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(guò)某種方式對(duì)輥進(jìn)行加熱，輥通過(guò)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(jiǎn)單，造價(jià)低。不足是長(zhǎng)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(guò)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(kāi)放系統(tǒng)下不超過(guò)100℃），輥面溫度很難超過(guò)80℃。如果用的普通自來(lái)水，輥筒內(nèi)壁也存在結(jié)水垢的問(wèn)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(guò)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(jiǎn)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(guò)180℃）。隨著國(guó)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(wèn)題，輥筒溫度的均勻性往往不佳。為此，很多廠商在輥壁上開(kāi)有油孔，將導(dǎo)熱油灌入其中，這樣，通過(guò)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(wèn)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(guò)50多年的發(fā)展，該公司至今仍然壟斷高端加熱輥市場(chǎng)。中國(guó)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(guò)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(chǎng)。

磁生熱，線圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)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(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，原子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生熱能。

簡(jiǎn)單說(shuō)，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(chǎng)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(wú)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(méi)有使用導(dǎo)熱油、蒸汽及其它可燃物的泄露，工作現(xiàn)場(chǎng)清潔。模塊化設(shè)計(jì)結(jié)合多元化人機(jī)交互畫(huà)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(guò)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(guò)70%。