專利名稱：紙管干燥方法及干燥爐的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種紙管干燥的方法及其裝置，特別是技術性地兼用不同加熱方式，構成一紅外線輻射升溫區(qū)與一熱風對流恒溫區(qū)，使紙管干燥品質(zhì)提高的方法及裝置。
紙管廣泛被應用成纖維卷軸、影印紙卷軸等。紙管品質(zhì)的好壞除了取決于真圓度、表面平滑度之外，還需要求其密實性以確保其抗壓與抗彎強度。
生產(chǎn)業(yè)者，對紙管制程中因各種不穩(wěn)定條件而產(chǎn)生的不穩(wěn)定品質(zhì)皆非常困擾，另外，業(yè)者對紙管干燥加工的進一步技術則要求生產(chǎn)空間的小型化，以適應昂貴的廠房租金或投資成本，以及干燥爐內(nèi)熱能的充分利用。
習有利用熱風對紙管干燥的方法，大致上分成兩種，一種是利用人工插置紙管輸送到熱烘干燥爐中，另一種則是用臺車裝載紙管推入干燥箱中。無論是那一種方法，紙管上下部份皆有溫差現(xiàn)象，乃有前述種種不良品質(zhì)的情形迭現(xiàn)。
本案申請人在輔導廠商的過程中，曾提出一種以紅外線干燥紙管的技術，成功地顯示紙管利用紅外線干燥，其干燥效率與時間皆非常良好，以傳統(tǒng)熱空氣烘干紙管的技術，利用80℃熱風為烘干熱源，原先需干燥60分鐘的作業(yè)，將在其烘干熱源改由紅外線干燥時，僅需6分鐘，即可獲得含水率8.5％的良好干燥效果。
但是以紅外線干燥紙管相對產(chǎn)生的一個技術困難點，是紙管的表面溫度升高迅速而極難控制，很容易就超過100℃，導致在紙管表面的多數(shù)層粘著劑，會因過熱或含水率過干燥而劣化、脆化，造成紙層間的密著性被破壞，彼此剝離，則紙管的真圓度、表面平滑度、抗壓及抗彎強度皆大受影響。
本發(fā)明的主要目的，在提供一種紙管干燥方法，其可將紙管的水份蒸發(fā)至內(nèi)、外表面而將水份迅速移除。
本發(fā)明的再一目的，在提供一種紙管干燥爐，其具有空間小型化，又可提升紙管的干燥品質(zhì)。
本發(fā)明的另一目的，在提供一種紙管干燥爐利用金屬輥筒滾動可將紙管表面熨平。
本發(fā)明的進一目的，在提供多層的紙管干燥爐，可充分利用熱能回收來加熱紙管。
為達成前述目的，本發(fā)明建立一大致密閉，最好是多層的干燥爐，該干燥爐中有一紅外線升溫區(qū)域與一熱風恒溫區(qū)域，藉著紙管輸送機構，先將紙管送入紅外線升溫區(qū)域迅速升溫，使紙管在該區(qū)域能將其內(nèi)的水分蒸發(fā)至紙管內(nèi)外表面；然后將紙管送入熱風恒溫區(qū)域，利用熱風軸向地對紙管交互對吹，而使紙管管內(nèi)水份能迅速被熱風移除；其中的紅外線升溫區(qū)域的溫度設定在100-140℃；其中熱風恒溫區(qū)域的溫度為100℃；其中紙管通過熱風恒溫區(qū)域的時間為15-45分間；其中可利用金屬輥筒回轉將紙管表面熨平，并維持紙管表面溫度；使得該紙管的含水率為8-9％。
