[发明专利]扰流棒固定装置

说明书

技术领域

本发明是一种保证将扰流棒固定在蒸汽加热烘缸内表面的方法和装置，特别是在造纸机械的烘缸中。此项关于烘缸扰流棒项目的发明提供了一个更为牢固的系统，此系统与现有的固定装置相比，能将扰流棒更牢固的固定在烘缸内壁上。此发明能确保调节螺栓直接作用在固定环的末端，从而极大降低了在运行过程中固定环松开和扰流棒失效的可能性。

背景技术

通常，生产出的纸是通过将其卷过一系列蒸汽加热的铸铁烘缸来烘干的，这些烘缸的直径一般为1.2米、1.5米或1.8米，有一些新型造纸机的烘缸直径可达到2.1米。烘缸中的水蒸汽通过烘缸壁将其热量传导到卷过烘缸的潮湿纸幅上去。由于热量是由热的水蒸汽传导到潮湿的纸幅上的，烘缸中的水蒸汽由于热量的散失而凝结成水。形成的冷凝水通过一套与外部管道或贮水池相连接的具有旋转式密封的虹吸管被排出到烘缸的外面。

在低速旋转状态下，烘缸中的残留冷凝水将积聚在烘缸的底部形成一个水洼，这时，烘缸中的冷凝水处于“涌动”状态。随着烘缸旋转速度的提高，烘缸底部水洼中的水将随着烘缸内壁一起旋转，并随后回落到烘缸底部水洼中，这时，烘缸中的冷凝水被称作处于“瀑布”状态。在烘缸处于高速旋转状态时，烘缸中的冷凝水将紧贴着烘缸内壁随烘缸一起旋转，这时，烘缸中的冷凝水就处于“水环”状态。见图1。

为了尽可能地减少在冷凝水处于涌动和瀑布状态时烘缸旋转的动力需求，并尽可能地增加在冷凝水处于水环状态时通过冷凝水层的热量传导，烘缸虹吸管设计通常应考虑尽可能地减少烘缸中冷凝水的残留量。

但是，在烘缸处于高速旋转状态时，即使是一薄层残留冷凝水层也能对热量从水蒸汽传导到烘缸内壁产生显著的热传导阻力。在烘缸处于高速旋转状态时，水环状态的冷凝水在离心力的作用下吸附在烘缸内壁上，从而在水蒸汽和烘缸壁内壁之间形成了一层隔热层。

为了增加水环状态下冷凝水的对流热传导率，开发研制了能够在冷凝水环中产生湍流的烘缸扰流棒。烘缸扰流棒由多个安装在烘缸内壁上的金属棒组成，通过各种不同的方法将扰流棒固定在烘缸内壁上。这些扰流棒将在冷凝水环中隔断并使之产生湍流，冷凝水湍流的增加提高了烘缸的热传导率，同时也改善了烘缸热传导的均匀性。见图2。

烘缸扰流棒这一概念最初是由Barnscheidt和Staud在美国专利3217426中提出的，而具体预测最佳的冷凝水量的计算公式则是后来由Appel和Hong作为对这一概念的讲解而添加到美国专利3724094中去的。工作人员曾经设计了几种不同的方案来将这些扰流棒固定在烘缸内壁上，例如，一种方案是采用如Mathnews美国专利4195417中所描述的方案，用多个磁铁将扰流棒固定到烘缸内壁上，另外一种方案是Wedel在美国专利4486962中提出的采用具有磁性的扰流棒。由Kraus(美国专利3808700)、Schiel(美国专利4267644)和Schiel(美国专利4282656)提出的其它方案是采用各种不同型式的弹簧和销子来将扰流棒固定到烘缸内壁上。

在上述的每一种扰流棒的布置方案中，扰流棒已经包括了金属棒(一般为低碳钢棒，但有时也采用不锈钢棒，以用于具有腐蚀性的介质中)。工业上采用方形或矩形金属棒，金属棒的尺寸规格从6mmX6mm直到12mmX20mm，金属棒的选用取决于烘缸中扰流棒的排数、烘缸中需要的水环状态的冷凝水的数量、扰流棒的价格、扰流棒的强度以及在安装过程中搬运扰流棒的方便性。

大多数的纸机烘缸在其前封头(维护保养端)上均有可拆开的铸造出入口，打开这些出入口(“人孔”)便有进入烘缸的通道，以便对烘缸圆筒的内部进行检查，安装及维护虹吸装置。为避免拆卸烘缸封头这样的艰巨工作，烘缸扰流棒必须适合于通过这些人孔便可将其安装在现有的烘筒中，这就使扰流棒的安装设计受到了一定的限制。

大多数原有的扰流棒均是采用多个固定环固定在烘缸内壁上，为了将扰流棒牢牢地固定在烘缸内壁上，必须使这些固定环有一个压向烘缸内壁方向的压紧力。在原有的设计方案中，这个压紧力是由在固定环末端的凸缘之间安装各种不同的装置而将固定环推开产生的。

这些装置中的一种就是一个简单的配有锁紧螺母的螺丝扣。

一种更先进的设计方案是在固定环之间采用各种不同类型的弹簧，如碟形弹簧、圆柱弹簧和Bellville垫片等。当对烘缸进行加热时，这些弹簧能保证固定环对扰流棒的设计张紧力。