CH666331A5

CH666331A5 - METHOD AND DEVICE FOR WATER COOLING HOLLOW ROLLERS.

Info

Publication number: CH666331A5
Application number: CH2952/84A
Authority: CH
Inventors: Thomas Fritzsche; Horst Senf
Original assignee: Nagema Veb K
Priority date: 1983-09-29
Filing date: 1984-06-18
Publication date: 1988-07-15
Also published as: IT8448799A0; DD217721A1; DE3421753A1; JPS6078546A; IN161538B; IT8448799A1; IT1179426B

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wasserkühlung von Hohlwalzen, die mit einem durch die Kühlmittelablaufbohrung eines Achsschenkels in der Walzenlängsachse in das Walzeninnere geführten feststehenden Kühlwasserzulaufrohr versehen sind und die insbesondere für Walzenreibmaschinen zur Feinzerkleinerung von Kakao- und Schokoladenmassen, Farben und ähnliche Verarbeitungsgüter Anwendung finden. The invention relates to a method and an apparatus for water cooling of hollow rollers, which are provided with a fixed cooling water inlet pipe which is guided through the coolant drain hole of a steering knuckle in the longitudinal axis of the roller and into the inside of the roller and which is particularly suitable for roller grinders for fine comminution of cocoa and chocolate masses, paints and the like Processing goods find application.

Zur Kühlung rotierender Hohlwalzen ist allgemein bekannt, dass Wasser als Kühlmittel die Walzenröhre durchströmt. Bei den bekannten Systemen zur Kühlung der Walzenröhre wird vorrangig das Kühlwasser durch einen, der die Walzenröhre tragenden Walzenschenkel zugeführt, wobei der Walzenschenkel hohl ausgebildet ist und das Kühlwasser in einem, in der Längsbohrung des Walzenschenkels koaxial geführten feststehenden Zulaufrohr zuströmt. Das Zulaufrohr ist allgemein als Sprührohr ausgebildet und mit mehreren Austrittsöffnungen versehen, durch die das Kühlwasser in den Walzeninnenraum einströmt. For cooling rotating hollow rollers, it is generally known that water flows through the roller tube as a coolant. In the known systems for cooling the roller tube, the cooling water is primarily fed through one of the roller legs that support the roller tube, the roller leg being hollow and the cooling water flowing in a fixed inlet pipe that is coaxially guided in the longitudinal bore of the roller leg. The inlet pipe is generally designed as a spray pipe and is provided with a plurality of outlet openings through which the cooling water flows into the interior of the roll.

Um eine möglichst gleichmässige Kühlung der gesamten Walzenröhre zu erreichen, ist auch bekannt, dem Kühlwasserzulaufrohr im Walzeninneren bis nahe an die Walzenröhre heranreichende Stauleisten, Mischflügel, Kühlkanäle oder ähnliche Einbauten zuzuordnen. Diese Einbauten sollen in erster Linie die entstehenden Wärmestauungen rasch abbauen und ein intensives Umwälzen und Mischen sowie Fördern des Kühlmittels bewirken. Die Ableitung des Kühlwassers aus dem Walzeninneren erfolgt im freien Austritt durch die Längsbohrung des hohl ausgebildeten Walzen-s schenkeis. Das Kühlwasser strömt dabei infolge seines Schweredruckes und eines inneren Überdruckes durch die aus Walzenschenkelbohrung und Zulauf rohr gebildete Kreisringfläche ab, wobei die Abiaufbohrung im Walzenschenkel vollständig unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt, io Bei der Füllung der Hohlwalze steigt der infolge der Drehbewegung stark verwirbelte Wasserspiegel, wodurch die Abiaufbohrung für die entweichende Luft verschlossen wird. Die eingeschlossene Luft wird so weit komprimiert, bis sich ein Gleichgewichtszustand zwischen dem ein- und ausflies-15 senden Kühlwasser einstellt. Dieser Gleichgewichtszustand ist vom Durchsatz des Kühlwassers abhängig und muss eingestellt werden. In order to achieve as uniform a cooling of the entire roller tube as possible, it is also known to associate the cooling water inlet tube in the roller interior with ram bars, mixing blades, cooling channels or similar internals that come close to the roller tube. The main purpose of these internals is to quickly reduce the heat build-up that occurs and to intensively circulate, mix and convey the coolant. The cooling water is drained from the inside of the roller in the free outlet through the longitudinal bore of the hollow roller leg. The cooling water flows due to its gravitational pressure and an internal overpressure through the annular surface formed from the roller leg bore and inlet pipe, the drain hole in the roller leg being completely below the liquid level, io When the hollow roller is filled, the water level, which is strongly swirled as a result of the rotary movement, increases, causing the Drain hole for the escaping air is closed. The enclosed air is compressed until a state of equilibrium is established between the cooling water flowing in and out. This state of equilibrium depends on the throughput of the cooling water and must be set.