紙管干燥爐包括一紅外線升溫區(qū)域，具有至少一用以使該紙管迅速加熱升溫，并使該紙管的水份蒸發(fā)移動至其之內(nèi)表面及外表面的紅外線輻射源；一熱風恒溫區(qū)域，具有至少一藉以將一定溫熱風軸向吹向該紙管，使該紙管管內(nèi)蒸發(fā)出的水份被熱風迅速移除，及維持該紙管表面溫度的熱風產(chǎn)生器；及一用以回轉且輸送該紙管在干燥內(nèi)通過該紅外線升溫區(qū)域與熱風恒溫區(qū)域，使得該紙管出爐的紙管輸送機構；也就是紙管輸送機構由多數(shù)金屬輥筒鄰接構成，紙管在各金屬輥筒間被滾動，同時利用輥筒的熱傳可協(xié)助干燥紙管而且將其表面熨平。
茲以附圖的較佳實施例，進一步闡明本發(fā)明的技術特征與功效，其中

圖1是本發(fā)明紙管干燥方法的流程實施例說明圖。
圖2是圖1中以紅外線加熱迅速升溫的說明圖。
圖3是圖1中以熱風軸向對吹紙管的說明圖。
圖4是本發(fā)明紙管干燥爐實施例的平面圖。
圖5是圖4中的紙管傳接機構實施例的示意圖。
圖6類似于圖5，但顯示另一實施例。
圖7是沿圖4的線A-A所截剖視圖，顯示第一、第二、第三輸送裝置與紙管傳接機構連動的情形。
圖8是圖7中輥筒的放大剖視圖。
依本發(fā)明對紙管干燥的方法所實施的流程例子，以及相關的設備，請參見圖1。由該圖可了解待干燥紙管1進入干燥爐2后，由一紙管輸送機構3輸送經(jīng)過紅外線升溫區(qū)域21及熱風恒溫區(qū)域22逐漸干燥。
詳言之，如圖1，并請參閱圖2與圖4所示，待干燥紙管1饋入一紙管輸送機構3中，先由該紙管輸送機構3輸送進入紅外線升溫區(qū)域21，由紅外線加熱源施以紅外線加熱而迅速升溫，使紙管1內(nèi)部水份蒸發(fā)至內(nèi)、外表面11、12(請參考圖2)。然后，再將紙管1利用該紙管輸送機構3輸送進入熱風恒溫區(qū)域22。此時熱風恒溫加熱源，如熱風產(chǎn)生器，導入熱風且軸向地以交互對吹方式吹向紙管1以移除集中于管內(nèi)外的水氣。同時，在熱風恒溫區(qū)域22中輸送紙管1的金屬輥筒31可熨平紙管表面，保持紙管1的均圓度。如果設備空間的長度不夠時，可設置多層式紙管輸送機構3，包括第一、第二及第三輸送裝置3A、3B、3C，其間藉一紙管傳接機構4將紙管1做傳接下載動作。最后，該紙管輸送機構3繼續(xù)輸送紙管1逐漸離開加溫區(qū)而退溫，最后干燥的紙管1即得以出爐。
依上述，較佳的紙管干燥方法，包括a．將紙管送入紅外線升溫區(qū)域迅速升溫，使紙管在該區(qū)域能將其內(nèi)的水份蒸發(fā)至紙管內(nèi)外表面；及b．將紙管送入熱風恒溫區(qū)域，利用熱風軸向地對紙管交互對吹而使紙管管內(nèi)水份能迅速被熱風移除。
如前所述，待干燥的紙管1是進入該紙管輸送機構3的金屬輥筒31上，而被輸送進入干燥爐2中。基于干燥爐2內(nèi)上區(qū)的溫度恒高于下區(qū)的物理自然現(xiàn)象，再加上待干燥的紙管1，在初期的含水率最高，因此本發(fā)明利用紙管輸送機構3將紙管1輸送進入紅外線升溫區(qū)域21是最佳的配置。再者，在此區(qū)中紙管1能接受到紅外線輻射源23的熱量，在區(qū)域溫度為100-140℃的環(huán)境下迅速升溫，使紙管1的水份往內(nèi)、外表面11、12集中有極大幫助。事實上，該紅外線升溫區(qū)域21可再區(qū)分為120-140℃的較高溫區(qū)與約100-120℃的較低溫區(qū)，以使紙管1能順利進入熱風恒溫區(qū)域22。