站式烘筒烘燥機(jī)主要由站柱、烘筒、軸承及密封件、疏水器、進(jìn)汽和排水管、擴(kuò)幅器和傳動(dòng)裝置等組成。
烘筒烘燥機(jī)使用蒸汽加熱,蒸汽由蒸汽總管通入烘燥機(jī)的空心站柱(或槽式矩形站柱旁邊的蒸汽管),分別引入各只烘筒內(nèi)。每根進(jìn)汽端的站柱(或進(jìn)汽管)上均裝有調(diào)節(jié)閥、安全閥和壓力表各一只,當(dāng)單位面積上蒸汽壓力超過(guò)規(guī)定壓力時(shí),安全閥便會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟,放出超壓的蒸汽。進(jìn)入烘筒內(nèi)的蒸汽,將熱量傳遞給烘筒,再由烘筒表面?zhèn)鬟f給圍繞于烘筒表面的含水織物后,蒸汽由于散失了熱量而冷凝成水,冷凝水由排水斗或虹吸管排出烘筒,進(jìn)入排水端的站柱(或出水管),經(jīng)疏水器而排出機(jī)外。由于疏水器的作用,預(yù)防了水和汽同時(shí)排出。
烘筒烘燥機(jī)的主要部分是烘筒、烘筒軸承及疏水器三個(gè)部分。
1.烘筒
烘筒是烘筒烘燥機(jī)的主要部件之一,直徑統(tǒng)一為570mm,工作幅度可為1100mm、1200mm、1600mm等幾種?？椢镌诤嫱采系膰@包角為250°～276°。在印花機(jī)上也使用大烘筒,其直徑為1500mm、2134mm或2438mm。按筒體的材料不同,烘筒可分為紫銅烘筒和不銹鋼烘筒兩大類;按排解冷凝水裝置的結(jié)構(gòu)不同,烘筒又可分為水斗式和虹吸式烘筒兩類。

(1)水斗式紫銅烘筒如圖5-5所示:筒體用2～3mm的紫銅板卷成,兩端用紅套箍把悶頭和筒體緊密連接在一起,再用螺釘把法蘭空心軸固定在悶頭口上。烘筒的非傳動(dòng)端悶頭上裝有空氣安全閥(圖5-6),預(yù)防烘筒內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓(如開(kāi)冷車或停車時(shí))將筒體壓壞(俗稱“吸癟”)。
水斗結(jié)構(gòu)如圖5-7(a),其工作原理如圖5-7(b)。水斗用2～3mm紫銅板焊接制成,用于排解烘筒內(nèi)的冷凝水。刮水板焊接在筒體的內(nèi)壁上,和水斗體連接的錐形出水器插入法蘭空心軸(圖5-5)的中心孔。在烘筒轉(zhuǎn)速較低的情況下,冷凝水因自身重量而集中在烘筒的下部。
當(dāng)水斗隨烘筒回轉(zhuǎn)至下部遇水時(shí),水被刮水板刮入水斗內(nèi);當(dāng)水斗隨烘筒繼續(xù)回轉(zhuǎn)至上部時(shí),水又因自身重力的作用,經(jīng)錐形出水管排出筒外。顯然,這種水斗式排水裝置耐腐蝕,但只適用于轉(zhuǎn)速較低的烘筒烘燥機(jī)。
烘筒內(nèi)安裝有撐箍(圖5-5)。撐箍是由HT15—33鑄鐵制成的彈性圈。其圓周上有一只開(kāi)口彈性接頭,可用螺釘適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)撐箍的直徑大小。外圈均勻分布有7個(gè)凹口,以便冷凝水在烘筒內(nèi)流通。加裝撐箍,是為了提高筒體的抗壓強(qiáng)度,保證烘筒外圓的圓整度。一般烘筒只安裝一只撐箍,對(duì)于寬幅烘筒(1600mm或1600mm以上的烘筒)可安裝兩只或兩只以上的撐箍。
(2)虹吸式紫銅烘筒:其結(jié)構(gòu)如圖5-8所示。它和水斗式紫銅烘筒的主要差別在于排水方式的不同。水斗式烘筒是依靠冷凝水的自重排水,而虹吸式烘筒則是利用虹吸作用排水。虹吸管是一根一端彎曲的黃銅管。開(kāi)車時(shí),烘筒內(nèi)存積的冷凝水由蒸汽壓入虹吸管,隨后,依靠虹吸作用和蒸汽壓力,就可不斷把冷凝水排出烘筒外。顯然,虹吸管彎曲端和烘筒內(nèi)壁的間隙越小,運(yùn)轉(zhuǎn)中筒內(nèi)殘留的冷凝水也就越少,烘燥效率也就越高。但是,由于虹吸管另一端固定在進(jìn)氣蓋端,形成較長(zhǎng)的懸臂,剛性較差,為了預(yù)防擦傷筒壁,其彎曲端和烘筒內(nèi)壁應(yīng)保持肯定間隙,虹吸管和烘筒內(nèi)壁的距離一般應(yīng)操縱在5～8mm。