Bei rotierender Walze wird durch die starke Verwirbelung des Kühlwassers Luft in Form von Blasen in das Kühlwasser 20 eingeschlossen und mitausgetragen. Da der genannte Gleichgewichtszustand erhalten bleibt, muss das Flüssigkeitsniveau steigen. Das kann bis zur vollständigen Füllung der Walze führen. When the roller rotates, air is enclosed in the cooling water 20 in the form of bubbles due to the strong swirling of the cooling water and is also carried away. Since the stated state of equilibrium is maintained, the liquid level must increase. This can lead to the roller being completely filled.

Den bekannten Kühlvorrichtungen dieser Art haftet somit 25 der gemeinsame Nachteil an, dass sich durch eine Einschränkung der Turbulenz des Kühlwassers und mit der Vergrösse-rung der Dicke des mitrotierenden Wasserfilmes die Wärmeübergangszahl an der Walzeninnenwandung verringert. The known cooling devices of this type thus have the common disadvantage that by reducing the turbulence of the cooling water and increasing the thickness of the co-rotating water film, the heat transfer coefficient on the inner wall of the roll is reduced.

Die Erfindung bezweckt, die mit der Erhöhung des Flüs-30 sigkeitsniveaus entstehenden Nachteile der Kühlwirkung zu beseitigen und den Kühlwasserverbrauch zu senken. The invention aims to eliminate the disadvantages of the cooling effect resulting from the increase in the liquid level and to reduce the cooling water consumption.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der Kühlung von Hohlwalzen zu schaffen, die es ermöglichen, den Flüssig-35 keitsspiegel des Kühlwassers im Walzeninneren auf ein niedriges, gleichbleibendes Niveau zu bringen. The object of the invention is to provide a method and an apparatus for improving the cooling of hollow rollers, which make it possible to bring the liquid level of the cooling water in the interior of the roller to a low, constant level.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 4 gelöst. This object is solved by the features of claims 1 and 4.

Weiterhin ist es verfahrensgemäss vorteilhaft vorgesehen, 40 dass als gasförmiges Medium ein kontinuierlich zugeführter Luftstrom vorgesehen ist. Ein weiteres günstiges Merkmal hierzu ist, dass die Grösse des Luftstromes im Bereich von 10% bis 16% der zugeführten Wassermenge liegt. Die zur Durchführung des Verfahrens dienende Vorrichtung ist 45 dadurch gekennzeichnet, dass am Kühlwasserzulaufrohr ein parallel zu diesem in das Walzeninnere ragendes Luftförderrohr angeordnet ist, welches sich über ein Viertel des Walzeninnenraumes erstreckt. Weitere vorteilhafte Merkmale der Vorrichtung sind, dass das Luftförderrohr im Walzeninnen-50 räum stirnseitig mit einer als Düse ausgebildeten Luftaustrittsöffnung versehen ist und dass das ausserhalb der Hohlwalze liegende Ende des Luftförderrohres über eine Zufuhrleitung an eine Luftförderpumpe angeschlossen ist. Furthermore, according to the method, it is advantageously provided 40 that a continuously supplied air flow is provided as the gaseous medium. Another favorable feature of this is that the size of the air flow is in the range from 10% to 16% of the amount of water supplied. The device used to carry out the method is characterized in that an air delivery pipe which extends into the inside of the roll and extends over a quarter of the inside of the roll is arranged on the cooling water supply pipe. Further advantageous features of the device are that the air delivery pipe in the interior of the roller 50 is provided on the front side with an air outlet opening designed as a nozzle and that the end of the air delivery pipe lying outside the hollow roller is connected to an air delivery pump via a feed line.

