CH427654A - Heated, hollow roller - Google Patents

Heated, hollow roller

Info

Publication number
CH427654A
CH427654A CH1628364A CH1628364A CH427654A CH 427654 A CH427654 A CH 427654A CH 1628364 A CH1628364 A CH 1628364A CH 1628364 A CH1628364 A CH 1628364A CH 427654 A CH427654 A CH 427654A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
roller
roll
heating
heat
heated
Prior art date
Application number
CH1628364A
Other languages
German (de)
Inventor
Traber Karl
Original Assignee
Kalle Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kalle Ag filed Critical Kalle Ag
Publication of CH427654A publication Critical patent/CH427654A/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/02Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means
    • B29C33/04Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means using liquids, gas or steam
    • B29C33/048Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means using liquids, gas or steam using steam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/02Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means
    • B29C33/04Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means using liquids, gas or steam
    • B29C33/044Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means using liquids, gas or steam in rolls calenders or drums
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B13/00Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
    • F26B13/10Arrangements for feeding, heating or supporting materials; Controlling movement, tension or position of materials
    • F26B13/14Rollers, drums, cylinders; Arrangement of drives, supports, bearings, cleaning
    • F26B13/18Rollers, drums, cylinders; Arrangement of drives, supports, bearings, cleaning heated or cooled, e.g. from inside, the material being dried on the outside surface by conduction
    • F26B13/183Arrangements for heating, cooling, condensate removal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Description

  

  



  Beheizte, hohle Walze
Zur Wärmeübertragung auf die verschiedensten Materialbahnen werden häufig beheizte rotierende Walzen oder Trommeln verwendet. Eine solche   Wärme-    übertragung ist zum Beispiel beim Trocknen oder Kaschieren von Materialbahnen erforderlich. Hierbei soll an der gesamten Walzenoberfläche eine möglichst   gleichmässige,    regelbare Temperatur herrschen, auch wenn die Wärmebelastung an verschiedenen Stellen der Walzenoberfläche verschieden, zum Beispiel an den unbedeckten Randpartien kleiner als im   bedeckten Mittel-    teil ist.



   Es sind verschiedene Walzenkonstruktionen bekannt, bei denen diese Forderung entweder   nur unzurei-    chend erfüllt ist oder nur mit grossem apparativem Aufwand erreicht wird. So kennt man luftgefüllte, elektrisch beheizte Walzen, bei denen die Wärme durch in den Walzenhohlraum eingebaute elektrische Heizelemente erzeugt und durch Konvektion der Luft und gleichzeitig durch   Wärmestrahlung auf die Walzenwandung übertra-    gen wird. Dies führt aber meist wegen des niedrigen Wärmeüberganges und der   ungleichmässigen      Wärmebe-      lastung    zu einer   ungleichmässigen    Temperaturverteilung auf der Walzenoberfläche.

   Auch durch   korrigierende      Massnahmen,    z.   B.    durch partielle Verstärkung der Hei  zung, kann Idilese ungleichmässige    Temperaturverteilung im allgemeinen nicht in ausreichendem Masse vermindert werden. Die Korrekturen sind zudem nur möglich, wenn   due    Temperatur der Walzenoberfläche an   mehre-    ren Stellen gemessen und die Heizleistung nach Massgabe dieser Messwerte partiell geregelt wird.



   Ferner sind Walzen bekannt, die von   heissen      Flüs-      sigkeiten,    wie Wasser, Öl oder anderen   Wärmeübertra-    gungsflüssigkeiten, durchströmt wenden. Diese Walzen zeigen aber stets einen Temperaturabfall in   Strömungs-    richtung der Heizflüssigkeit. Ausserdem ist die Anwen dung solcher flüssigkeitsdurchströmter Walzen technisch aufwendig und störanfällig, da für ihren Betrieb   Pum-    pen, Wärmeaustauscher,   Stopfbüchsen    usw. benötigt wenden.



   Schliesslich sind auch schon Walzen bekannt, bei denen Dämpfe, vorzugsweise Wasserdampf, als Heizme  dium    eingesetzt werden, deren Entwicklung ausserhalb der Walze erfolgt. Bei der Kondensation von Dämpfen erzielt man sehr   hohe Wärmeübergänge.    Auch werden die Temperaturgleichmässigkeit an der   Walzenoberflä-    che und ihre Anpassung an   wechselnde und unter-      schiedliche    Wärmebelastungen bei Verwendung von Dampf als Wärmeträger erheblich verbessert. Jedoch ist bei den bekannten Ausführungen der apparative Aufwand ebenfalls gross.

