CH686934A5

CH686934A5 - Walzwerk und Abstreifeinrichtung hierfuer.

Info

Publication number: CH686934A5
Application number: CH314893A
Authority: CH
Inventors: Herbert Rech
Original assignee: Buehler Ag
Priority date: 1993-10-19
Filing date: 1993-10-19
Publication date: 1996-08-15
Also published as: GB2282981A; GB2282981B; DE4433927C2; GB9420931D0; DE4433927A1

Description

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CH 686 934 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Walzwerk mit mehreren Walzen, insbesondere zur Bearbeitung von flüssig-pastösem Mahlgut, und einer der letzten Walze zugeordneten, mit einem Abstreifmesser ausgerüsteten Abstreifeinrichtung für das bearbeitete Mahlgut, sowie eine Abstreifeinrichtung für dieses Walzwerk.

Es ist bekannt, flüssiges bzw. zähflüssiges oder pastöses Gut von der letzten Walze eines Mehrwalzwerkes, wie insbesondere eines Dreiwalzwerkes, mit Hilfe eines Abstreifmessers abzunehmen, das nach dem Mischen und Vermählen des pastö-sen Gutes an der letzten Walze angeordnet ist. Ein solches Abstreifmesser erstreckt sich über die gesamte Breite der Walze und besitzt einen daran anschliessenden Rand, der sich leistenartig von jedem der Enden der Walze von dieser wegerstreckt, wobei die beiden Ränder trichterartig mit zunehmender Entfernung von dieser Walze konvergieren. So ergibt sich dann ein relativ schmaler Auslassspalt, über den das pastose Gut z.B. in einen Behälter abrinnen kann.

In zunehmendem Masse werden auch Produkte verarbeitet, wie insbesondere Farben, die eine erhöhte Viskosität besitzen, wodurch die Vermahlbar-keit zwar verbessert wird, jedoch der Nachteil auftritt, dass diese, teilweise thixotropen, Produkte nach dem Abstreifen von der Walze an den konvergierenden Rändern kleben bleiben, so dass immer wieder von neuem gereinigt werden muss.

In der DE-A 3 806 651 wurde nun bereits der Vorschlag gemacht, die Pumpwirkung zwischen den beiden letzten Walzen dazu auszunützen, das Produkt unter Druck in eine Kammer und von dort über einen Kanal wegzubefördern. Diese Ausführung hat sich zwar für verschiedene Anwendungsfälle bewährt, doch weist sie gerade für sehr zähes Material den Nachteil auf, dass die beiden Walzen auch Luft mit einziehen und die Anordnung der Abstreifkammer über den beiden Walzen dem Produkt keine Zeit mehr lässt, die eingeführte Luft wieder an die Umgebung abzugeben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Walzwerk und eine Abstreifeinrichtung zu schaffen, das bzw. die eine sichere, praktisch zwangsweise, Förderung des fertigen Produktes bewirkt, anderseits aber zu einem Produkt führt, das von Lufteinschlüssen weitgehend frei ist.

Gemäss der Erfindung wird daher bei einem Walzwerk der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, dass in Transportrichtung des zu vermählenden Gutes vor der Abstreifeinrichtung mit dem Abstreifmesser eine Einrichtung zur Bildung eines Druckgradienten angeordnet ist. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise das abgestreifte Produkt praktisch zwangsläufig zum Auslass geführt.

Besonders wirkungsvoll ist die Abführung des abgestreiften Produktes, wenn nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen wird, dass der Druckaufbau an der Einrichtung zur Bildung des Druckgradienten und der Druckabfall innerhalb einer an dem Abstreifmesser folgend angeordneten Leitung sich aufhebend vorgesehen sind. Dadurch, dass an der letzten Walze das Produkt abgenommen wird - hier ist die Schicht relativ dünn - ist auch vorteilhaft die Gelegenheit gegeben, eingeschleppte Luft an die Umgebung abzugeben. Auf diese Weise werden die Vorteile einer guten Entlüftung der Walze mit denen einer zwangsweisen Weiterförderung des zähen Produktes über die Abstreifeinrichtung effektvoll kombiniert.

