一种高温辊筒加热装置及加热设备

1.本实用新型属于加热技术设备领域，尤其涉及一种高温辊筒加热装置及加热设备。


背景技术：

2.目前，辊筒是指机械中圆筒状可以转动的物体，在加热领域，辊筒高温加热的场合越来越多，高温加热辊筒更是广泛应用于各种机械设备和加热设备中，比如：过胶机、覆膜机、开炼机以及加热对压机等。
3.但是，市面上现有的辊筒加热装置多采用导热油或导热水进行加热，能耗高，物料浪费大，加热过程效率低且温度滞后大，难以满足工业需求。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种高温辊筒加热装置，旨在解决如何提高加热效率的问题。
5.为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
6.第一方面，提供一种高温辊筒加热装置，其包括：
7.支撑结构，包括支撑架以及辊筒，所述支撑架设置两个，两所述支撑架间隔布置，所述辊筒的两端分别转动连接两所述支撑架，所述辊筒一端的端面开设有加热孔，所述加热孔的孔深方向沿所述辊筒的长度方向设置；以及
8.加热结构，包括第一加热件和第二加热件，所述第一加热件设置于所述加热孔内，所述第二加热件设置多个，各所述第二加热件沿所述辊筒的周向间隔布置。
9.在一些实施例中，所述加热结构还包括反射罩，所述反射罩沿所述辊筒的外周布置并至少部分包围所述辊筒，所述第二加热件连接所述反射罩的内表面。
10.在一些实施例中，所述加热结构还包括用于连接所述第二加热件和所述反射罩的固定夹，所述固定夹包括两个均具有弹性恢复力的夹持臂以及连接件，两所述夹持臂相向夹紧所述第二加热件的一端，所述连接件用于将两个所述夹持臂可拆卸地连接所述反射罩。
11.在一些实施例中，所述反射罩包括连接有所述第二加热件的罩体以及用于固定所述罩体的固定部，所述高温辊筒加热装置还包括设置于所述固定部上的冷却块；其中，所述固定部设置有两个，两所述固定部分别连接所述罩体的两侧。
12.在一些实施例中，所述支撑结构还包括伸缩杆，所述反射罩的两侧均设置有所述伸缩杆，所述伸缩杆的一端固定设置，所述伸缩杆的另一端连接所述反射罩，所述伸缩杆的长度可调，以调节所述反射罩相对所述辊筒的距离。
13.在一些实施例中，所述加热结构还包括温度传感器，所述辊筒的端面开设有多个测温孔，各所述测温孔内均设置有所述温度传感器，且至少有两个所述测温孔的深度不同。
14.在一些实施例中，所述高温辊筒加热装置还包括用于驱动所述辊筒旋转的驱动结
构，所述驱动结构包括转动连接其中一所述支撑架的主动轴、转动连接另一所述支撑架的从动轴以及用于驱动所述主动轴旋转的驱动器，所述主动轴和所述从动轴分别连接所述辊筒的两端。
15.在一些实施例中，所述驱动结构还包括连接环和隔热环，所述辊筒的两端均设置有所述连接环，且所述连接环和所述辊筒之间设置有所述隔热环；所述辊筒呈中空结构，两所述连接环的一端均插入所述辊筒内部并连接所述辊筒，所述主动轴和所述从动轴分别连接两所述连接环。
16.第二方面，本技术实施例的另一目的还在于提供一种加热设备，其包括所述高温辊筒加热装置，所述加热设备还包括温控仪、连接所述温度传感器的滑环以及与所述滑环配合并电性连接所述温控仪的碳刷。
17.本技术的有益效果在于：高温辊筒加热装置包括支撑结构和加热结构，辊筒的两端分别转动连接辊筒的两端，加热结构包括第一加热件和第二加热件，第一加热件设置于辊筒的加热孔内，从而可以从辊筒的内部加热辊筒，第二加热件位于辊筒外部，并通过热辐射的形式而从外部加热辊筒，从而提高了对辊筒的加热效率，减少辊筒加热升温的滞后性。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或示范性技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