   So muss die Walze von   bestimm-    ten Volumina und Drucken ab als Druckgefäss   ausgebil-    det sein und die Dampfzuführung sowie die Kondensatabführung über   Stopfbüchsen    erfolgen. Die   Stopfbüch-      sen erfordern Wartung    und haben den Nachteil eines hohen mechanischen   Widerstandes, der stets einen Ans-      trich der Walze erforderlich    macht. Ferner benötigt man   Regelaggregate für    den Dampfdruck.



   Durch die   erfindungsgemäss    beheizte Walze werden diese Nachteile vermieden. Die enfindungsgemässe hohle Walze, bei der die Wärme durch kondensierenden Dampf auf die   Walzeninnenwandunig    und von da durch Wärmeleitung auf die Walzenaussenwandung übertragen wird,   istldadurch gekennzeichnet, Idass der Walzenin-    nenraum ein durch den Walzenmantel und die beiden   Walzenböden gebildetes, gasdicht    abgeschlossenes System darstellt, indem sich als   Wärmeübertragungsmit-    tel eine Heizflüssigkeit oder ein   Heizflüssigkeitsgemisch    sowie die zugehörige Dampfphase befinden und wobei in mindestens einen der Walzenböden   Vorrichtungsele-    mente eingearbeitet sind,

   die die Zuführung der für die Heizung des   Flüssigkeits/Dampf-Gemisches      erforderli-    chen Energie   ermögiichen.   



   Die Walze erlaubt, bei Fortfall einer Reihe bisher erforderlicher Hilfsmittel, besonders von   Stopfbüchsen,    den Vorteil der Heizung durch kondensierende Dämpfe   unter Erzielung grösstmöglicher Wärmeübergangszahlen    voll auszunützen.



   Ein weiterer Vorteil der   stopfbüchslosen    Walze ist ihr   geringer Laufwiderstand, der    sich auf den Widerstand der Wälzlager und der Schleifringe beschränkt. In vielen Fällen kann man daher auf einen Antrieb der Walze verzichten, was technisch einfach und wirtschaftlich ist.



   Die   erfindungsgemässe    Walze stellt einen Hohlzylinder dar, der an seinen   Stirnseiten durch Walzenböden    gas-und dampfdicht abgeschlossen ist. Jeder der beiden Walzenböden sind z. B. ein, vorzugsweise aber mehrere Heizkörper, meist Heizstäbe, beispielsweise durch Ver  schweissen,    eingelassen. Die Heizkörper erstrecken sich   zweckmässig    über die ganze oder nahezu die ganze Länge der Walze. Ihre Enden stehen zur   Wärmezufüh-    rnmg mit dem   Walzenaussenraum    in Kontakt. Die Heizkörper werden meist auf elektrischem Wege beheizt. Die Walze kann im Prinzip aber auch auf anderem Wege,   beispielsweise durch Flammenbeheizung,    beheizt werden.

   Im Falle der elektrischen Beheizung ist es bevorzugt,   dass zwei    oder mehrere Heizstäbe in   radialsymme-      trischer Anordnung    nur in den einen der beiden Wal  zenböden    eingelassen und mit   Anschlusselementen    bekannter Bauart für den elektrischen Strom versehen sind, die über die   Aussenwand    des   Walzenbodens    hin  ausragen.    Der elektrische Strom kann den Stäben in bekannter Weise, beispielsweise über einen oder mehrere an dem benachbarten Walzenzapfen angeordnete Schleifringe, die mit den Anschluss, elementen leitend verbunden sind, zugeführt werden.



   Die Heizstäbe kommen bei den meisten der   mög-    lichen Anordnungen unmittelbar mit der Heizflüssigkeit in Berührung, wodurch, ein besonders guter   Wärmeüber-    gang gewährleistet ist. Man kann aber auch   Anordnun-    gen verwenden, bei denen sich die Heizstäbe innerhalb flüssigkeits-und   dampfundurchlässiger    Umbüllungen, beispielsweise Schutzrohren, befinden, die ihrerseits   flüssigkeits-und    dampfdicht in den   Walzenböden      befe-    stigt sind. Diese Anordnungen haben den Vorteil, dass die Heizstäbe bzw. Heizkörper bequem von aussen her ausgewechselt werden können.

   Jedoch muss wegen der Luftschicht, die sich zwischen den Heizkörpern und der Innenwand der Umhüllung befindet,   ein geringerer Wär-    meübergang und damit eine   grössere      Ubertemperatur    der Heizelemente in Kauf genommen werden.