Zu der Erfindung gehört günstigerweise auch, dass in die ss Zufuhrleitung ein Rückschlagventil eingesetzt ist. Advantageously, the invention also includes that a non-return valve is inserted into the SS supply line.

Die mit den Erfindungen erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Erhöhung der Kühlwirkung einerseits die Leistungsfähigkeit der gesamten Walzenreibmaschine erhöht sowie eine Einsparung an Kühlwasser 60 erreicht wird. The advantages achieved with the inventions consist in particular in that, on the one hand, by increasing the cooling effect, the performance of the entire roller grinder is increased and cooling water 60 is saved.

Die Erfindungen sollen nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Kühlung von Hohlwalzen, bei der das erfindungsgemässe 65 Verfahren zur Anwendung kommt. The inventions will be explained below using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows a schematic representation of a device for cooling hollow rolls, in which the method according to the invention is used.

Die Hohlwalze besteht aus der Walzenröhre 1 und den stirnseitig daran befestigten als Achsschenkel 2; 3 ausgebildeten Seitenteilen, die in nicht dargestellten Lagerzapfen aus The hollow roller consists of the roller tube 1 and the end face attached as a knuckle 2; 3 trained side parts, the bearing pins, not shown

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laufen. Zur Kühlung der Hohlwalze ist der Achsschenkel 2 mit einer für den Kühlwasserablauf dienenden Längsbohrung 4 versehen, durch die das Kühlwasserzulaufrohr 5 in der Walzenlängsachse in das Walzeninnere geführt ist. Die Lagefixierung des Kühlwasserzulaufrohres in radialer Richtung erfolgt durch die Führungskörper 6; 7. Im Walzeninnenraum besitzt das Kühlwasserzulaufrohr mehrere in gleich grossen Abständen angeordnete Kühlwasseraustrittsöffnungen 8. Durch die Längsbohrung im Achsschenkel 2 ist ebenfalls das parallel zum Kühlwasserzulaufrohr liegende und an diesem befestigte Luftförderrohr 9 in das Innere der Hohlwalze geführt. Das in den Walzeninnenraum ragende Luftförderrohr 9 endet im Bereich des ersten Viertels des Walzeninneren, ausgehend von der Seite des Achsschenkels 2, und ist stirnseitig mit einer als Düse ausgebildeten Luftaustrittsöffnung 10 versehen. Das ausserhalb der Hohlwalze liegende Ende des Luftförderrohres 9 ist über eine Zufuhrleitung 11 mit einer Luftförderpumpe 12 verbunden. In der to run. To cool the hollow roller, the steering knuckle 2 is provided with a longitudinal bore 4 which serves for the cooling water outlet and through which the cooling water inlet pipe 5 is guided in the roller longitudinal axis into the interior of the roller. The cooling water supply pipe is fixed in position in the radial direction by the guide body 6; 7. In the interior of the roll, the cooling water supply pipe has a plurality of cooling water outlet openings 8 arranged at equal intervals. The longitudinal bore in the steering knuckle 2 also guides the air delivery pipe 9, which is parallel to the cooling water supply pipe and attached to it, into the interior of the hollow roll. The air delivery pipe 9 projecting into the interior of the roller ends in the region of the first quarter of the interior of the roller, starting from the side of the steering knuckle 2, and is provided on the end face with an air outlet opening 10 designed as a nozzle. The end of the air feed pipe 9 lying outside the hollow roller is connected to an air feed pump 12 via a feed line 11. In the