19.图1是本技术实施例提供的高温辊筒加热装置的立体结构示意图；
20.图2是图1的高温辊筒加热装置的剖视示意图；
21.图3是图1的高温辊筒加热装置的爆炸示意图；
22.图4是图3的辊筒的立体结构示意图；
23.图5是图3的另一实施例中的辊筒的立体结构示意图；
24.图6是图3的反射罩的立体结构示意图。
25.其中，图中各附图标记：
26.100、高温辊筒加热装置；10、支撑结构；11、支撑架；12、光学平台；13、伸缩杆；14、辊筒；141、加热孔；142、测温孔；20、加热结构；22、第二加热件；23、反射罩；231、罩体；232、固定部；24、冷却块；25、固定夹；51、滑环；52、滚珠轴承；53、轴承座；40、驱动结构；41、驱动器；42、隔热柱；43、减速器；44、联轴器；481、主动轴；482、从动轴；46、隔热环；47、连接环；251、夹持臂；252、连接件；253、调节螺母；471、过线孔；21、第一加热件；
具体实施方式
27.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
28.需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以
是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”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，仅是为了便于描述，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技术的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.请参阅图1至图3，本技术实施例提供了一种高温辊筒加热装置100，用于对目标物进行加热，目标物可以是塑料薄膜或热熔胶。高温辊筒加热装置100包括支撑结构10和加热结构20。
30.请参阅图1至图3，支撑结构10包括支撑架11以及辊筒14，所述支撑架11设置两个，两所述支撑架11间隔布置。支撑架11连接光学平台12上，光学平台12具有水平设置的上表面，支撑架11的下端连接于上表面，支撑架11的上端转动连接辊筒14的一端，从而使所述辊筒14的两端分别转动连接两所述支撑架11。
31.请参阅图4至图6，所述辊筒14一端的端面开设有加热孔141，所述加热孔141的孔深方向沿所述辊筒14的长度方向设置；加热孔141横截面的形状可以为圆形、多边形或椭圆形，本实施例中，加热孔141的形状为圆形，其他实施例中，可以根据实际情况进行选择，此处不做限制。可以理解的是，加热孔141可以开设多个，且辊筒14两端的端面均开设有加热孔141。
32.请参阅图2至图4，加热结构20包括第一加热件21和第二加热件22，所述第一加热件21设置于所述加热孔141内，所述第二加热件22设置多个，各所述第二加热件22沿所述辊筒14的周向间隔布置。可以理解的是，第一加热件21的形状与加热孔141的形状适配，并在导电的状态下通过热传导或热辐射加热辊筒14。第二加热件22相对辊筒14间隔布置，并在导电状态下通过热辐射而加热辊筒14。
33.本实施例提供的高温辊筒加热装置100包括支撑结构10和加热结构20，辊筒14的两端分别转动连接辊筒14的两端，加热结构20包括第一加热件21和第二加热件22，第一加热件21设置于辊筒14的加热孔141内，从而可以从辊筒14的内部加热辊筒14，第二加热件22位于辊筒14外部，并通过热辐射的形式而从外部加热辊筒14，从而提高了对辊筒14的加热效率，减少辊筒14加热升温的滞后性。
