實現溫度的均勻傳遞。
[0044]可替代的，紅外加熱加熱管4，是加熱熱源方式的一種，還有可選用其他熱源，如電加熱管方式、導熱介質方式、電磁加熱方式等，可根據潔凈要求、防爆要求、加熱溫度高低要求、成本造價等具體工況和用戶要求而定。
[0045]石墨夾層在實際應用中根據需要有多種方式，以滿足不同溫度精度要求的需要:
[0046]①單層石墨層方式:是最為簡易的形式，結構簡單，造價低。
[0047]②石墨層疊加方式:不同的石墨層之間的不同層疊組合，不同區域內不同石墨層之間的不同層疊組合(也包括與其他導熱材料的疊加組合)。
[0048]③石墨層鑲嵌不同導熱率材料的方式:根據導熱輥的具體規格和技術要求，有不同的材料在石墨中進行不同的鑲嵌。例如:有不同導熱率的材料進行鑲嵌、有不同面積大小的鑲嵌塊進行鑲嵌，有鑲嵌塊不同分布數量和密度進行鑲嵌、有不同形狀的鑲嵌塊進行鑲嵌等等。
[0049]優選的，參見圖3，所述石墨夾層可為三層結構，其中:
[0050]第一層為第一整體石墨層31，其與傳熱輥筒的內筒體2接觸，通過第一層整體石墨層31的面傳熱讓溫度分布曲線比傳熱輥筒的內筒體溫度分布曲線更緩平；第二層為厚度方向導熱率不同的第二石墨層32，該第二石墨層32可使溫度曲線進一步緩平；第三層為第三整體石墨層33，其與傳熱輥筒裝置的外筒體I接觸，讓溫度曲線更緩平，再傳遞給外膽，得到均勻的表面溫度；所述第二石墨層位32于第一整體石墨層31和第三整體石墨層33之間。
[0051]通過內外筒體2和I之間的夾緊力使石墨夾層層緊密貼服在內外金屬筒壁上，裝配張緊方式包括外筒體熱裝縮徑或內筒體機械張緊擴徑等。
[0052]石墨材料被夾持在金屬內外筒體2和I之間封閉起來，與空氣脫離接觸，避免了石墨材料在高溫時氧化。
[0053]石墨夾層3要充分利用石墨片的平面傳熱率高和其厚度方向導熱率低的特性，利用面高導熱率來提升熱傳遞效率，利用厚度方向導熱率低來均溫。因此石墨夾層3，不能簡單采用三明治式的組合，要能夠調整不同的厚度導熱率。優選的，石墨層的組合包括參見圖3的中間石墨層規則拼圖方式，需要說明的是，不限于此一種方式。石墨層的組合方式，包括相同物質和不同物質的規則和不規則拼接方式。
[0054]石墨材料的面導熱率優選為200?5300 (w/mk)，可使溫度在棍面方向有著極高的擴散速度。石墨材料的厚度方向的導熱率優選為15?400 (w/mk)。為提高傳熱輥的傳熱效率，所述的石墨夾層材料除包括石墨材料外，還包括有能提高厚度方向導熱率的一種或多種其他材料的組合石墨材料。
[0055]采用厚度方向導熱率不同的石墨材料、非石墨材料的層疊和鑲嵌方法巧妙地利用了石墨的熱屏蔽性能，讓近熱源的厚度導熱率降低，遠熱源的厚度導熱率提高。根據用戶輥筒的具體要求來靈活調整石墨層的不同區間的導熱率大小，讓輥面溫度的均勻性達到極佳的效果。
[0056]優選的，所述的傳熱輥筒可具有多種直徑、長度和規格，可采用不同金屬材質，可用于加熱和冷卻。
[0057]為實現上述目的，本發明還提供一種使用上述有石墨夾層的傳熱輥筒的傳熱方法，其特征在于:
[0058]內筒體的不均勻熱量傳給第一層整體石墨層，通過石墨的面傳熱讓溫度分布曲線比內膽的溫度分布曲線更緩平；
[0059]然后傳遞給厚度方向導熱率不同的第二石墨層，使溫度曲線進一步緩平
[0060]然后再傳遞給第三整體石墨層，讓溫度曲線更緩平，再傳遞給外筒體，得到均勻的表面溫度。
[0061]傳熱輥筒的制造
[0062]作為示例性的，可采用如下步驟制造本發明的傳熱輥筒:
[0063](I)加工外金屬筒體和內金屬筒體。
[0064](2)在內外金屬筒體之間放置面導熱率高的石墨層(或組合石墨層)。
[0065](3)進行內外金屬筒體的漲緊，采用外金屬筒體加熱套裝冷縮向內漲緊方式，或開口內金屬筒體向外機械漲緊方式。石墨層被緊固在內外金屬筒體之間，與外金屬筒體的內面和內金屬筒體的外面緊密貼合在一起，得到有石墨夾層的組合層金屬套筒。
[0066](4)將中間夾有石墨層的內外金屬套筒兩端的夾層之間進行密封，形成一體的組合層套同O
[0067](5)將成為一體的組合層金屬套筒按現有方法制造成輥筒即得到成本低溫度均勻性效果好的傳熱輥筒。