Zufuhrleitung 11 ist ein Rückschlagventil 13 eingesetzt, um bei möglichen Störungen in der Luftzufuhr ein Zurückströmen des Kühlwassers in die Luftförderpumpe 12 zu verhindern. Gemäss dem Verfahren wird durch die Luftförder-s pumpe eine so grosse Luftmenge pro Zeiteinheit in das Innere der Hohlwalze geleitet, die gewährleistet, dass die Summe aus Schweredruck, d.h. des hydrostatischen Druckes des Kühlwassers und dem infolge der zusätzlichen Luftzufuhr in Richtung der Schwerkraft wirkenden Luftstaudruck, io dass ein Flüssigkeitsniveau bewirkt wird, das, durch das Aus-fliessen des Kühlwassers durch die Abiaufbohrung stets unterhalb der Oberkante der Längsbohrung im Achsschenkel liegt. Dies wird dadurch erreicht, dass der zugeführte Luftstrom grösser als der mit dem Kühlwasser abge-15 führte ist. Beispielsweise werden für eine Hohlwalze mit einem Walzendurchmesser von 400 mm und einer Arbeitslänge von 1800 mm ein Luftdruck von max. 15 kPa und ein Luftdurchsatz von max. 2,8 x 10"5 mVs benötigt. A check valve 13 is used in the supply line 11 to prevent the cooling water from flowing back into the air feed pump 12 in the event of possible malfunctions in the air supply. According to the method, the air conveying pump pumps such a large amount of air per unit of time into the interior of the hollow roller that it ensures that the sum of gravity pressure, i.e. the hydrostatic pressure of the cooling water and the air back pressure acting as a result of the additional air supply in the direction of gravity, io that a liquid level is created which, due to the cooling water flowing out through the drain hole, is always below the upper edge of the longitudinal hole in the steering knuckle. This is achieved in that the air flow supplied is greater than that discharged with the cooling water. For example, for a hollow roller with a roller diameter of 400 mm and a working length of 1800 mm, an air pressure of max. 15 kPa and an air flow of max. 2.8 x 10 "5 mVs required.

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1.Procedure for water cooling of hollow rolls, in which the cooling water in the entire free roll interior is not subject to forced operation and has a free outlet, characterized in that in addition to the cooling water, a gaseous medium is fed into the roll interior, the amount per unit of time of which is greater than that with the The amount of cooling water escaping is escaping, the water level in the interior of the roller always being kept below the upper edge of a longitudinal bore (4) serving as a drain.

2. The method according to claim 1, characterized in that a continuously supplied air flow is provided as the gaseous medium.

2nd

PATENT CLAIMS

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the size of the amount of air is in the range of 10% to 16% of the amount of water supplied.

4. Apparatus for carrying out the method according to claim 1 with a through the longitudinal bore (4) of a steering knuckle (2) in the roll longitudinal axis into the inside of the roll fixed cooling water supply pipe (5), which is provided with radially directed cooling water outlet openings (8), characterized in that that on the cooling water supply pipe (5) there is an air delivery pipe (9) which extends parallel to the inside of the roll and extends over a quarter of the roll interior.

5. The device according to claim 4, characterized in that the air delivery pipe (9) in the interior of the roll is provided on the end face with an air outlet opening (10) designed as a nozzle.

6. Device according to claims 4 and 5, characterized in that the end of the air delivery pipe (9) lying outside the hollow roller is connected via a feed line (11) to an air delivery pump (12).

7. The device according to claim 6, characterized in that a check valve (13) is inserted into the supply line (11).