如圖2所示，紙管1在較高溫區(qū)中，其內(nèi)部的水份將快速地蒸發(fā)如箭頭10所示，移動至紙管1的內(nèi)、外表面11、12 。紙管1經(jīng)較高溫區(qū)到較低溫區(qū)后，即進入熱風恒溫區(qū)域22。不管熱風恒溫加熱源是由電熱元件或燃燒元件等產(chǎn)生的定溫熱風，都可應用一個如圖3與圖4所示，具有熱空氣吸入端風道51與送出端風道52的循環(huán)風車5，將熱風經(jīng)由圖3與圖4顯示的主風道53，以及各個位于輸送機構3兩側的噴氣口54，接近并對準紙管1，將熱風以交互對吹的方式吹向紙管，如圖3所示，如此即可充分移除紙管1內(nèi)、外表面11、12的水氣。在該熱風恒溫區(qū)域22中的工作環(huán)境溫度約為100℃，且較佳的通過時間為15-45分鐘，因此一方面，紙管1內(nèi)、外表面11、12差不多是維持著相同的溫度而不會驟然變形，另方面在此環(huán)境中不斷自轉(詳后述)的金屬輥筒31，除了可將紙管1外表面12的水氣蒸發(fā)外，亦可協(xié)助將紙管1表面熨平，提升紙管1干燥品質(zhì)。
前述爐內(nèi)溫度還可藉著如圖4所示連接著排氣通道57的排氣機55、及設于排氣通道57中的調(diào)氣閥56而調(diào)節(jié)，當溫度太高時，開啟調(diào)氣閥56并運轉排氣機55，即可將熱氣局部經(jīng)排氣通道57排出。
為了使紙管1在紅外線升溫區(qū)域21以及熱風恒溫區(qū)域22中有足夠的通過時間，及使干燥爐2能夠縮小占地面積，因此本發(fā)明可采用多層式紙管輸送機構3的輸送路徑，如圖4所示，該紙管輸送機構3包括第一、第二及第三輸送裝置3A、3B、3C，及其間以第一、第二紙管傳接機構4、4A傳接紙管1，該紙管1經(jīng)由第一輸送裝置3A進入紅外線升溫區(qū)域21處理后，經(jīng)該第一紙管傳接機構4傳接轉載至第二輸送裝置3B而進入熱風恒溫區(qū)域22。由于紙管1通過熱風恒溫區(qū)域22的時間有15-45分鐘，需要延長其輸送路徑，故利用第二紙管傳接機構4A將紙管1自第二輸送裝置3B轉載至第三輸送裝置3C，繼續(xù)熱風干燥且在第三輸送裝置3C的金屬輥筒31繼續(xù)熨平紙管表面。為配合整體紙管1干燥，可依實際上需要而設置多層輸送裝置。若空間不足夠，多層輸送裝置可節(jié)省設備空間，若空間足夠亦可設計一容納單層輸送裝置的設備空間。
如前所述，干燥爐2的熱風恒溫區(qū)域22溫度較低，因此紙管1溫度將逐漸退溫，隨著第三輸送裝置3C的運轉，干燥后含水率約為8-9％的高品質(zhì)紙管1得以出爐。
圖4至圖7顯示依前述技術所制作的較佳干燥爐實施例。干燥爐2如前所述包括有一紅外線升溫區(qū)域21與一熱風恒溫區(qū)域22，以及一迂回行進的紙管輸送機構3，是可將紙管1利用紙管輸送機構3輸送經(jīng)過紅外線升溫區(qū)域21與熱風恒溫區(qū)域22。該紙管輸送機構3包括第一、第二、第三輸送裝置3A、3B、3C及設于其間的第一、第二紙管傳接機構4、4A，其中該第一、第二及第三輸送裝置3A、3B、3C設于一支架本體32上，及有多數(shù)紅外線輻射源23位于第一輸送裝置3A上方的支架本體32上。