圖5-9是虹吸式不銹鋼烘筒的結(jié)構(gòu)圖。它的特點(diǎn)是輕巧,傳動(dòng)功率小,耐腐蝕,能承受較大壓力,易于清潔。但是,由于不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)比紫銅小,因此,烘燥效率較低。在相同的烘燥條件下,不銹鋼烘筒應(yīng)比紫銅烘筒的車速降低10%左右,以保證烘燥效果。
2.烘筒軸承及密封部件
烘筒軸承的作用除支承烘筒外,還須對(duì)引入烘筒內(nèi)的蒸汽或排出烘筒外的冷凝水起到密封作用。目前廣泛采納的有填料密封型、平面密封型和球面密封型等三種形式。
(1)填料密封型烘筒軸承:如圖5-10所示。蒸汽經(jīng)軸承座的進(jìn)汽孔,直接進(jìn)入烘筒軸頭內(nèi)孔。調(diào)節(jié)壓緊螺釘,通過(guò)壓蓋壓緊螺旋形石棉橡膠填料,形成徑向收縮,并和軸頭形成轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形密封。這種密封對(duì)烘筒軸頭的回轉(zhuǎn)阻力較大,易磨損,增加了傳動(dòng)功率的消耗。但由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,整理、保養(yǎng)及維修都比較方便,安裝要求也不高,因此,雖然比較陳舊,目前仍在使用。

(2)平面密封型烘筒軸承:圖5-11所示為采納固體潤(rùn)滑材料的端面密封,其主要特點(diǎn)是將烘筒軸頭的支承由前面的滑動(dòng)軸承改為滾動(dòng)軸承,減小了摩擦,提高了傳動(dòng)效率。轉(zhuǎn)動(dòng)密封采納塑料石墨壓鑄件的端面密封形式。采納虹吸管排解冷凝水。

蒸汽從蒸汽蓋經(jīng)彈簧壓蓋進(jìn)入烘筒軸頭內(nèi)孔。轉(zhuǎn)動(dòng)密封主要是在塑料石墨壓鑄件和密封環(huán)兩端面之間形成,用彈簧把它們壓緊密封。圓形橡膠密封圈使鑄塑件和進(jìn)汽頭殼體密封,并使它不隨軸頭轉(zhuǎn)動(dòng);另一圓柱形密封圈則使密封環(huán)和軸頭密封,并使它隨軸頭轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)密封環(huán)則是用于預(yù)防滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑油脂溢漏的。
圖5-12所示為另一種結(jié)構(gòu)的平面密封型烘筒軸承。它的密封主要是依靠彈簧和壓圈,壓緊平面密封環(huán),使它緊貼軸頭端面而形成密封。環(huán)形密封圈的作用是預(yù)防蒸汽從蒸汽導(dǎo)管的外圓漏出。這種平面密封結(jié)構(gòu)的密封性能較好,使用壽命長(zhǎng),轉(zhuǎn)動(dòng)功率消耗少,烘筒頸不易被磨損。目前水斗式烘筒普遍采納這種密封形式。
(3)球面密封型烘筒軸承:如圖5-13所示,安裝在烘筒滾動(dòng)軸承的外部,密封管和烘筒軸頭由螺紋緊密連接。蒸汽從進(jìn)汽蓋經(jīng)密封管進(jìn)入烘筒軸頭內(nèi)孔而入烘筒,其轉(zhuǎn)動(dòng)密封是由固定球面密封環(huán)和密封環(huán)、密封管之間的球面摩擦來(lái)實(shí)現(xiàn)的。彈簧壓緊兩摩擦球面而不致漏汽。冷凝水由虹吸管經(jīng)出水彎頭排出。
3.疏水器
疏水器俗稱回汽甏,又叫阻汽排水閥。其用途是在排解冷凝水的同時(shí),預(yù)防蒸汽泄出,減少熱量損失,提高傳熱效率。疏水器的種類很多。常用的有浮筒式疏水器、鐘形浮子式疏水器和偏心熱動(dòng)力式疏水器等三種。

