/π/D*1000*γ，

其中，n为蒸汽加热辊1的旋转速度r/s ，

V为瓦线的运行车速m/min，

D为蒸汽加热辊直径mm；

γ为压楞系数；

3）计算螺旋导流片的最小螺距，

p=υ/n *1000,

其中，p为螺旋导流片的节距mm，

υ为蒸汽加热辊内冷凝水的流动速度m/s；

n为蒸汽加热辊的旋转速度r/s；

4）螺旋升角

θ=arctan(p/(π*D))*180/π，

其中，θ为螺旋升角°，

p为螺旋导流片的节距mm，

D为蒸汽加热辊直径mm。

ζ为冷凝水排量系数为3-5。

本发明优点是：改变了传统蒸汽加热辊中蒸汽冷凝后形成的冷凝水自然吸附在缸体内腔的结构。通过创新设计螺旋导流片，螺旋导流版的旋转方向按蒸汽加热辊的旋转方向设计，使蒸汽加热辊在运转时，冷凝水恰好随着蒸汽加热辊的运动方向引流至缸体安装虹吸管的一端，以方便虹吸管将冷凝水排出辊体。从而解决了因冷凝水积存在整个缸体内而引起传热效率降低和停机时瓦辊变形的问题。

附 图 说 明

图1是本发明结构示意图。

图2是螺旋导流片2结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，本发明的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图所示，本发明包括蒸汽加热辊1及其设置在蒸汽加热辊1内的虹吸管，蒸汽加热辊1内设置有随蒸汽加热辊1同步运动的螺旋导流片2，且该螺旋导流片2的外螺旋线与蒸汽加热辊1内部相接触或相连接。

螺旋导流片2的截面积是矩形、梯形或圆弧形其中一种。

所述的螺旋导流片2的出口与虹吸管进口位置对应。

螺旋导流片2设计方法如下：

1）根据蒸汽加热辊1的冷凝水负荷，计算出冷凝水的最大流速；

υ=Q/ρ/（π*d²*10^-6/4）*ζ/3600，

其中，υ为蒸汽加热辊1内冷凝水的流动速度m/s，

Q为冷凝水负荷kg/h，

ρ为冷凝水密度kg/m³，

d为虹吸管直径mm，

ζ为冷凝水排量系数；

2）将运行车速转化为蒸汽加热辊1的旋转速度，

n=V/60/π/D*1000*γ，

其中，n为蒸汽加热辊1的旋转速度r/s ，

V为瓦线的运行车速m/min，

D为蒸汽加热辊1直径mm；

γ为压楞系数；

3）计算螺旋导流片2的最小螺距，

p=υ/n *1000,

其中，p为螺旋导流片2的节距mm，

υ为蒸汽加热辊1内冷凝水的流动速度m/s；

n为蒸汽加热辊1的旋转速度r/s；

4）螺旋升角

θ=arctan(p/(π*D))*180/π，

其中，θ为螺旋升角°，

p为螺旋导流片2的节距mm，

D为蒸汽加热辊1直径mm。

ζ为冷凝水排量系数为3-5。

螺旋导流片2工作原理：蒸汽冷凝后形成的冷凝水存在于蒸汽加热辊1内，当蒸汽加热辊1在生产过程中高速运转时，蒸汽加热辊1内的冷凝水也随之旋转，顺着螺旋导流片2的导流，逐渐向缸体前部聚集，在蒸汽加热辊1前部形成较厚的冷凝水层，即减少了蒸汽加热辊1其它部位的冷凝水壁层厚度，提高传热效率；同时又利于虹吸管排出冷凝水，减少蒸汽加热辊1内的冷凝水积存。

实施例1：较小的热缸，高速时；

热缸冷凝水负荷Q按250kg/h计算，蒸汽压力10bar，对应的冷凝水密度ρ为886.9kg/m³，虹吸管直径d取20mm,冷凝水排量系数ζ取5，经计算得出热缸内冷凝水流速

υ=Q/ρ/（π*d²*10^-6/4）*ζ/3600

=250/886.9/（3.14*20*20*10^-6/4）*5/3600=1.25m/s

瓦线的运行车速V取350m/min; 预热缸内径380mm；压楞系数γ取1.38，经计算热缸的旋转速度n=V/60/π/D_内*1000*γ

=350/60/3.14/380/1000*1.38=6.1 r/s

螺旋导流片2的节距

p=υ/n *1000=1.25/6.1*1000=204.2mm

螺旋升角

θ=arctan(p/(π*D_内))*180/π

=arctan（204.2/（3.14*380））*180/3.14=9.7°

实施例2：较小的热缸，低速时；

预热缸冷凝水负荷Q按100kg/h计算，蒸汽压力10bar，对应的冷凝水密度ρ为886.9kg/m³，虹吸管直径d取20mm,冷凝水排量系数ζ取5，经计算得出热缸内冷凝水流速

υ=Q/ρ/（π*d²*10^-6/4）*ζ/3600

=100/886.9/（3.14*20*20*10^-6/4）*5/3600=0.5m/s

瓦线的运行车速V取50m/min; 预热缸内径380mm；压楞系数γ取1.38，经计算热缸的旋转速度n=V/60/π/D_内*1000*γ

=50/60/3.14/380/1000*1.38=0.87 r/s

螺旋导流片2的节距

p=υ/n *1000=0.5/0.87*1000=571.9 mm

螺旋升角

θ=arctan(p/(π*D_内))*180/π

=arctan（571.9/（3.14*380））*180/3.14=25.6°

实施例3：较大的热缸，高速时；

预热缸冷凝水负荷Q按550kg/h计算，蒸汽压力10bar，对应的冷凝水密度ρ为886.9kg/m³，虹吸管直径d取20mm,冷凝水排量系数ζ取3，经计算得出热缸内冷凝水流速

υ=Q/ρ/（π*d²*10^-6/4）*ζ/3600

=550/886.9/（3.14*20*20*10^-6/4）*3/3600=1.64m/s

瓦线的运行车速V取350m/min; 预热缸内径1000mm；压楞系数γ取1.38，经计算热缸的旋转速度n=V/60/π/D_内*1000*γ

=350/60/3.14/1000/1000*1.38=2.38 r/s

螺旋导流片2的节距

p=υ/n *1000=1.64/2.38*1000=693.3 mm

螺旋升角

θ=arctan(p/(π*D_内))*180/π

=arctan（693.3/（3.14*1000））*180/3.14=12.5°

实施例4：较大的热缸，低速时；

预热缸冷凝水负荷Q按160kg/h计算，蒸汽压力10bar，对应的冷凝水密度ρ为886.9kg/m³，虹吸管直径d取20mm,冷凝水排量系数ζ取3，经计算得出热缸内冷凝水流速

υ=Q/ρ/（π*d²*10^-6/4）*ζ/3600

=160/886.9/（3.14*20*20*10^-6/4）*3/3600=0.47m/s

瓦线的运行车速V取100m/min; 预热缸内径1000mm；压楞系数γ取1.38，经计算热缸的旋转速度n=V/60/π/D_内*1000*γ

=100/60/3.14/1000/1000*1.38=0.68 r/s

螺旋导流片2的节距

p=υ/n *1000=0.47/0.68*1000=705 .9mm

螺旋升角

θ=arctan(p/(π*D_内))*180/π

=arctan（705.9/（3.14*1000））*180/3.14=12.7°。