該第一輸送裝置3A位于前述紅外線升溫區(qū)域21，而該第二輸送裝置3B與第三輸送裝置3C則位于熱風恒溫區(qū)域22。該第一紙管傳接機構4用以傳接第一輸送裝置3A與第二輸送裝置3B，第二紙管傳接機構4A則用以傳接第二輸送裝置3B與第三輸送裝置3C。另外，有一驅動裝置6用以驅動前述各輸送裝置，并可連動紙管傳接機構。
請參考圖4、圖7、圖8，該輸送裝置包括設于支架本體32上的一主軸32A，及于干燥爐2前后且設于該主軸32A兩側上的一對鏈輪37、38，及環(huán)繞于鏈輪37、38上的一輸送鏈條36、36A，該鏈條36、36A上固設有多數(shù)支等距分布的金屬輥筒31，其中鏈輪37如圖7所示，是由驅動裝置6所驅動。該驅動裝置6包括一可產(chǎn)生旋轉運動的驅動元件61，如馬達，及其所傳動的傳動元件62，如皮帶或鏈條或其它傳動元件。該驅動元件61藉由傳動元件62驅動主軸32A轉動，使得鏈輪37、38能帶動鏈條36、36A及鏈條36、36A上的金屬輥筒31移動。如圖8所示，為了使鏈條36、36A不致因過長而于運轉時偏差，于該支架本體32上的適當間距設有一固著導正元件33、33A的支持體(圖中未示，事實上是固定于支架本體的支柱上)。該導正元件33、33A，如軌道、導引元件，是用以導正該鏈條36、36A能順利運利。其中該鏈條36、36A是以一對鏈翼35夾持固定，并將該鏈翼35固定在金屬輥筒31上，使金屬輥筒31可被鏈條36帶動。該金屬輥筒31包括一心軸30及設于心軸30上的輥筒311，以及設于輥筒311與心軸30的接觸位置且為了使輥筒311以心軸30上自由轉動的軸承310。該輥筒311一側設置有一鏈輪312，且于前述支持體上固設有一軌道313，使鏈輪312能被軌道313驅動而轉動。較佳的，該軌道313為鏈條，該鏈輪312為齒形鏈輪。該軌道313與該鏈輪312亦可利用摩擦方式達成。當鏈條36帶動金屬輥筒31移動時，由于軌道313是固定，因此輥筒311行走于軌道313上時。鏈輪312受驅動則輥筒311便會不斷的旋轉，如此即可使紙管1不斷地旋轉而熨平表面。較佳的，可以每對金屬輥筒31其中之一設有鏈輪312，以節(jié)省成本且利用一側輥筒311帶動紙管1旋轉?；蜉佂?11亦可相對兩側交互設置。
如圖5所示，前述第一、第二紙管傳接機構4、4A的第一實施例，包括；一上接輪41，一下接輪42，一環(huán)帶43環(huán)繞著上接輪41與下接輪42，且該環(huán)帶43上有多數(shù)承接元件44隨環(huán)帶43循環(huán)繞轉，將紙管由第一或第二輸送裝置3A、3B傳接轉載至第二或第三輸送裝置3B、3C。
如圖6所示，前述第一、第二紙管傳接機構4、4A的第二實施例，包括一斜坡組件45，其上半部接近第一輸送裝置3A或第二輸送裝置3B的末端；且該斜坡組件45的下端在第二或第三輸送裝置3B、3C的始端，使該紙管1可自較高處的第一或第二輸送裝置3A、3B自由滾落傳接到較低的第二或第三輸送裝置3B、3C。其他各種紙管傳接機構繁多，但皆可以將之應用于本發(fā)明中。
藉著前述設備，可將紙管1送入干燥爐2內(nèi)部的紅外線升溫區(qū)域21迅速升溫，使紙管1在該區(qū)域能將其內(nèi)的水份蒸發(fā)至紙管1內(nèi)、外表面11、12，然后藉著紙管輸送機構3與紙管傳接機構4、4A，可將紙管1送入熱風恒溫區(qū)域22，利用熱風軸向地對紙管1交互對吹，而使紙管1管內(nèi)外水份能迅速被熱風移除，在此同時，受熱且不斷被鏈條36帶動自轉的金屬輥筒31可將紙管1表面熨平，使在一有限空間內(nèi)可快速干燥紙管1并提高其干燥品質(zhì)。