Bei der erfindungsgemässen Abstreifeinrichtung für das beschriebene Walzwerk wird vorgeschlagen, dass das Abstreifmesser in einer durch die Walze und Abdichtungswände gebildeten Kammer angeordnet ist und in Drehrichtung der Walze vor dem Abstreifmesser eine Abdichteinrichtung vorgesehen ist, die sich vorzugsweise über die Breite des Abstreifmessers erstreckt, zu diesem parallel angeordnet ist und nahe an die Oberfläche der auf der Walze befindlichen Produktschicht reicht. Durch diese konstruktive Ausbildung wird in einfachster Weise die Einrichtung am Walzwerk geschaffen, den Druckgradienten aufzubauen.

Besonders einfach und dennoch universell kann die Abstreifeinrichtung nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch ausgebildet werden, dass das Abstreifmesser und die Abdichteinrichtung auf einem vorzugsweise gemeinsamen Schlittenkörper angeordnet sind, der über eine VerStelleinrichtung in seiner radialen Position zur Walze einstellbar ist. Diese Einstellung kann in einfacher Weise derart erfolgen, dass die Schichtdicke auf der Walze gemessen und das Abstreifmesser und die Abdichteinrichtung entsprechend nachgestellt werden.

Um die Abdichteinrichtung möglichst nahe an der Oberfläche der Schicht anordnen zu können, ohne jedoch den Transport der Schicht zu behindern, wird nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen, dass die Abdichteinrichtung über eine Einsteileinrichtung, unabhängig von der Position des Abstreifmessers, in ihrer radialen Position zur Walze einstellbar ist. Bevorzugt ist eine manuell betätigbare Fein-Justier-einrichtung für die Abdichteinrichtung.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Abdichteinrichtung in einfacher Weise aus einem Dichtungskörper bestehen, der mindestens eine Dichtungslippe trägt. Bei einer derartigen Konstruktion ist der Aufwand gering, die Funktionstüchtigkeit gross und die Kosten sind niedrig.

Äusserst kompakt lässt sich die erfindungsge-mässe Abstreifeinrichtung aufbauen, wenn nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen wird, dass im Schlittenkörper im Bereich zwischen Abdichteinrichtung, insbesondere zwischen der Dichtungslippe und dem Abstreifmesser ein Auslasskanal vorgesehen ist, der das Mahlgut in die Leitung führt.

Schliesslich wird noch darauf hingewiesen, dass es durchaus möglich ist, die Positionierung sowohl der Abdichteinrichtung als auch des Abstreifmessers bzw. der Abstreifeinrichtung durch eine elektro-mechanische VerStelleinrichtung vorzunehmen, die beispielsweise von Dickenmess-Sensoren od.dgl. über ein Computer-System gesteuert wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich

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anhand der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Fig. 1 eine achsonumetrische, stark schematisierte Ansicht eines erfindungsgemässen Walzwerkes, zu der die

Fig. 2 eine Teilansicht einer ersten Ausführungsform veranschaulicht;

Fig. 3 dient der Erläuterung der der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien sowie eines weiteren Ausführungsbeispieles.