34.请参阅图2至图4，可选地，所述第一加热件21为红外辐射加热元件或电阻加热元件。所述第二加热件22为红外辐射加热元件或电阻加热元件。
35.本实施例中，第一加热件21和第二加热件22均为单端红外线辐射加热管。且所述辊筒14呈中空结构，所述辊筒14的内外表面均喷涂有选择性红外吸收涂层，提高加热效率。第一加热件21绕辊筒14的中心轴线在辊筒14内圆周均匀布置，可根据所需温度及辊筒14的直径设置第一加热件21的数量，位置，几何尺寸，最大限度提高加热速率并提升辊筒14表面温度分布的均匀性。几何尺寸包括第一加热件21的长度和内径，位置是指任意两相邻的第一加热件21之间的间距。
36.其中，红外辐射加热元件可以为碳纤维加热管，碳纤维加热管具有升温迅速、热滞后小、发热均匀、热辐射传递距离远、热交换速度快等特点。工作过程中光通量远远小于金属发热体的电热管，电热转换效率高达98％以上。升温速度快，在1～2秒时机体已经感到明
显的温升，5秒钟表面温度可达300-700度。
37.电阻加热元件是利用导体的电阻进行发热，可加热金属、熔融金属或非金属，效率几乎可达到100％，同时工作温度可达到2000℃。故而可应用于高温加热，也可应用于低温加热。
38.请参阅图4至图5，可选地，电阻加热元件的横截面形状可以为圆形或方形。
39.请参阅图1至图3，在一些实施例中，所述加热结构20还包括反射罩23，所述反射罩23沿所述辊筒14的外周布置并至少部分包围所述辊筒14，所述第二加热件22连接所述反射罩23的内表面。
40.请参阅图1至图3，可选地，反射罩23的部分表面呈曲面设置，且曲面上任意一点的曲率中心位于辊筒14上，从而可以将第二加热件22的热量反射至辊筒14，提高了辊筒14的加热效率和受热的均匀性。通过优化第二加热件22数量、间距、几何尺寸，可以最大限度提高高温辊筒加热装置100的加热速率，并提升辊筒14表面温度分布的均匀性，其中几何尺寸包括第二加热件22的长度和内径。减少任意相邻的两第二加热件22的间距，可以提高辊筒14的升温速率。
41.可选地，反射罩23由不锈钢材料制成，并在反射罩23的内表面镀有反射层和抗氧化层。
42.请参阅图1至图3，在一些实施例中，所述加热结构20还包括用于连接所述第二加热件22和所述反射罩23的固定夹25，所述固定夹25包括两个具有弹性恢复力的夹持臂251以及连接件252，两所述夹持臂251相向夹紧所述第二加热件22的一端，所述连接件252用于将两个所述夹持臂251可拆卸地连接所述反射罩23。各第二加热件22的两端均设置有固定夹25，连接件252为调节螺栓，反射罩23上开设有调节孔，两夹持臂251均连接调节螺栓的一端，调节螺栓的另一端穿设调节孔并通过调节螺母253而连接于反射罩23。可以理解的是，通过调节调节螺栓位于反射罩23内的长度，可以调节第二加热件22距辊筒14的距离，从而调节辊筒14的升温速率和受热的均匀性。
43.请参阅图1至图3，在一些实施例中，所述反射罩23包括连接有所述第二加热件22的罩体231以及用于固定所述罩体231的固定部232，所述高温辊筒加热装置100还包括设置于所述固定部232上的冷却块24；其中，所述固定部232设置有两个，两所述固定部232分别连接所述罩体231的两侧。
44.固定部232呈平板状，两固定部232分别位于罩体231的两侧，并使罩体231能够沿所述辊筒14的周向部分包围所述辊筒14，减少辊筒14向周围辐射的热量。所述冷却块24内部开设有供冷却流体通过的冷却流道，冷却块24内的冷却流体带走罩体231传导至固定部232的热量，防止反射罩23温度过高而损坏周围设备。