在上述圖示中，雖然舉出一些較佳的實施例以陳明本發(fā)明的可行性，但如眾所知，不宜由該實施例反而限制了本發(fā)明下述的申請專利范圍，亦即，任何熟悉此藝者若應用本發(fā)明主要的特征，進行若干細節(jié)的變化，皆仍應屬于本案的專利范圍所含括者。
權利要求
1．一種紙管干燥爐，其特征在于，包括一紅外線升溫區(qū)域，具有至少一用以使該紙管迅速加熱升溫，并使該紙管的水份蒸發(fā)移動至其之內(nèi)表面及外表面的紅外線輻射源一熱風恒溫區(qū)域，具有至少一藉以將一定溫熱風軸向吹向該紙管，使該紙管管內(nèi)蒸發(fā)出的水份被熱風迅速移除，及維持該紙管表面溫度的熱風產(chǎn)生器；及一用以回轉且輸送該紙管在干燥內(nèi)通過該紅外線升溫區(qū)域與熱風恒溫區(qū)域，使得該紙管出爐的紙管輸送機構。
2．如權利要求1所述的紙管干燥爐，其特征在于，其中該紙管輸送機構是以迂回行進的多層輸送機構，進行該紙管干燥。
3．如權利要求2所述的紙管干燥爐，其特征在于，其中該紅外線輻射源是位于該紙管輸送機構的上方。
4．如權利要求1所述的紙管干燥爐，其特征在于，其中該熱風產(chǎn)生器是以交互對吹的方式布設于該紙管輸送機構的兩側。
5．如權利要求1所述的紙管干燥爐，其特征在于，其中該紙管輸送機構包括一第一輸送裝置，位于該紅外線升溫區(qū)域；一第二輸送裝置及一第三輸送裝置，位于該熱風恒溫區(qū)域；一對用以分別傳接該第一輸送裝置與第二輸送裝置，及第二輸送裝置與第三輸送裝置間的紙管輸送的紙管傳接機構；一依序設置有第一、第二及第三輸送裝置的支架本體；及一用以驅動該等輸送裝置輸送紙管的驅動裝置。
6．如權利要求5所述的紙管干燥爐，其特征在于，其中該輸送裝置包括設于該支架本體上的一心軸；設于心軸兩側的一對鏈輪；環(huán)繞前述鏈輪的一對鏈條；樞設于該一對鏈條間的多數(shù)等距分布的金屬輥筒；以及一供導引該鏈條帶動該金屬輥筒行進的導正元件。
7．如權利要求6所述的紙管干燥爐，其特征在于，其中該金屬輥筒包括設于該心軸上的一輥筒，其與該心軸間樞設一使輥筒能自由于心軸上轉動的軸承；設于該輥筒一側的一鏈輪；一用以導引該鏈輪，使該輥筒得以轉動的軌道。
8．如權利要求7所述的紙管干燥爐，其特征在于，其中該軌道為鏈條。
9．如權利要求6所述的紙管干燥爐，其特征在于，其中該鏈條利用一對鏈翼固定在該金屬輥筒者。
10．如權利要求6所述的紙管干燥爐，其特征在于，其中該驅動裝置包括一產(chǎn)生旋轉運動的驅動元件；一固定于該心軸一側的鏈輪；一用以傳輸驅動元件的動力至該鏈輪，且?guī)釉撔妮S轉動的傳動元件。
11．如權利要求5所述的紙管干燥爐，其特征在于，其中該紙管傳接機構包括一斜坡組件，其上半部接近該第一或該第二輸送裝置的末端；且該斜坡組件的下端在該第二或第三輸送裝置的始端稍高處，使該紙管自該第一或第二輸送裝置自由滾落傳接到該第二或第三輸送裝置。