(1)工作原理:
①浮筒式疏水器工作原理:浮筒式疏水器的結(jié)構(gòu)如圖5-14所示。圖5-15是它的工作原理圖。當(dāng)冷凝水和部分蒸汽進(jìn)入疏水器時(shí),由于水的浮力使浮筒上升,截止閥關(guān)閉,阻擋水蒸氣泄漏,見(jiàn)圖5-15(a)。隨著冷凝水的不斷流入,水位逐漸升高,當(dāng)液面上升到肯定高度時(shí),即溢入浮筒,見(jiàn)圖5-15(b)。當(dāng)浮筒中冷凝水的重量超過(guò)浮筒所受的浮力時(shí),使浮筒下沉,打開(kāi)截止閥,浮筒中的冷凝水在蒸汽壓力下經(jīng)套管、截止閥和調(diào)節(jié)閥排出,見(jiàn)圖5-15(c)。當(dāng)排出肯定量冷凝水后,浮力又使浮筒重新上升而關(guān)閉截止閥,冷凝水不斷地流入,又進(jìn)行第二次循環(huán)。

由于浮筒內(nèi)常常保持有肯定的冷凝水,且水位高于套管下端,形成水封,蒸汽無(wú)法外泄。調(diào)節(jié)閥用來(lái)調(diào)節(jié)排水時(shí)的水流速度,使浮筒緩慢上升,幸免產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊。
有的疏水器在調(diào)節(jié)閥附近裝有直通閥,供開(kāi)車時(shí)泄放空氣和排出積聚的冷凝水。B處裝有觀看閥,用來(lái)檢查疏水器的工作情況。當(dāng)旋開(kāi)該閥時(shí),能間歇噴出冷凝水,則工作正常;如有大量蒸汽連續(xù)噴泄,則工作狀況不佳,應(yīng)及時(shí)調(diào)整或修理。
這種疏水器結(jié)構(gòu)可靠,幾乎沒(méi)有蒸汽泄漏,且不需加雙濾器。但體積大且笨重,屬間歇式排水。

②鐘形浮于式疏水器工作原理:圖5-16所示為鐘形浮子式疏水器,它由殼體、上蓋、閥門(mén)、金屬雙彈簧片、吊桶(即鐘形浮子)及連桿等組成。這種疏水器是利用金屬?gòu)椈善軣釓澢奶匦詠?lái)阻汽排水的。

當(dāng)部分蒸汽和冷凝水通過(guò)疏水器底部的濾網(wǎng)進(jìn)入疏水器時(shí),因蒸汽壓力使吊桶浮起,通過(guò)連桿,帶動(dòng)閥瓣將閥座關(guān)閉,阻擋蒸汽泄漏。同時(shí),由于吊桶內(nèi)溫度升高,彈簧片受熱伸長(zhǎng),彈簧片端部的蓋把吊桶上的排水孔關(guān)閉,使桶內(nèi)壓力增大,內(nèi)外出現(xiàn)水位差,見(jiàn)圖5-17(a)。隨著冷凝水不斷流入,部分蒸汽冷凝,桶內(nèi)汽壓下降,水位上升,見(jiàn)圖5-17(b)。當(dāng)水位達(dá)到肯定位置時(shí),金屬?gòu)椈善捎诶鋮s而收縮,排水孔閥蓋打開(kāi),冷凝水大量進(jìn)入桶內(nèi),吊桶由于自身重量而下沉,通過(guò)連桿,將閥瓣打開(kāi),排出冷凝水,見(jiàn)圖5-17(c)。冷凝水被排放到肯定量時(shí),蒸汽進(jìn)入吊桶,溫度升高,彈簧片受熱伸長(zhǎng)將閥蓋關(guān)閉,吊桶浮起關(guān)閉閥瓣,這樣又進(jìn)行第二次循環(huán)。
這種疏水器起動(dòng)可靠,能連續(xù)排解飽和水和非飽和水,動(dòng)作性能好,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小。但是,要加強(qiáng)維修保養(yǎng)。