   In dem Innenraum der Walze befindet sich die Heizflüssigkeit. Hierbei genügt eine solche   Flüssigkeits-      menge, dass    bei den Temperaturen, bei denen die Walze betrieben werden soll, mindestens der unterste   Heizkör-    per von dieser vollständig benetzt wird. In vielen Fällen wählt man die Flüssigkeitsmenge so   gross,    dass sie bei Raumtemperatur etwa das halbe Volumen des Walzeninnenraumes einnimmt.



   Geeignete   Heizflüssigkeiten    sind alle die, die sich bei   den angewandten Heiztemperaturen    und den sich hierbei in dem abgeschlossenen System einstellenden Drükken chemisch nicht verändern und die die Innenwandung der Walze   sowie die Heizstäbe nicht angreifen.

   Be-    sonders geeignet sind Wasser, aber auch thermisch stabile Öle und andere Flüssigkeiten oder auch   Flüssig-      keitsgemische, beispielsweise    das unter dem   Handelsna-    men   Diphenyl   warenzeichenrechtlich geschützt eutektische Gemisch von Diphenyl und   Diphenylenoxyd.    Die Wahl der Flüssigkeit richtet sich nach dem   Temperatur-    bereich, in dem'die Walze betrieben werden soll, und dem höchstmöglichen Betriebsdruck, der für das Wal  zenmaterial    zulässig ist.



   Grössere Walzen enthalten   zweckmässig in ihrem    Innenraum einen oder mehrere Verdrängungskörper.



  Meist ist ein einzelner Verdrängungskörper von der Form eines geschlossenen Zylinders so angeordnet, dass sich zwischen seinem Aussenmantel und der Walzenin  ; nenwandung ein Hohlraum vom Querschnitt    eines    Kreisrin, ges    befindet, in   dem Heizflüssigkeit und Heiz-    körper untergebracht sind. Man kann aber beispielsweise auch zwei oder mehrere kleinere Zylinder   zwi-    schen den beiden   Walzenböden zweckmässig kreissym-    metrisch anordnen.

   Diese Anordnungen haben den Vor teil, dass man   Iden gewünschten Heizeffekt tnit verhält-       nismässig    kleinen Flüssigkeitsmengen erreicht, so dass die Wärmekapazität der Walze entsprechend klein bleibt, was fur, ein schnelles   Hochheizen    der Walze von
Vorteil ist.



   Die Temperaturmessung ist vorteilhaft mit einer automatischen Temperaturregelung verbunden. Hierbei kann man   Vorrichtungselamente bekannter Bauart    verwenden, beispielsweise umlaufende Kontaktmanometer oder Wärmefühler verbunden mit Widerstandsthermo metern bzw. Thermoelementen. Bei diesen   Anordnun-    gen können die Messwerte bzw. Schaltimpulse über be sondere Schleifringe nach aussen geführt werden,
Damit ein maximaler Wärmeübergang vom Dampf raum auf die Walzenwandung erzielt werden kann,   muss der Dampfraum weitgehend frei    von   Gasen, be-    sonders von Luft sein.

   Um dies zu ermöglichen, befindet sich   zweckmässig    in einem der Walzenboden eine dampfdicht verschliessbare Entlüftungsbohrung, die auch zum   Einfiillen    der Heizflüssigkeit verwendet   wer-    den. kann. Nach dem Einfüllen erwärmt man die   Flüs-    sigkeit bei geöffneter Entlüftungsbohrung auf ihren Siede punkt, also beispielsweise Wasser auf   100  C,    Diphenyl auf 255  C, und hält diese Temperatur so lange, bis die Luft völlig verdrängt und der   Walzenraum    mit reinem Dampf gefüllt ist. Die Entlüftungsbohrung kann dann mit einem Stopfen   dfurch    Verlöten oder   Verschweissen    geschlossen werden.



   Die Arbeitsweise der gefüllten, geschlossenen und beheizten Walze ist folgende : Bei Drehung der Walze geben, die im unteren Teil der Walze in die Flüssigkeit eintauchenden Heizkörper ihre Wärme bei relativ hoher Wärmeübergangszahl an die Heizflüssigkeit ab, so dass auf der Oberfläche der Heizkörper nur geringe   aber-      temperaturen von wenigen  C auftreten. Hierdurch ist    eine hohe, bei niedriger elektrischer Leistungsdichte von beispielsweise 1 Watt/cm2 Heizkörperoberfläche praktisch   unbegrenzte Lebensdafuer der Heizstäbe gewährlei-    stet. Im Dampfraum stellt   sich ein dler jeweiligen Flüs-      sigkeitstemperatur entsprechender    Dampfdruck ein.