12．如權利要求5所述的紙管干燥爐，其特征在于，其中該紙管傳接機構包括一上接輪；一下接輪；及環(huán)繞著該上接輪與該下接輪的一環(huán)帶，其具有多數(shù)承接元件隨該環(huán)帶循環(huán)繞轉，用以將該紙管自第一或第二輪送裝置承接轉載至該第二或第三輸送裝置。
13．如權利要求1所述的紙管干燥爐，其特征在于，其中該熱風產(chǎn)生器是以電熱元件或燃燒元件產(chǎn)生定溫熱風。
14．如權利要求13所述的紙管干燥爐，其特征在于，其中該熱風產(chǎn)生器尚包括分別設于該紙管輸送方向兩側的至少一送風元件，具有一吸入端風道及一送入端風道，其可將干燥爐中的熱風經(jīng)由該吸入端風道吸入而由該送入端風道送入該干燥爐中，以使熱能循環(huán)利用。
15．如權利要求14所述的紙管干燥爐，其特征在于，其中該送風元件是為高壓循環(huán)風車。
16．如權利要求1所述的紙管干燥爐，其特征在于，其中該紅外線升溫區(qū)域包括一較高溫區(qū)域及一較低溫區(qū)域，該紙管由該較高溫區(qū)到該較低溫區(qū)地通過紅外線升溫區(qū)域。
17．如權利要求16所述的紙管干燥爐，其特征在于，其中該紅外線升溫區(qū)域的溫度為100-140℃。
18．如權利要求16所述的紙管干燥爐，其特征在于，其中該較高溫區(qū)為120-140℃，較低溫區(qū)為100-120℃。
19．如權利要求1所述的紙管干燥爐，其特征在于，其中該干燥爐尚包括一排氣罩及一調(diào)氣閥，藉該調(diào)氣閥調(diào)整該排氣罩的熱氣排出量。
20．一種紙管干燥方法，其特征在于，包括a．將紙管送入紅外線升溫區(qū)域迅速升溫，使紙管在該區(qū)域能將其內(nèi)的水份蒸發(fā)至紙管內(nèi)外表面；及b．將紙管送入熱風恒溫區(qū)域，利用熱風軸向地對紙管交互對吹而使紙管管內(nèi)水份能迅速被熱風移除。
21．如權利要求20所述的紙管干燥方法，其特征在于，其中該a.的紅外線升溫區(qū)域的溫度設定在100-140℃。
22．如權利要求20所述的紙管干燥方法，其特征在于，其中該b.熱風恒溫區(qū)域的溫度為100℃。
23．如權利要求20或22所述的紙管干燥方法，其特征在于，其中紙管通過熱風恒溫區(qū)域的時間為15-45分間。
24．如權利要求20所述的紙管干燥方法，其特征在于，其中可利用金屬輥筒回轉將紙管表面熨平，并維持紙管表面溫度。
25．如權利要求20所述的紙管干燥方法，其特征在于，其中該b的含水率為8-9％。
全文摘要
一種紙管干燥方法及干燥爐,是先利用輥筒將紙管送入紅外線升溫區(qū)域迅速升溫,使紙管在該區(qū)域能將其內(nèi)的水分蒸發(fā)至紙管內(nèi)外表面;然后將紙管送入熱風恒溫區(qū)域,利用熱風軸向地對紙管交互對吹,而使紙管管內(nèi)水分能迅速被熱風移除;在此同時,受該輥筒可將低管表面熨平;一種達成前述干燥方法且可在一有限空間中,能延長紙管輸送路徑增加其干燥度的干燥爐,亦由本案加以介紹。
文檔編號F26B15/00GK1224828SQ9810028
公開日1999年8月4日 申請日期1998年1月25日 優(yōu)先權日1998年1月25日
發(fā)明者蕭清松, 黃廷位, 陳昌平, 張勝發(fā) 申請人:財團法人工業(yè)技術研究院