③偏心熱動(dòng)力式疏水器工作原理:圖5-18所示為偏心熱動(dòng)力式疏水器。它主要由殼體、上蓋、閥片、閥座濾網(wǎng)等構(gòu)成,利用熱動(dòng)力學(xué)原理來(lái)阻汽排水。
當(dāng)冷凝水由進(jìn)口處經(jīng)濾網(wǎng)流入A孔,到閥片下方時(shí),由于變壓室D、環(huán)形槽B和出口管道C中的蒸汽,因溫度下降而冷凝使壓力 降低。在蒸汽壓力的作用下,冷凝水頂開(kāi)閥片,經(jīng)環(huán)形槽B,從C孔排出,見(jiàn)圖5-19(a)。

當(dāng)蒸汽進(jìn)入疏水器的剎那,因出口孔C比入口孔A小,蒸汽遇阻,即沿閥片的邊緣進(jìn)入變壓室D,如圖5-19(b)所示。由于蒸汽不斷流入變壓室D,使室內(nèi)壓力增大。同時(shí),蒸汽沿環(huán)形槽高速流向孔C時(shí),根據(jù)熱動(dòng)力學(xué)原理,將出現(xiàn)一個(gè)較四周為負(fù)壓的區(qū)域,導(dǎo)致閥片下方的壓力將小于上方的壓力。再加上閥片自身的重量,閥片將迅速下落,關(guān)閉通道,阻擋了蒸汽的繼續(xù)泄出,如圖5-19(c)所示。由于疏水器的散熱,變壓室的蒸汽冷凝后,使變壓室的壓力降低。
當(dāng)冷凝水再次流入疏水器時(shí),即再進(jìn)行上述的循環(huán)。
這種疏水器的性能比較好,疏水量大,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小,使用壽命長(zhǎng),維修也比較方便。
(2)疏水器的選擇:疏水器的選擇,主要從工作溫度、工作壓力以及排水量等方面考慮。一般疏水器所同意的高介質(zhì)溫度為250℃,大工作壓力為980kPa,均遠(yuǎn)高于烘筒加熱系統(tǒng)的蒸汽溫度和壓力。因此,主要是考慮排水量大小。一般烘筒烘燥機(jī)烘干1kg水分,要消耗1.5kg蒸汽,相應(yīng)產(chǎn)生1.5kg的冷凝水。因此,根據(jù)高車速及被烘燥的濕、厚的織物中的含水率,可算出每小時(shí)從烘筒中排解的冷凝水,再將這個(gè)數(shù)值乘以修正系數(shù)k(≈3),即為選擇排水量的依據(jù)。
(3)疏水器的安裝:如圖5-20所示,直放閥(又稱旁通管)的作用是在開(kāi)車前冷凝水較多或疏水器內(nèi)積水較多時(shí)用來(lái)加速排放冷凝水。有時(shí)疏水器內(nèi)有雜物影響排水,可使用直放閥直接排水。檢查管的作用是可隨時(shí)打開(kāi)截止閥檢查疏水器的排水情況。

(4)疏水器安裝時(shí)的注意事項(xiàng):
①完量靠近并低于排出冷凝水的烘筒,排水管道應(yīng)有肯定斜度,以利于冷凝水排出。
②在疏水器旁側(cè)應(yīng)裝旁通管和直通閥,以便在必要或開(kāi)車時(shí)排解大量冷凝水和污物。旁通管不可裝在疏水器下方。
③疏水器不能串聯(lián)安裝,必要時(shí)可并聯(lián)安裝。
(5)疏水器的維修保養(yǎng):
①定期檢查閥座和頂針、閥片、閥瓣間的密封性,若有漏汽,應(yīng)馬上修理或調(diào)換。
②定期調(diào)換疏水器,拆開(kāi)全方位檢修并校驗(yàn)。
③定期清除疏水器(包含濾網(wǎng))內(nèi)的雜物。
④如在冬季長(zhǎng)期停車,應(yīng)做好防凍工作。

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