   Die den Dampfraum durchlaufenden Heizkörper übertragen ihre Wärme zwar bei relativ niedriger Wär  meübergangszahl, doch    stellt sich auf ihrer Oberfläche auch hier   keine erhebliche Ubertemperatur ein,    da zum Verdampfen der diese benetzenden Fliissigkeit ver  gleichsweise    viel Wärme verbraucht wird und die Durchlaufzeit durch den Dampfraum in der Regel nur wenige Sekunden beträgt. Somit besteht auch keine Gefahr einer Schädigung oder Zersetzung thermisch weniger widerstandsfähiger Flüssigkeiten beim   Wiederein-    tauchen der Heizstäbe.



   Da der Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels mit   gesättigtem, kondensationsbereitem Dampf    von praktisch   ausgeglichenem    Druck erfüllt ist, herrscht in diesem Raum eine ausgeglichene Temperatur. Jeder Wär  meentzug durch die äussere Walzenwandung    und die   Walzenböden    hat eine sofortige Dampfkondensation zur Folge, wobei die Verdampfungswärme frei wird und den   Warmeverbnauch, auch wenn er    an verschiedenen Stellen verschieden ist, mit minimalen   Temperaturdifferen-    zen deckt.

   Wegen der sehr hohen   Wärmeübergangszah-    len kondensierender Dämpfe-bei Wasserdampf liegt die Wärmeübergangszahl in der   Grössenordnung    von 10 000   kcal/m2h0 C-können grosse Wärmestromldich-    ten, wie sie bei der Trocknung feuchter Güter auftreten, ohne nennenswerten Temperaturabfall erreicht werden.



     In Idem    von der Flüssigkeit erfüllten unteren Walzenraum herrschen wegen der über die ganze Walzenlänge   Igleichmässig    verteilten Wärmezufuhr ebenfalls praktisch ausgeglichene Temperaturverhältnisse. Der Wärmeübergang zwischen Heizkörpern und   Heizflüssig-    keit liegt hier zwar um etwa eine   Grössenordnung    tiefer, beträgt also o nur etwa 1/5 bis 1/10 des im Dampfraum vorliegenden Wertes, ist jedoch in seiner absoluten Grosse noch sehr hoch.



   Arbeitet man, was häufig bevorzugt wird, bei Tem  peraturen,    die unterhalb der Siedetemperatur der Heizflüssigkeit bei Atmosphärendruck liegen, so herrscht im   Walzeninnenraum    ein   Unberdruck.    Der auf die   Walzen-    wände ausgeübte Dampfdruck ist in diesem Falle stets kleiner als eine Atmosphäre. Es ist daher möglich, die   Walzenwände    vergleichsweise dünn auszuführen und so eine sehr rasche   Temperatureinstellung und-regelung    zu ermöglichen. Man kann natürlich auch bei   Temperatu-    ren arbeiten, die oberhalb des Siedepunktes der Heizflüssigkeit bei Atmosphärendruck liegen.

   In diesem Falle entsteht im Walzeninnenraum, je nach der angewendeten Temperatur, ein mehr oder   weniger grosser      Überdruck. Die Grosse des hochstzulässigen Überdrucks    ist nicht kritisch, hängt vielmehr, wie bei anderen be  kannten Heizsystemen, von    der Festigkeit des jeweils verwendeten Wandmaterials ab.



   In der Zeichnung sind beispielsweise   Ausführungs-    formen des Erfindungsgegenstandes dargestellt.



   Fig.   1    zeigt den Querschnitt durch eine geschlossene Walze mit : dem Walzenmantel 1, den beiden   Walzenbö-    den 2 und den beiden   Walzemzapfen    3, die in den Lagern 4 gelagert sind. Die elektrischen Stabheizkörper 5 sind in dem linken   Walzenboden    2   verschweisst und    erstrecken sich fast über die ganze Länge der Walze. Sie enthalten   elektrische Anschlusselemente    6, die ausserhalb des Walzenbodens enden.

   Die Stromzuführung zu den Anschlusselementen 6 erfolgt über die auf dem linken Walzenzapfen 3 angeordneten Schleifringe 7 und die   Stromzu-und- : ableitungen    8. 9 stellt die   Heizflüssig-    keit und 10   die verschliessbare Entlüftungsbohmng    dar, durch die die Luft vor Inbetriebnahme der Walze durch die entwickten Dämpfe der Heizflüssigkeit vendrängt wird. Die Temperaturmessung erfolgt über den Tempe  raturfühler    11, der mit dem in dem rechten   Walzenzap-      fen 3 angeordneten Thermoelement    12 verbunden ist.



   Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Walze, die sich von, der Walze nach Fig.   1    dadurch unterscheidet, dass sie zusätzlich einen zylindrischen   Verdrängungs-    körper   13    enthält.



   Fig. 3 zeigt den   Querschnitt durch einen auswechsel-    baren   Stabheizkörper    5, der sich in einem Schutzrohr 14 befindet, dessen Ende 15 in dem   Walzenboden 2      befe-    stigt ist.



  



  Heated, hollow roller
Heated rotating rollers or drums are often used to transfer heat to a wide variety of material webs. Such a heat transfer is necessary, for example, when drying or laminating material webs. A controllable temperature that is as uniform as possible should prevail over the entire roll surface, even if the heat load is different at different points on the roll surface, for example less at the uncovered edge parts than in the covered central part.



   Various roller constructions are known in which this requirement is either only inadequately met or only achieved with a great deal of equipment. Air-filled, electrically heated rollers are known in which the heat is generated by electrical heating elements built into the roller cavity and transferred to the roller wall by convection of the air and at the same time by thermal radiation. However, because of the low heat transfer and the uneven heat load, this usually leads to an uneven temperature distribution on the roll surface.

   Also through corrective measures, e.g. B. by partially increasing the heating, Idilese uneven temperature distribution can generally not be reduced to a sufficient extent. The corrections are also only possible if the temperature of the roller surface is measured at several points and the heating power is partially regulated according to these measured values.



   Furthermore, rollers are known through which hot liquids, such as water, oil or other heat transfer liquids, flow. However, these rollers always show a temperature drop in the direction of flow of the heating fluid. In addition, the use of such rolls through which liquid flows is technically complex and prone to failure, since pumps, heat exchangers, stuffing boxes, etc. are required for their operation.



   Finally, rollers are also known in which vapors, preferably water vapor, are used as heating medium, the development of which takes place outside the roller. With the condensation of vapors, very high heat transfers are achieved. The temperature uniformity on the roll surface and its adaptation to changing and different heat loads are also considerably improved when using steam as a heat transfer medium. However, with the known designs, the outlay on equipment is also great.

   With certain volumes and pressures, the roller must be designed as a pressure vessel and the steam supply and condensate drainage must take place via stuffing boxes. The stuffing boxes require maintenance and have the disadvantage of high mechanical resistance, which always makes it necessary to paint the roller. You also need control units for the steam pressure.



   The heated roller according to the invention avoids these disadvantages. The hollow roll according to the invention, in which the heat is transferred by condensing steam to the inner wall of the roll and from there by conduction to the outer wall of the roll, is characterized in that the inner space of the roll represents a gas-tight, sealed system formed by the roll shell and the two roll bottoms a heating fluid or a heating fluid mixture and the associated vapor phase are located as the heat transfer medium and device elements are incorporated into at least one of the roller bases,

   which allow the supply of the energy required for heating the liquid / vapor mixture.



   If a number of previously required aids, especially stuffing boxes, are no longer available, the roller allows the advantage of heating by condensing vapors to be fully exploited while achieving the greatest possible heat transfer coefficients.



   Another advantage of the roller without a stuffing box is its low running resistance, which is limited to the resistance of the roller bearings and slip rings. In many cases it is therefore possible to dispense with a drive for the roller, which is technically simple and economical.



   The roller according to the invention represents a hollow cylinder which is sealed gas-tight and vapor-tight at its end faces by roller bottoms. Each of the two roller floors are z. B. one, but preferably several radiators, mostly heating rods, for example by welding Ver, let in. The heating elements expediently extend over the entire or almost the entire length of the roller. Their ends are in contact with the outer space of the roller for the purpose of supplying heat. The radiators are usually heated electrically. In principle, however, the roller can also be heated in other ways, for example by flame heating.

   In the case of electrical heating, it is preferred that two or more heating rods in a radially symmetrical arrangement are only embedded in one of the two roller bases and are provided with connection elements of a known type for the electrical current, which protrude beyond the outer wall of the roller base. The electric current can be fed to the rods in a known manner, for example via one or more slip rings arranged on the adjacent roll neck, which are conductively connected to the connection elements.