45.请参阅图1至图3，在一些实施例中，所述支撑结构10还包括伸缩杆13，所述反射罩23的两侧均设置有所述伸缩杆13，所述伸缩杆13的一端固定设置，所述伸缩杆13的另一端连接所述反射罩23，所述伸缩杆13的长度可调，以调节所述反射罩23相对所述辊筒14的距离。可选地，本实施例中，各固定部232均设置有两所述伸缩杆13，伸缩杆13能够沿竖直方向进行伸缩，以调节反射罩23的高度，以适应不同高度的辊筒14。可选地，伸缩杆13可以是可伸缩的空心圆柱体多节杆，此处不做限制。
46.在一些实施例中，所述加热结构20还包括温度传感器，所述辊筒14的端面开设有
多个测温孔142，各所述测温孔142内均设置有所述温度传感器，且至少有两个所述测温孔142的深度不同。本实施例中，各测温孔142的深度均不同，从而可以对辊筒14的多个不同的位置进行温度监测。
47.请参阅图1至图3，在一些实施例中，所述高温辊筒加热装置100还包括用于驱动所述辊筒14旋转的驱动结构40，所述驱动结构40包括转动连接其中一所述支撑架11的主动轴481、转动连接另一所述支撑架11的从动轴482以及用于驱动所述主动轴481旋转的驱动器41，所述主动轴481和所述从动轴482分别连接所述辊筒14的两端。
48.请参阅图1至图3，可选地，所述驱动器41可以为dd马达或伺服电机，驱动器41搭配减速器43与所述主动轴481相连来驱动辊筒14旋转，使辊筒14表面温度均匀。所述减速器43与主动轴481之间可设置有隔热柱42，隔热柱42的一端通过联轴器44连接减速器43的输出轴，隔热柱42的另一端通过联轴器44连接主动轴481。隔热柱42由氧化锆制成，氧化锆绝热陶瓷为主要原料的错石英基陶瓷颜料，是高级釉料的重要成分；氧化锆的热导率在常见的陶瓷材料中最低，而膨胀系数又与金属材料较为接近，成为重要的隔热陶瓷材料。调节隔热柱42的长度来保证驱动器41与减速器43的正常工作，不至于因温度过高而造成损坏。
49.请参阅图1至图3，在一些实施例中，所述驱动结构40还包括连接环47和隔热环46，所述辊筒14的两端均设置有所述连接环47，且所述连接环47和所述辊筒14之间设置有所述隔热环46；所述辊筒14呈中空结构，两所述连接环47的一端均插入所述辊筒14内部并连接所述辊筒14，所述主动轴481和所述从动轴482分别连接两所述连接环47。从动轴482呈中空结构，从而便于温度传感器的导线通过，可选地，本实施例中，温度传感器为热电偶。
50.可选地，连接环47通过滚动轴承而与支撑架11转动连接，其中滚动轴承设置于连接支撑架11的轴承座53上。所述滚动轴承所用材料为耐高温陶瓷，如氧化锆。进行隔热处理，保证驱动器41的正常运行。
51.请参阅图1至图3，所述连接环47是由不锈钢材料制成，且所述隔热环46是由石英材料制成。所述隔热环46用于阻止滚筒的热量向连接环47传导，连接环47的中间为空心，连接环47的周侧面开有连通其内部空心的过线孔471，过线孔471便于温度传感器的导线通过。
52.本实用新型还提出了一种加热设备，该加热设备包括高温辊筒加热装置100，该高温辊筒加热装置100的具体结构参照上述实施例，由于本加热设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
53.可以理解的是，加热设备可以为过胶机、覆膜机、开炼机或加热对压机。
54.请参阅图1至图3，在一些实施例中，所述加热设备还包括温控仪、连接所述温度传感器的滑环51以及与所述滑环51配合并电性连接所述温控仪的碳刷。
55.可选地，所述辊筒14所用材料为纯铜，通过滑环51与碳刷的配合连接，避免辊筒14在旋转过程中，各温度传感器的导线发生打转、缠绕，从而使辊筒14的温度信号能够输出至温控仪，实现对辊筒14温度的智能控制及表面温度的测量，并通过不同位置的温度传感器的测量结果，来获取辊筒14的温度场的分布情况。
56.本实施例提供的加热设备利用温度传感器测量辊筒14对应位置的温度，来获取辊筒14的温度场分布情况，能实现精密控温与测温；采用辊筒14外部热辐射与辊筒14内部热