An einem (nicht dargestellten) Maschinengestell eines Reibwalzwerkes sind drei Walzen 1, 2, 3 in nicht dargestellter, an sich bekannter Weise gelagert. Wie bei Reibwalzwerken üblich, werden die drei Walzen 1 bis 3 durch eine nicht gezeigte Druckeinrichtung gegeneinandergepresst und üben ihre Reibwirkung dadurch aus, dass die Drehgeschwindigkeit der Walze 2 grösser als die der Walze 1 ist und die Drehgeschwindigkeit der Walze 3 grösser als die der Walze 2. Durch diesen Geschwindigkeitsunterschied wird nicht nur das pastose, beispielsweise Farbpigmente enthaltende Produkt, das in den Walzenspalt zwischen den Walzen 1 und 2 in bekannter Weise aufgegeben wird, verrieben, sondern die Walze 2 kann auch in üblicher Weise eine Mischwirkung ausüben. Durch den Geschwindigkeitsunterschied ergibt sich aber auch jeweils eine Übertragung der Produktschicht von der langsameren Walze auf die schnellere, so dass das flüssig-pastöse Produkt von der Walze 1 über die Walze 2 zur Walze 3 gelangt.

An dieser Walze 3 ist in üblicher Weise ein Abstreifmesser 4 angeordnet, wobei seitliche, konvergierende Randleisten 5 das über die Breite der Walze 3 abgestreifte Gut zusammenfassen, um es einer Auslassöffnung 6 zuzuführen.

Abweichend vom Bekannten ist das Abstreifmesser 4 in einer Kammer 7 angeordnet, die seitliche, mit den Stirnflächen der Walze 3 zusammenwirkende Abdichtungswände 8 aufweist. An diese Kammer 7 und ihre Auslassöffnung 6 ist eine, beispielsweise als Schlauch ausgebildete, Leitung 9 angeschlossen.

Wesentlich ist, dass - gesehen in Drehrichtung der Walze 3 - kurz vor dem Abstreifmesser 4 eine Abdichteinrichtung 10 angeordnet ist, die sich ebenso wie das Abstreifmesser 4 im wesentlichen über die gesamte Breite der Walze 3 erstreckt. Es hat sich gezeigt, dass sich dadurch hinter dieser Abdichteinrichtung 10, die nahe an die Oberfläche der auf der Walze 3 befindlichen Produktschicht reicht, ein Druckgradient erzeugt wird, der dazu führt, dass das über die Oberfläche des Abstreifmessers 4 rinnende Gut praktisch zwangsweise zur Öffnung 6 gefördert wird.

Nun ist an dieser Stelle festzuhalten, dass die Fig. 1 insofern eine grobschematische Darstellung ist, als die Grössenverhältnisse zur Verdeutlichung der Funktion der Kammer 7 verzerrt wiedergegeben sind, d.h. in Wirklichkeit sind die Durchmesser der Walzen 1 bis 3 im Verhältnis zur Grösse der Kammer 7 zu klein dargestellt. Eine Veranschaulichung angenähert der richtigen Grössenverhältnisse ergibt sich anhand der folgenden Beschreibung eines ersten Ausführungsbeispieles gemäss Fig. 2.

Aus Fig. 2 ist ein Teil des Maschinengestelles 11 ersichtlich, an dem u.a. die Walze 3, aber auch die Kammer 7 gelagert ist. Dabei ist die Vorrichtung 7 insgesamt schlittenartig auf Führungssäulen 12 radial auf die Walze 3 zu bzw. weg verschiebbar, zu welchem Zwecke eine VerStelleinrichtung 13 mit einer Schraubspindel vorgesehen ist. Am Schlittenkörper 14 ist auch eine Justiereinrichtung in Form mindestens einer Justierschraube 15 für die Verstellung des Abstreifmessers 4 in seiner Ebene angeordnet, wobei das Messer mittels (nicht dargestellte) Längsschlitze durchsetzende Führungsschrauben 16 bei einer Justierbewegung auf die Walze 3 zu bzw. von dieser weggeführt ist.

Die anhand der Fig. 1 erwähnte Leitung 9 erstreckt sich hier etwa parallel zur Achse der Walze 3 und führt durch das Gestell 11 seitlich nach aussen.

