從加熱方式看輥筒的優(yōu)劣
輥筒是人類偉大的發(fā)明,機(jī)器上大部分輥筒是不需要加熱的,但少數(shù)輥筒需要,我們稱之為加熱輥。
加熱輥廣泛應(yīng)用于造紙、印刷、打印、復(fù)印、紡織、橡膠、塑料、化纖等行業(yè)中預(yù)熱、烘干、定型、層壓、壓紋、壓花、復(fù)合等生產(chǎn)工藝,主要用于產(chǎn)品的加熱及熱加工。通過某種方式對(duì)輥進(jìn)行加熱,輥通過轉(zhuǎn)動(dòng)將輥上運(yùn)行的產(chǎn)品進(jìn)行加熱。
根據(jù)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(dǎo)熱油、水、蒸汽這三種介質(zhì);電加熱主要分為電熱管直接加熱和電磁感應(yīng)加熱兩種。
導(dǎo)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(dǎo)熱油加熱。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單,造價(jià)低。不足是長時(shí)間使用后容易結(jié)垢,導(dǎo)致溫度不均勻;受限于導(dǎo)熱油本身的性質(zhì),溫度不能太高(一般不高于250℃);需要外接油泵循環(huán),通過旋轉(zhuǎn)接頭接入輥筒,不但額外浪費(fèi)能源,還存在漏油的隱患。
水加熱輥
水加熱輥的輥筒結(jié)構(gòu)類似于導(dǎo)熱油加熱輥,造價(jià)同樣較低。受限于水溫(開放系統(tǒng)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(nèi)壁也存在結(jié)水垢的問題;外接水泵循環(huán)還有額外的能源浪費(fèi)。
蒸汽加熱輥
蒸汽加熱輥通過旋轉(zhuǎn)接頭外接蒸汽管道將蒸汽通入輥內(nèi)加熱。輥筒結(jié)構(gòu)簡單,造價(jià)低。同樣,受限于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(duì)鍋爐使用的限制,蒸汽加熱輥的數(shù)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(xiàn)有電加熱輥中的電熱棒與輥筒并非完全接觸,所以熱量傳遞存在傳導(dǎo)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(dǎo)熱油灌入其中,這樣,通過導(dǎo)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(xiàn)象還是會(huì)很嚴(yán)重。另外,灌入導(dǎo)熱油也會(huì)存安全問題,媒體有報(bào)道因?yàn)閷?dǎo)熱油受熱膨脹而導(dǎo)致輥筒漲裂的現(xiàn)象。
電磁感應(yīng)加熱輥
這是加熱輥中技術(shù)含量最高的一種,由日本特電株式會(huì)社于1964年發(fā)明。經(jīng)過50多年的發(fā)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(shí)產(chǎn)權(quán)的電磁感應(yīng)加熱輥在2009年由上海聯(lián)凈公司研制成功。電磁感應(yīng)加熱輥不但可以實(shí)現(xiàn)很高的輥溫(400℃以上),而且清潔、節(jié)能。嵌入好的均溫技術(shù)之后,也可以做到溫度均勻性良好。因此,電磁感應(yīng)加熱輥是許多高端材料理想的加熱和加工工具。同時(shí),由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其造價(jià)也必然高企。這也是限制電磁感應(yīng)加熱輥大規(guī)模應(yīng)用的最大障礙。
以上海聯(lián)凈公司的電磁感應(yīng)加熱輥為例,其優(yōu)點(diǎn)如下:
聯(lián)凈電磁加熱輥結(jié)構(gòu)示意圖
獨(dú)特的能量密度發(fā)布技術(shù),讓輥筒實(shí)現(xiàn)高效加熱的同時(shí),表面溫度均勻性可保持在±0.5℃以內(nèi)。
聯(lián)凈電磁加熱輥工作原理
輥體內(nèi)均勻布置的加熱線圈外接電源控制模塊。
通電后將50HZ/60HZ的交流電變換成直流電壓,再經(jīng)過電源控制模塊將直流電壓轉(zhuǎn)換頻率為20-40KHZ的高頻電壓輸出,快速運(yùn)動(dòng)的高壓電流在輥體內(nèi)部線圈中產(chǎn)生高速變化的磁場。
磁生熱,線圈中產(chǎn)生的磁場與金屬輥體接觸后加熱輥輥體內(nèi)部聚集切割交變磁力線而產(chǎn)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(guī)則運(yùn)動(dòng),原子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生熱能。
簡單說,電磁感應(yīng)加熱的原理就是利用電、磁、熱能間的轉(zhuǎn)換達(dá)到使被加熱物體自身發(fā)熱的效果。
聯(lián)凈電磁加熱輥特點(diǎn)
溫度分布范圍大
輥筒在電磁場的作用下自身感應(yīng)發(fā)熱,可以實(shí)現(xiàn)50~420℃范圍內(nèi)調(diào)節(jié)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(shù),可實(shí)線輥面溫度精度最高達(dá)±0.5℃。
還可以按照用戶工藝需求,進(jìn)行特殊的溫度分布設(shè)計(jì)。
結(jié)構(gòu)緊湊,節(jié)省空間
聯(lián)凈電磁感應(yīng)加熱輥只需要用電,無須其他動(dòng)力設(shè)施,安裝和使用空間小。
使用清潔,維護(hù)方便
沒有使用導(dǎo)熱油、蒸汽及其它可燃物的泄露,工作現(xiàn)場清潔。模塊化設(shè)計(jì)結(jié)合多元化人機(jī)交互畫面,一鍵操控,操作維護(hù)方便。
支持Modbus/TCP、Modbus RTU/ASCII、RS-485、EtherNet-IP等通信協(xié)議,實(shí)現(xiàn)更多的工業(yè)互聯(lián)可能。
能耗更低
通過感應(yīng)方式加熱,熱效率高,和傳統(tǒng)導(dǎo)熱油加熱輥、蒸汽加熱輥相比,能耗降低50%左右,部分行業(yè)節(jié)能率超過70%。