DD154331A1

DD154331A1 - Kuehleinrichtung fuer hohlwalzen

Info

Publication number: DD154331A1
Application number: DD80226658A
Authority: DD
Inventors: Thomas Fritzsche; Fred Schultz
Original assignee: Thomas Fritzsche; Fred Schultz
Priority date: 1980-12-24
Filing date: 1980-12-24
Publication date: 1982-03-17
Also published as: FR2496494B1; IT8149985A0; DE3145145C2; CH654492A5; FR2496494A1; DE3145145A1; IT1172191B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kuehleinrichtung fuer Hohlwalzen mit einem in der Walzenlaengsachse angeordneten Kuehlmittelzulaufrohr insbesondere fuer Walzenreibmaschinen, die zur Feinzerkleinerung von Schokoladenmassen, Farben und aehnlichen Verarbeitungsguetern Anwendung finden. Die Erfindung ermoeglicht durch bessere thermische Ausnutzung des eingesetzten Kuehlmittels eine Erhoehung der Kuehlwirkung. Aufgabe der Erfindung ist, eine einfache und funktionssichere Kuehleinrichtung zu schaffen, die ohne Demontage der Hohlwalze ein- oder ausgebaut werden kann und die bei hohen Walzenumfangsgeschwindigkeiten eine gleichmaessige und effektive Kuehlung durch direkte Beaufschlagung der Walzeninnenwand mit Kuehlfluessigkeit gewaehrleistet. Erfindungsgemaess ist vorgesehen, dass am Kuehlmittelzulaufrohr ueber dessen Austrittsoeffnungen in gleichgrossen Abstaenden radial gerichtete, horizontal in einer Ebene liegende, bis an die Innenwand der Walzenroehre herangefuehrte flexible, mit Duesen ausgestattete Foerderrohre angeordnet sind.

Description

Kühleinrichtung für Hohlwalzen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für Hohlwalzen mit einem in der Walzenlängsachse angeordneten Kühlmittelzulaufrohr insbesondere für Walzenreibmaschinen, die zur Feinzerkleinerung von Schokoladenmassen, Farben und ähnlichen Verarbeitungsgütern Anwendung finden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Der bei der Kühlung von rotierenden Hohlwalzen durch eine Flüssigkeit im 7/alzeninnenraum abgeführte Wärme strom wird im wesentlichen bestimmt von der Wärmeübergangs zahl, der wirksamen Wärmeaustauschfläche und der Temperaturdiffe-renz zwischen Walze und Kühlflüssigkeit. Die sich in der Walze einstellenden Strömungsverhältnisse sind infolge der Fliehkraftwirkung auf die Kühlflüssigkeit stark drehzahlabhängig, da sich mit zunehmender Walzenumfangsgeschwindigkeit ein mitrotierender Wasserfilm zunehmender Dicke ausbildet, durch den die Temperaturdifferenz und die Wärmeübergangszahl ungünstig beeinflußt werden.

Bei allgemein bekannten Einrichtungen zur Walzenkühlung, wird durch ein in der Walzenlängsachse angeordnetes Spritzrohr, über dessen Länge Austrittsbohrungen vorhanden sind, Kühlwasser zugeführt, das durch einen als Hohlwelle ausgebildeten Walzenschenkel wieder abströmt. Diese Kühleinrichtung besitzt jedoch den entscheidenden Nachteil, daß eine Verringerung der Kühlwirküng mit Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit der Walze

eintritt.

Zur Kühlung von Hohlwalzen ist weiterhin bekannt, daß im Hohlraum der Walze ein zu deren Mittelachse paralleles Zulaufrohr mit Austrittsöffnungen an den beiden Enden des Hohlraumes und ein Ablaufrohr mit einer Eintrittsöffnung in der Mitte der Walzenlänge vorhanden sind. Mit dieser Vorrichtung wird neben einer meist nicht erforderlichen erhöhten Wärmeabfuhr an den Stirnwänden der V/alze ebenfalls keine entscheidende Verbesserung der Kühlwirkung erreicht (DE-AS 1 228 895)

Bei einer anderen bekannten Hohlwalze, insbesondere für Schokoladenwalzwerke, soll eine Verbesserung der Kühlung durch einen kühlwasserdurchflossenen Ringspalt erreicht werden, der von der Walze und einem im Walzeninnenraum befindlichen Zylinder gebildet wird. Bei derartigen Ringspalten tritt jedoch eine laminare Strömung auf, die den Wärmeübergang ungünstig beeinflußt. Das zufließende Kühlwasser wird mit dem bereits vorhandenen zumindest teilweise vermischt, was zu einer Verringerung der Temperaturdifferenz führt (DE-PS 840 °A8).

Eine weitere bekannte Hohlwalze für Reibwalzwerke sieht für die Kühlung einen bis an den Walzenmantel heranreichenden Rohreinsatz mit schraubenförmigen Rippen vor, um vom Kühlwasser durchströmte Kanäle zu erhalten. Die beabsichtigte, dem Transport des Kühlwassers bewirkende, teilweise Füllung der Kanäle wird infolge des Einflusses der Fliehkraft jedoch nur bei geringen WalzenumfangsgeschwindigKeiten erreicht. Nachteilig wirkt sich auch aus, daß hierdurch den Wärmeübergang ungünstig beeinflussende Strömungsverhältnisse auftreten (DE-PS 1 000 665).