Eine genaue Führung des Schlittenkörpers 14 ist deshalb von Bedeutung, weil hier nicht nur das Messer 4 auf die Oberfläche der Walze 3 in üblicher Weise ausgerichtet werden muss, sondern weil überdies die Abdichteinrichtung 10 - gesehen in Transportrichtung des auf der Walze 3 befindlichen flüssig-pastösen Gutes - vor dem Abstreifmesser 4 angeordnet ist und beispielsweise einen starren Dichtungskörper 10' mit einer Dichtungslippe 10» aufweist. Da die Dicke der Produktschicht auf der Walze 3 unterschiedlich sein kann, ist es zweckmässig, wenn der Abdichteinrichtung 10 eine EinStelleinrichtung 17 zugeordnet ist. Eine solche Einstellung könnte zwar, etwa durch Schichtdickenmessung auf der Walze 3, automatisch erfolgen, doch wird es einfacher sein, wenn (wie dargestellt) die VerStelleinrichtung 17 ein einfaches, von Hand zu bedienendes Justierrad 18 aufweist, dessen Justierwelle 19 an seinem Ende ein Verstellgewinde 20 aufweist, das in einem entsprechenden Innengewinde des Dichtungskörpers 10' eingreift. Dabei ist die Einstellung der Abdichteinrichtung 10 insofern nicht übermässig kritisch, als sich die Dichtungslippe 10" wohl nahe der Oberfläche der auf der Walze 3 befindlichen Produktschicht, aber nicht unmittelbar an dieser befinden soll. Wie später noch anhand der Fig. 3 erläutert wird, gestattet diese Abdichteinrichtung 10 den Aufbau eines Druckgradienten hinter der Dichtung, wodurch das abgestreifte Produkt praktisch zwangsläufig einem zur Leitung 9 führenden Auslasskanal 6' zugeführt wird.

Die Wirkungen der erfindungsgemässen Anordnung sollen nun anhand der Fig. 3 und einiger Berechnungen veranschaulicht werden.

Wenn man davon ausgeht, dass auf der Walze eine Schicht 21 des Produktes mit einer Dicke dF liegt, die in einem Spalt 22 einläuft, dessen Dicke ds grösser oder gleich dF ist, die Zentrifugalkraft innerhalb des Spaltes 22 praktisch keine Rolle spielt und das Material der Schicht 21 eine relativ hohe Viskosität mit Reynoldzahlen < 2500 bis < 1500 sind, so findet man im Spalt 22 im wesentlichen eine Parallelströmung. Diese Annahme ist auch dadurch gerechtfertigt, weil die Spaltbreite ds norma-

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lerweise viel kleiner als die Spaltlänge ls sein wird.

Geht man nun davon aus, dass die Geschwindigkeit Vw in x-Richtung verläuft, zu der eine y-Rich-tung senkrecht ist, so lautet der Impulssatz in Strömungsrichtung

1 6p ö^v.,

= v ^

p öx öy^

worin p die Dichte, 5p der Druckgradient und vx die Geschwindigkeit in x-Richtung ist.

Dieser Impulssatz hat eine parabolische Geschwindigkeitsverteilung zur Lösung, entsprechend der Formel v* = a + by +cy2,

worin a, b, c Konstanten sind. Die Konstanten a und b können mit Hilfe der Randbedingungen

Vx (y = 0) = Vw vx (y = ds) = 0

berechnet werden, wogegen die Konstante c frei ist und unterschiedlich starke Druckgradienten berücksichtigen kann. Es ergibt sich also

V, = vw -^y-cdsy+cyz ds

Da der Druckgradient in Spalt 22 nirgends zu Rückströmungen führen darf, ist der Bereich, in dem c zu liegen hat auf o < c < vw . ds^2.