   In most of the possible arrangements, the heating rods come into direct contact with the heating fluid, which ensures particularly good heat transfer. However, it is also possible to use arrangements in which the heating rods are located within liquid-impermeable and vapor-impermeable envelopes, for example protective tubes, which in turn are fastened in the roller bottoms in a liquid-tight and vapor-tight manner. These arrangements have the advantage that the heating rods or radiators can easily be replaced from the outside.

   However, because of the layer of air that is located between the radiators and the inner wall of the casing, a lower heat transfer and thus a greater excess temperature of the heating elements must be accepted.



   The heating fluid is located in the interior of the roller. In this case, an amount of liquid is sufficient that at the temperatures at which the roller is to be operated, at least the lowest heating element is completely wetted by it. In many cases, the amount of liquid chosen is so large that it takes up about half the volume of the interior of the roller at room temperature.



   Suitable heating fluids are all those that do not change chemically at the heating temperatures used and the pressures that are established in the closed system and that do not attack the inner wall of the roller or the heating rods.

   Particularly suitable are water, but also thermally stable oils and other liquids or also liquid mixtures, for example the eutectic mixture of diphenyl and diphenylene oxide protected under the trade name Diphenyl. The choice of liquid depends on the temperature range in which the roller is to be operated and the highest possible operating pressure that is permissible for the roller material.



   Larger rollers expediently contain one or more displacement bodies in their interior.



  Usually a single displacement body in the form of a closed cylinder is arranged in such a way that between its outer surface and the roller; inner wall is a cavity with the cross section of a circular ring, in which heating fluid and heating element are housed. However, it is also possible, for example, to arrange two or more smaller cylinders between the two roller bases expediently in a circularly symmetrical manner.

   These arrangements have the advantage that the desired heating effect can be achieved with relatively small amounts of liquid, so that the heat capacity of the roller remains correspondingly small, which means that the roller is heated up quickly
Advantage is.



   The temperature measurement is advantageously combined with an automatic temperature control. Here you can use device elements of known design, for example rotating contact pressure gauges or heat sensors connected to resistance thermometers or thermocouples. With these arrangements, the measured values or switching pulses can be sent to the outside via special slip rings,
In order to achieve maximum heat transfer from the steam space to the roll wall, the steam space must be largely free of gases, especially air.

   In order to make this possible, there is expediently a steam-tight closable vent hole in one of the roller bottoms, which is also used to fill in the heating fluid. can. After filling, the liquid is heated to its boiling point with the vent hole open, for example water to 100 C, diphenyl to 255 C, and this temperature is maintained until the air is completely displaced and the roller space is filled with pure steam. The vent hole can then be closed with a plug by soldering or welding.



   The functioning of the filled, closed and heated roller is as follows: When the roller rotates, the heating elements immersed in the liquid in the lower part of the roller give off their heat to the heating fluid at a relatively high heat transfer coefficient, so that only slight but minor heat transfer rates occur on the surface of the heating elements - Temperatures of a few C occur. This ensures a high, with a low electrical power density of, for example, 1 watt / cm2 radiator surface, a practically unlimited life of the heating rods. A vapor pressure corresponding to the respective liquid temperature is set in the vapor space.



   The radiators passing through the vapor space transfer their heat at a relatively low heat transfer coefficient, but here, too, there is no significant excess temperature on their surface, since a comparatively large amount of heat is used to evaporate the wetting liquid and the transit time through the vapor space usually takes place is only a few seconds. There is thus no risk of damage or decomposition of thermally less resistant liquids when the heating rods are re-immersed.



   Since the space above the liquid level is filled with saturated, condensation-ready vapor of practically balanced pressure, there is a balanced temperature in this room. Any heat extraction through the outer roller wall and the roller bottoms results in immediate steam condensation, the evaporation heat being released and covering the heat consumption, even if it is different at different points, with minimal temperature differences.

   Because of the very high heat transfer rates of condensing vapors - in the case of water vapor, the heat transfer rate is in the order of magnitude of 10,000 kcal / m2h0 C - high heat flux densities, such as those that occur when drying moist goods, can be achieved without a significant drop in temperature.



     In the lower roller space filled by the liquid, there are also practically balanced temperature conditions because of the heat supply evenly distributed over the entire roller length. The heat transfer between radiators and heating fluid is about an order of magnitude lower, i.e. only about 1/5 to 1/10 of the value in the vapor space, but its absolute size is still very high.



   If you work, which is often preferred, at temperatures below the boiling point of the heating fluid at atmospheric pressure, there is an overpressure in the roll interior. In this case, the steam pressure exerted on the roll walls is always less than one atmosphere. It is therefore possible to make the roller walls comparatively thin and thus to enable the temperature to be set and regulated very quickly. You can of course also work at temperatures which are above the boiling point of the heating fluid at atmospheric pressure.

   In this case, depending on the temperature used, a greater or lesser overpressure arises in the interior of the roll. The size of the maximum permissible overpressure is not critical, but depends, as with other known heating systems, on the strength of the wall material used.



   In the drawing, for example, embodiments of the subject matter of the invention are shown.



   1 shows the cross section through a closed roll with: the roll shell 1, the two roll bases 2 and the two roll journals 3, which are mounted in the bearings 4. The electric rod heating elements 5 are welded in the left roller base 2 and extend almost over the entire length of the roller. They contain electrical connection elements 6 which end outside the roller base.

   The power supply to the connection elements 6 takes place via the slip rings 7 arranged on the left roll journal 3 and the power supply and discharge lines 8. 9 represents the heating fluid and 10 represents the closable vent hole through which the air flows through the evolved vapors of the heating fluid is displaced. The temperature is measured via the temperature sensor 11, which is connected to the thermocouple 12 arranged in the right roll neck 3.



   FIG. 2 shows a cross section through a roller which differs from the roller according to FIG. 1 in that it additionally contains a cylindrical displacement body 13.



   3 shows the cross section through an exchangeable rod heating element 5, which is located in a protective tube 14, the end 15 of which is fastened in the roller base 2.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Beheizte, hohle Walze, bei der die Wärme durch kondensierenden Dampf auf die Walzeninnenwandung und von da durch Wärmeleitung auf die Walzenaussenwandung übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzeninnenraum ein durch den Walzenmantel (1) und die beiden Walzenböden (2) gebildetes, gasdicht abgeschlossenes System darstellt, in dem sich als Wärme- übertragungsmittel eine Heizflüssigkeit oder ein Heizflüssigkeitsgemisch sowie die zugehörige Dampfphase befinden und wobei in mindestens einen der Walzenbö- den (2) Vorrichtungselemente eingearbeitet sind, die die Zuführung der für die Heizung des Flüssigkeits/Dampf- Gemisches erforderlichen Energie ermöglichen. PATENT CLAIM Heated, hollow roll in which the heat is transferred to the inside wall of the roll by condensing steam and from there by conduction to the outside wall of the roll, characterized in that the inside of the roll is sealed in a gastight manner, formed by the roll shell (1) and the two roll bottoms (2) Represents a system in which a heating fluid or a heating fluid mixture and the associated vapor phase are located as the heat transfer medium and device elements are incorporated into at least one of the roller floors (2) which supply the necessary for heating the liquid / vapor mixture Enable energy. UNTERANSPRÜCHE 1. Walze nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem der Walzenböden (2) elektrisch beheizbare Heizkörper (4) befestigt sind. SUBClaims 1. Roller according to claim, characterized in that electrically heatable heating elements (4) are fastened in at least one of the roller bases (2). 2. Walze nach Unteranspruch l, dadurch gekenn- zeichnet, dass sich die Heizkörper (4) über mindestens nahezu die ganze Länge der Walze erstrecken. 2. Roller according to dependent claim 1, characterized in that the heating elements (4) extend over at least almost the entire length of the roller. 3. Walze nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass im Walzeninnenraum Verdrängungskör- per (13) angeordnet sind. 3. The roller according to claim, characterized in that displacement bodies (13) are arranged in the interior of the roller. 4. Walze nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ihr Mantel eine gasdicht verschliessbare Entlüftungsbohrung (10) enthält. 4. Roller according to claim, characterized in that its jacket contains a gas-tight closable vent hole (10).
CH1628364A 1963-12-19 1964-12-17 Heated, hollow roller CH427654A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEK0051679 1963-12-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH427654A true CH427654A (en) 1966-12-31

Family

ID=7226084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH1628364A CH427654A (en) 1963-12-19 1964-12-17 Heated, hollow roller