[0068](6)在輥筒內設有加熱源，通過組合層輥筒的外表面散熱去加熱其他物品，為加熱輥。輥筒內加冷源，輥筒外表面吸收其他物品的熱量，為冷卻輥。
[0069]優選的，在制造時，石墨層根據輥筒的規格、溫度范圍、溫度均勻性要求等的不同，組合石墨層不同的結構，如多層石墨層結構。
[0070]最后所應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對本發明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和范圍。
【主權項】
1.一種有石墨夾層的傳熱輥筒，所述傳熱輥筒包括:外筒體、內筒體及加熱源，其特征在于，所述傳熱輥筒還包括石墨夾層。
2.如權利要求1所述的傳熱輥筒，其特征在于，所述石墨夾層夾持在傳熱輥筒的內筒體及外筒體之間。
3.如權利要求2所述的傳熱輥筒，其特征在于，所述內筒體及外筒體均為金屬層。
4.如權利要求3所述的傳熱輥筒，其特征在于，所述石墨夾層的材料可選面導熱率高的各種形態的石墨材料。
5.如權利要求4所述的傳熱輥筒，其特征在于，所述石墨材料為石墨片。
6.如權利要求5所述的傳熱輥筒，其特征在于，所述石墨夾層可加快溫度在平面方向上的擴散速度，將輥筒某面從不均勻熱源得到的不均勻溫度分布，經過輥筒組合層后在另一面實現溫度的均勻傳遞。
7.如權利要求1所述的傳熱輥筒，其特征在于，所述石墨夾層為三層結構，其中: 第一層為第一整體石墨層，其與傳熱輥筒的內筒體接觸，通過第一層整體石墨層的面傳熱讓溫度分布曲線比傳熱輥筒的內筒體溫度分布曲線更緩平； 第二層為厚度方向導熱率不同的第二石墨層，該第二石墨層可使溫度曲線進一步緩平; 第三層為第三整體石墨層，其與傳熱輥筒裝置的外筒體接觸，讓溫度曲線更緩平，再傳遞給外膽，得到均勻的表面溫度； 所述第二石墨層位于第一整體石墨層和第三整體石墨層之間。
8.如權利要求1-7任一所述的傳熱輥筒，其特征在于，通過內外筒體之間的夾緊力使石墨層緊密貼服在內外筒體壁上，裝配張緊方式包括外筒體熱裝縮徑或內筒體機械張緊擴徑等。
9.如權利要求8所述的傳熱輥筒，其特征在于，石墨材料被夾持在金屬內外筒體之間封閉起來，與空氣脫離接觸，避免了石墨材料在高溫時氧化。
10.如權利要求9所述的傳熱輥筒，其特征在于，所述的傳熱輥筒可具有多種直徑、長度和規格，可采用不同金屬材質，可用于加熱和冷卻。
11.如權利要求10所述的傳熱輥筒，其特征在于，石墨材料的面導熱率為200?5300 (w/mk)，可使溫度在輥面方向有著極高的擴散速度。
12.如權利要求11所述的傳熱輥筒，其特征在于，其特征在于，石墨材料厚度方向的導熱率為15?400 (w/mk)。
13.如權利要求12所述的傳熱輥筒，其特征在于，所述的石墨夾層材料除包括石墨材料外，還包括有能提高厚度方向導熱率的一種或多種其他材料的組合石墨材料。
14.一種使用上述權利要求1至13任一所述的有石墨夾層的傳熱輥筒的傳熱方法，其特征在于: 內筒體的不均勻熱量傳給第一層整體石墨層，通過石墨的面傳熱讓溫度分布曲線比內膽的溫度分布曲線更緩平； 然后傳遞給厚度方向導熱率不同的第二石墨層，使溫度曲線進一步緩平然后再傳遞給第三整體石墨層，讓溫度曲線更緩平，再傳遞給外筒體，得到均勻的表面溫度。
15.如權利要求14所述傳熱方法，其特征在于，熱源包括多種加熱方式，如介質流體加熱方式、輻射加熱方式、電磁加熱方式等。
【專利摘要】本發明公開了一種有石墨夾層的傳熱輥筒及其傳熱方法。所述傳熱輥筒包括：外筒體1、內筒體2、石墨夾層3、紅外加熱管4。所述石墨夾層3夾持在傳熱輥筒的內筒體2及外筒體1之間。所述內筒體2及外筒體1均為金屬層。本發明利用石墨平面導熱率非常高的特性來提高沿傳熱輥輥面溫度傳遞效率，在傳熱輥筒裝置中設置了石墨材料的中間層，大大提高傳熱輥的溫度均勻性。
【IPC分類】B32B15-00, B32B1-08, B32B9-04, B32B38-00
【公開號】CN104691027
【申請號】CN201510044677
【發明人】史春彥, 劉強
【申請人】史春彥, 劉強
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年4月16日