Daraus ergibt sich ein Druckaufbau mit einem Druckgradienten 8ps über die Spaltlänge ls gemäss der Formel

«PS " *3 62 "2 !S vc-

ÔX

Dabei wird die Spaltbreite ds vorzugsweise im Bereiche von

2dF < ds s 3dF

gewählt werden. Damit ergibt sich bei gewähltem ds aus diesem Bereich eine Grösse für c gemäss der Formel

Es wurde anhand der Fig. 2 gezeigt, dass der Spalt zwischen dem Dichtungsgkörper 10 und der Walze durch die Dichtungslippe 10' relativ kurzer

Länge in Bewegungsrichtung der Walze 3 begrenzt wird, wogegen im Falle der Fig. 3 ein relativ langer Spalt 22 vorgesehen ist. Wenn man davon ausgeht, dass sich der Druckaufbau Sps über die Länge ls des Spaltes 22 und der Druckabfall innerhalb der Leitung 9 letztlich aufheben sollen, dann lässt sich eine Beziehung für die nötige Spaltlänge ls für eine stationäre Strömung mit der folgenden Formel ls

'•=64l«(ïïi)!^L—V

da «f, (3 - 6—)

de berechnen, worin 1r die Länge des Rohres 9, dFt der Durchmesser der rohrförmigen Leitung 9 und bw die Breite der Walze 3 ist.

Aus Fig. 3 ist ferner ersichtlich, dass das aus dem Walzenspalt zwischen den Walzen 2 und 3 austretende Material auf der Walze 3 über eine für die meisten Fälle ausreichende Länge in Form einer dünnen Schicht 21, beispielsweise von 1 ausgebreitet wird und dadurch Gelegenheit erhält, die eingeschleppte Luft wieder an die Umgebung abzugeben. Gegebenenfalls kann, insbesondere an der Eingangsseite des Spaltes 22, eine Unterdruckeinrichtung 23 vorgesehen werden, die die Abgabe eingeschleppter Luft durch Anlegen eines Unterdruckes noch weiter begünstigt.

Claims

Patentansprüche

1. Walzwerk mit mehreren Walzen, insbesondere zur Bearbeitung von flüssig-pastösem Mahlgut, und einer der letzten Walze zugeordneten, mit einem Abstreifmesser ausgerüsteten Abstreifeinrichtung für das bearbeitete Mahlgut, dadurch gekennzeichnet, dass in Transportrichtung des zu vermählenden Gutes vor der Abstreifeinrichtung mit dem Abstreifmesser (4) eine Einrichtung (10) zur Bildung eines Druckgradienten angeordnet ist.

2. Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckaufbau an der Einrichtung (10) zur Bildung des Druckgradienten und der Druckabfall innerhalb einer an dem Abstreifmesser (4) folgend angeordneten Leitung (9) sich aufhebend vorgesehen sind.

3. Abstreifeinrichtung für ein Walzwerk nach den Ansprüchen 1 oder 2, welche mit einem Abstreifmesser ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstreifmesser (4) in einer durch die Walze (3) und Abdichtungswände (8) gebildeten Kammer (7) angeordnet ist und in Drehrichtung der Walze (3) vor dem Abstreifmesser (4) eine Abdichteinrichtung (10) vorgesehen ist.

4. Abstreifeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstreifmesser (4) und die Abdichteinrichtung (10) auf einem vorzugsweise gemeinsamen Schlittenkörper (14) angeordnet sind, der über eine Versteileinrichtung (13) in seiner radialen Position zur Walze (3) einstellbar ist.

5. Abstreifeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichteinrichtung (10) über eine EinStelleinrichtung (17), unabhängig von

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der Position des Abstreifmessers (4), in seiner radialen Position zur Walze (3) einstellbar ist.

6. Abstreifeinrichtung nach einem der Ansprüche

3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichteinrichtung (10) aus einem Dichtungskörper (10') besteht, der mindestens eine Dichtungslippe (10") trägt.

7. Abstreifeinrichtung nach einem der Ansprüche

4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Schlittenkörper (14) im Bereich zwischen Abdichteinrichtung (10), insbesondere zwischen der Dichtungslippe (10") und dem Abstreifmesser (4) ein Auslasskanal (6') vorgesehen ist, der das Mahlgut in die Leitung (9) führt.

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