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH427654A (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4105896A (en) * 1975-10-01 1978-08-08 Herbert Kannegiesser Kommanditgesellschaft Rotary device for producing and/or processing webs, pieces, foils and composite materials
DE2727885A1 (en) * 1977-06-21 1979-01-04 Ivanovskij Ni Ex K Mash I Web presser cylinder - has core supporting at its centre a sleeve formed by two tubular members closed at ends and fitted with central spacer
US4501955A (en) * 1983-11-21 1985-02-26 Bick Hal W Rotatable heating apparatus
US4616474A (en) * 1985-04-25 1986-10-14 Wrap & Roll, Inc. Mobile film wrapping apparatus
US4629867A (en) * 1984-03-29 1986-12-16 Lenzing Aktiengesellschaft Heated rotatable roll arrangement
DE20101859U1 (en) * 2001-02-03 2002-06-13 Eduard Küsters Maschinenfabrik GmbH & Co. KG, 47805 Krefeld Heated roller
WO2007082851A1 (en) * 2006-01-20 2007-07-26 Lafer Spa Heated cylinder for textile machines
CN103890263A (en) * 2011-09-13 2014-06-25 量子技术(德国)有限公司 Roller for heating a paper web or fabric
ITVI20130295A1 (en) * 2013-12-12 2015-06-13 Sintec Textile Srl CYLINDER HEATING SYSTEM FOR INDUSTRIAL USE
CN109016828A (en) * 2018-09-20 2018-12-18 大理怡祥纸业有限公司 A kind of conduction oil heating roller and its gluing drying system and method
CN112954832A (en) * 2021-01-29 2021-06-11 海宁市华佳印刷机械制造有限公司 Closed internal heating electric heating roller

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4105896A (en) * 1975-10-01 1978-08-08 Herbert Kannegiesser Kommanditgesellschaft Rotary device for producing and/or processing webs, pieces, foils and composite materials
DE2727885A1 (en) * 1977-06-21 1979-01-04 Ivanovskij Ni Ex K Mash I Web presser cylinder - has core supporting at its centre a sleeve formed by two tubular members closed at ends and fitted with central spacer
US4501955A (en) * 1983-11-21 1985-02-26 Bick Hal W Rotatable heating apparatus
US4629867A (en) * 1984-03-29 1986-12-16 Lenzing Aktiengesellschaft Heated rotatable roll arrangement
US4616474A (en) * 1985-04-25 1986-10-14 Wrap & Roll, Inc. Mobile film wrapping apparatus
DE20101859U1 (en) * 2001-02-03 2002-06-13 Eduard Küsters Maschinenfabrik GmbH & Co. KG, 47805 Krefeld Heated roller
WO2007082851A1 (en) * 2006-01-20 2007-07-26 Lafer Spa Heated cylinder for textile machines
CN103890263A (en) * 2011-09-13 2014-06-25 量子技术(德国)有限公司 Roller for heating a paper web or fabric
ITVI20130295A1 (en) * 2013-12-12 2015-06-13 Sintec Textile Srl CYLINDER HEATING SYSTEM FOR INDUSTRIAL USE
CN109016828A (en) * 2018-09-20 2018-12-18 大理怡祥纸业有限公司 A kind of conduction oil heating roller and its gluing drying system and method
CN112954832A (en) * 2021-01-29 2021-06-11 海宁市华佳印刷机械制造有限公司 Closed internal heating electric heating roller

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2405200A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR USING ENERGY DELIVERED FROM A HEAT SOURCE
CH427654A (en) Heated, hollow roller
DE4033986A1 (en) ROLLER WITH HEATING DEVICE
EP3452749A1 (en) Transport container
DE2525451A1 (en) EVAPORATOR FOR CONVERTING LIQUID GAS INTO HEATED GAS FOR SUPPLYING A GAS DISTRIBUTION SYSTEM
EP0578971B1 (en) Electrically heated calanderroll
EP0861941B1 (en) Roller arrangement
DE3441074A1 (en) STEAM GENERATOR AND CONDENSER
DE2554708C3 (en) Device for cooling underground power cables
DE2027420A1 (en) Device for the continuous, thermal treatment of webs of material
EP2239365B1 (en) Trough mangle and method for heating same
DE4442571C1 (en) Electrically heated roller, with condensing steam heat transfer, for uniform, high rate
DE2019786A1 (en) Condensation-heated black body radiation source
DE2249519A1 (en) HEATED ROLLER FOR TREATMENT OF TEXTILE YARN
DE1408274B2 (en) Cooled oven transport roller
DE10230168B4 (en) Level conversion facility
AT408575B (en) METHOD FOR DIELECTRIC DRYING OF WOOD
DE1804777C3 (en) Heated roller
DE2010967A1 (en) Xryostat
DE3940508C2 (en)
AT232971B (en) Method and device for storing a liquefied low-boiling gas
DE1751890C3 (en) Device for evaporative cooling
DE833416C (en) Method and device for heating the rolls of rolling mills, calenders or the like.
DE10230037B9 (en) Heating roller and process for its manufacture
DE2856356C2 (en)