辐射共同作用的加热方式，大幅提高了辊筒14表面的升温速率及温度均匀性；利用反射罩23减少辊筒14向周围辐射的热量，并通过冷却块24带走反射罩23的多余热量，防止温度过高损坏周围设备，能满足高温场合的需求。
57.以上仅为本技术的可选实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种高温辊筒加热装置，其特征在于，包括：支撑结构，包括支撑架以及辊筒，所述支撑架设置两个，两所述支撑架间隔布置，所述辊筒的两端分别转动连接两所述支撑架，所述辊筒一端的端面开设有加热孔，所述加热孔的孔深方向沿所述辊筒的长度方向设置；以及加热结构，包括第一加热件和第二加热件，所述第一加热件设置于所述加热孔内，所述第二加热件设置多个，各所述第二加热件沿所述辊筒的周向间隔布置；所述加热结构还包括反射罩，所述反射罩沿所述辊筒的外周布置并至少部分包围所述辊筒，所述第二加热件连接所述反射罩的内表面，以使所述第二加热件的热量反射至所述辊筒。2.如权利要求1所述的高温辊筒加热装置，其特征在于：所述加热结构还包括用于连接所述第二加热件和所述反射罩的固定夹，所述固定夹包括两个均具有弹性恢复力的夹持臂以及连接件，两所述夹持臂相向夹紧所述第二加热件的一端，所述连接件用于将两个所述夹持臂可拆卸地连接所述反射罩。3.如权利要求1所述的高温辊筒加热装置，其特征在于：所述反射罩包括连接有所述第二加热件的罩体以及用于固定所述罩体的固定部，所述高温辊筒加热装置还包括设置于所述固定部上的冷却块；其中，所述固定部设置有两个，两所述固定部分别连接所述罩体的两侧。4.如权利要求1所述的高温辊筒加热装置，其特征在于：所述支撑结构还包括伸缩杆，所述反射罩的两侧均设置有所述伸缩杆，所述伸缩杆的一端固定设置，所述伸缩杆的另一端连接所述反射罩，所述伸缩杆的长度可调，以调节所述反射罩相对所述辊筒的距离。5.如权利要求1-4任意一项所述的高温辊筒加热装置，其特征在于：所述加热结构还包括温度传感器，所述辊筒的端面开设有多个测温孔，各所述测温孔内均设置有所述温度传感器，且至少有两个所述测温孔的深度不同。6.如权利要求1-4任意一项所述的高温辊筒加热装置，其特征在于：所述高温辊筒加热装置还包括用于驱动所述辊筒旋转的驱动结构，所述驱动结构包括转动连接其中一所述支撑架的主动轴、转动连接另一所述支撑架的从动轴以及用于驱动所述主动轴旋转的驱动器，所述主动轴和所述从动轴分别连接所述辊筒的两端。7.如权利要求6所述的高温辊筒加热装置，其特征在于：所述驱动结构还包括连接环和隔热环，所述辊筒的两端均设置有所述连接环，且所述连接环和所述辊筒之间设置有所述隔热环；所述辊筒呈中空结构，两所述连接环的一端均插入所述辊筒内部并连接所述辊筒，所述主动轴和所述从动轴分别连接两所述连接环。8.一种加热设备，其特征在于，包括如权利要求5所述的高温辊筒加热装置，所述加热设备还包括温控仪、连接所述温度传感器的滑环以及与所述滑环配合并电性连接所述温控仪的碳刷。

技术总结
本实用新型属于加热技术设备领域，尤其涉及一种高温辊筒加热装置及加热设备。高温辊筒加热装置包括：支撑结构，包括支撑架以及辊筒，支撑架设置两个，两支撑架间隔布置，辊筒的两端分别转动连接两支撑架，辊筒一端的端面开设有加热孔，加热孔的孔深方向沿辊筒的长度方向设置；以及加热结构，包括第一加热件和第二加热件，第一加热件设置于加热孔内，第二加热件设置多个，各第二加热件沿辊筒的周向间隔布置。本实用新型能够提高辊筒的加热效率，减少辊筒加热升温的滞后性。辊筒加热升温的滞后性。辊筒加热升温的滞后性。


技术研发人员：杨高 龚峰 王鑫
受保护的技术使用者：深圳大学
技术研发日：2022.11.30
技术公布日：2023/8/17