Eine ebenfalls bekannte Walze mit einer ähnlichen Kühleinrichtung bei der im Mantel, nahe der Walzenoberfläche Kanäle vorhanden sind, die vom Kühlwasser durchströmt werden, ermöglicht zwar eine effektive Kühlung, die aber nicht geeignet ist, eine über der gesamten Walzenoberfläche gleichmäßige Temperatur zu gewährleisten (DE-PS 957 540).

Ferner ist eine wassergekühlte Hohlwalze mit einer das Kühlwasser gleichmäßig auf die Walzenlänge verteilenden zentralen Kühlwasserzuleitung, unter Verwendung eines im Walzen-

inneren feststehend angeordneten Stau- und Mischwerkes, bekannt, daß aus mehreren sich sowohl gegen dio Mantelfläche als auch gegen die Stirnwände der Walze innen anliegenden Stauleisten besteht. Der sich unter der Wirkung der Fliehkraft ausbildende umlaufende Wasserring soll dabei durch die längs der Walzeninnenfläche nahe der Viand befindlichen Stauleisten zerstört werden. (DE-PS 595 792)

Eine verbesserte Ausbildung dieser Einrichtung sieht vor, daß die gegenüber der sich drehenden Walze feststehenden sowohl an den inneren Mantelflächen als auch an den Stirnwänden der Walze entlang geführten Stauleisten als Kühlwasserspritzrohre ausgebildet sind. Obwohl mit dieser Einrichtung neben einer Zerstörung des Wasserringes eine unmittelbare Zuführung des Kühlwassers an die Walzeninnenwand ermöglicht wird, ist die Funktionsfähige it dieser Einrichtung über einen längeren Zeitraum jedoch nicht gesichert, da durch Ablagerungen aus dem Kühlwasser sehr leicht eine Verstopfung der in den Kühlwasserspritzrohren vorhandenen Bohrungen eintritt. Die notwendigerweise damit verbundene Instandsetzung erfordert eine Demontage der Walze, mindest jedoch den Ausbau eines WalzenschenKels (DE-PS 632 401).

Ziel der Erfindung

Die Erfindung bezweckt, die den bekannten Kühleinrichtungen für Hohlwalzen anhaftenden Nachteile zu beseitigen und ermöglicht durch bessere thermische Ausnutzung des eingesetzten Kühlmittels eine Erhöhung der Kühlwirkung.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache und funktionssichere Kühleinrichtung zu schaffen, die ohne Demontage der Hohlwalze ein- oder ausgebaut werden kann und die bei hohen Walzenumfangsgeschwindigkeiten eine gleichmäßige und effektive Kühlung durch direkte Beaufschlagung der Walzeninnenwand mit Kühlflüssigkeit gewährleistet.

Erf indun:;sgemäß -wird dies dadurch erreicht, daß am Kühlmittelzulaufrohr über dessen Austrittsöffnungen in gleichgroßen Abständen radial gerichtete, horizontal in einer Ebene liegende, bis an die Innenwand der Walzenröhre herangeführte, flexible Förderrohre angeordnet sind. Ein weiteres Merkmal hierzu ist, daß zur Aufnahme der Forderrohre die Austrittsöffnungen des Kühlmittelzulaufrohres mit Schlauchtüllen versehen sind. Weitere Merkmale der Erfindung sind, daß die Förderrohre an ihrem freien Ende mit je einer Düse ausgestattet sind, deren Öffnungsquerschnitt gleich dem Querschnitt der zugeordneten Austrittsöffnung im Kühlmittelzulaufrohr ist und daß die Summe der Querschnitte der Austrittsöffnungen im Kühlmittel zulaufrohr größer als dessen lichter Querschnitt ist. Zu der Erfindung gehört auch, daß die Förderrohre bei Linksdrehung der Hohlwalze horizontal nach rechts bzw. bei Rechtsdrehung nach links gerichtet am Kühlmittelzulaufrohr angeordnet sind und dabei in Richtung des Anlaufgebietes des mitrotierenden Wasserringes zeigen.

Durch die Erfindung wird eine bestmögliche thermische Ausnutzung der Kühlflüssigkeit zur Wärmeabfuhr erreicht, da keine Vermischung mit der erwärmten abfließenden Kühlflüssigkeit, sondern eine Verdrängung derselben von der Innenwand der Walzenröhre stattfindet. Die hohe Kühlmittelaustrittsgeschwindigkeit bewirkt eine den Wärmeübergang günstig beeinflussende Turbulenz, verbunden mit einer für eine gleichmäßige Kühlung notwendige Verteilung des Kühlmittels über die gesanrce Walzenlänge.

Aüsführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden, In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine Hohlwalze im horizontalen Längsschnitt

Fig. 2: eine vergrößerte Detaildarstellung eines Förderrohres Fig· 3ί einen Querschnitt nach Linie A-A der Fig. 1

Figur 1 zeigt die aus der Walzenröhre 1 und den stirnseitig

daran befestigten Walzenschenkeln 2j3 bestehende Hohlwalze. Das Kühlmittelzulaufrohr 4 ist in der V/alzenlängsachse in einer für den Kühlmittelabfluß dienenden Längsbohrung durch den Walzenschenkel 2 nach innen geführt und außen am nicht dargestellten Maschinengestell befestigt. Die Lagefixierung des Kühlmittelzulaufrohres 4 in radialer Richtung erfolgt durch die Führungskörper 5*6„ Das feststehende Kühlmittelzulaufrohr ist im Walzeninnenraum mit mehreren hintereinander angeordneten Austrittsöffnungen 7 für das Kühlmittel versehen« Über den Austrittsöffnungen sind in gleich großen Abständen zueinander die flexiblen Förderrohre 8 radial gerichtet und horizontal in einer Ebene liegend am Kühlmittelzulaufrohr 4 angeordnet und erstrecken sich bis an die Innenwandung der Walzenröhre 1. Aus Figur 2 ist näher ersichtlich, daß über den Austrittsöffnungen 7 am Kühlmittelzulaufrohr 4 Schlauchtüllen 9 angebracht sind, die zur Aufnahme der Förderrohre 8 dienen. An ihrem freien Ende sind die flexiblen Förderrohre 8 mit einer Düse 10 versehen. Zur Vermeidung von Zugkräften auf die Förderrohre besitzt jede Düse einen öffnungsquerschnitt, der gleich dem der zugeordneten Austrittsöffnung im Kühlmittelzulaufrohr ist. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Zufuhr des Kühlmittels über die gesamte Länge des Walzeninnenraumes ist die Summe der Querschnitte der Austrittsöffnungen 7 im Kühlmittelzulaufrohr 4 größer als der lichte Querschnitt des Kühlmittelzulaufrohres. Zum Zwecke der bestmöglichen thermischen Ausnutzung des Kühlmittels sind die Förderrohre 8 im eingebauten Zustand bei Linksdrehung der Hohlwalze, wie Figo 3 zeigt, horizontal nach rechts gerichtet, bzw. bei Rechtsdrehung der Hohlwalze, horizontal nach links zeigend am Kühlmittelzülaufrohr angeordnet, d.h., die Förderrohre zeigen jeweils in Richtung des Anlaufgebietes des mitrotierenden Wasserringes.

Um eine Montage und Demontage der Kühleinrichtung durch den Walzenschenkel 2 vornehmen zu können, muß der Durchmesser der Längsbohrung für den Kühlmittelabfluß größer als die Summe aus dem Außendurchmesser des Kühlmittelzulaufrohres 1, der Länge einer Schlauchtülle 9 und der Wandstärke eines flexiblen Förderrohres 8 sein.

Die Wirkungsweise der Kühleinrichtung ist folgende: Die Kühlflüssigkeit wird im zentralen Kühlmittelzulaufrohr zugeführt und über die flexiblen Pörderrohre direkt an die Walzeninnenvjandung transportiert. Durch die erfind ungsgeraäße Ausgestaltung der Förderrohre mit Düsen, v.drd an ihrer Austrittsstelle eine möglichst hohe Geschwindigkeit der strömenden Kühlflüssigkeit erreicht. Der Abfluß des Kühlmittels aus dem Walzeninnenraum erfolgt in bekannter Weise durch die Längsbohrung im Walzenschenkel nach außen.

Claims

Erfindungsansprüehe

1. Kühleinrichtung für Hohlwalzen mit einem durch die Bohrung eines Achsschenkels in der Walzenlängsachse geführten feststehenden Kühlmittelzülaufrohr, das über die gesamte Länge des Walzeninnenraumes mit hintereinander angeordneten Austritt so ff nungen für das Kühlmittel versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Kühlmittel zulaufrohr (4) über dessen Austrittsöffnungen (7) in gleichgroßen Abständen radial gerichtete, horizontal in einer Ebene liegende, bis an die Innenwand der Walzenröhre (1) herangeführte, flexible Förderrohre (8) angeordnet sind.

2. Kühleinrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der Förderrohre (8) die Austrittsöffnungec(7) des Kühlmittelzulaufrohres (4) mit Schlauchtüllen (9) versehen sind о

3. Kühleinrichtung nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrohre (8) an ihrem freien Ende mit je einer Düse (10) ausgestattet sind, deren Öffnungsquerschnitt gleich dem Querschnitt der zugeordneten Austrittsöffnung (7) im Kühlmittelzulaufrohr (4) ist.

4. Kühleinrichtung nach den Punkten 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Querschnitte der Austrittsöffnungen (7) im Kühlmittelzulaufrohr (4) größer als dessen lichter Querschnitt ist.

5· Kühleinrichtung nach den vorangegangenen Punkten, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrohre (8) bei Linksdrehung der Hohlwalze horizontal nach rechts bzw. bei Rechtsdrehung nach links gerichtet am Kühlmittelzulaufrohr (4) angeordnet sind und dabei in Richtung des Anlaufgebietes des mitrotierenden Wasserringes zeigen.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen