DD217721A1

DD217721A1 - METHOD AND DEVICE FOR COOLING HOLLOW ROLLERS

Info

Publication number: DD217721A1
Application number: DD83255219A
Authority: DD
Inventors: Thomas Fritzsche; Horst Senf
Original assignee: Nagema Veb K
Priority date: 1983-09-29
Filing date: 1983-09-29
Publication date: 1985-01-23
Also published as: IT8448799A1; IN161538B; IT1179426B; CH666331A5; IT8448799A0; DE3421753A1; JPS6078546A

Abstract

Die Erfindung betrifft die Kuehlung von Hohlwalzen, die mit einem in der Walzenlaengsachse angeordneten, durch die Kuehlmittelablaufbohrung in einem Achsschenkel in das Walzeninnere gefuehrten Kuehlwasserzulaufrohr versehen sind, insbesondere fuer Walzenreibmaschinen zur Feinzerkleinerung von Kakao- und Schokoladenmassen, Farben und aehnlichen Verarbeitungsguetern. Aufgabe der Erfindung ist eine Verbesserung der Kuehlung von Hohlwalzen zu schaffen, die es ermoeglicht den Fluessigkeitsspiegel des Kuehlwassers im Walzeninneren auf ein niedriges gleichbleibendes Niveau zu bringen. Verfahrensgemaess wird zusaetzlich zum Kuehlwasser in den Walzeninnenraum ein gasfoermiges Medium zugefuehrt, dessen Menge pro Zeiteinheit groesser als die mit dem Kuehlwasseraustrag entweichende Menge ist, wobei der Fluessigkeitsspiegel im Walzeninnenraum konstant unterhalb der Oberkante der Wasseraustragsoeffnung gehalten wird. Hauptmerkmale der Vorrichtung sind, dass am Kuehlwasserzulaufrohr ein parallel zu diesem in das Walzeninnere ragendes Luftfoerderrohr angeordnet ist, und sich ueber ein Viertel des Walzeninnenraumes erstreckt. FigurThe invention relates to the Kuehlung of hollow rollers, which are arranged with a roller in the longitudinal axis, guided through the Kühlmittelablaufbohrung in a knuckle into the roll interior Küehlwasserzulaufrohr, especially for Walzenreibmaschinen for fine comminution of cocoa and chocolate masses, colors and similar processing. The object of the invention is to provide an improvement in the cooling of hollow rollers, which makes it possible to bring the liquid level of the cooling water in the roll interior to a low constant level. According to the method, in addition to the cooling water, a gaseous medium is fed into the roll interior, the amount of which per unit of time is greater than the amount escaping with the cooling water discharge, the liquid level in the roll interior being kept constant below the upper edge of the water discharge opening. Main features of the device are that the Kühlwasserzulaufrohr a parallel to this projecting into the roll interior Luftfoerderrohr is arranged, and extends over a quarter of the roll interior. figure

Description

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Verfahren und Vorrichtung zur Kühlung von HohlwalzenMethod and device for cooling hollow rollers

Field of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kühlung von Hohlwalzen, die mit einem durch die ·>...The invention relates to a method and a device for cooling hollow rolls, which are provided with a through the ...

Kühlmittelablaufbohrung eines Achsschenkels in der Walzenlängsachse in das Walzeninnere geführten feststehenden Coolant drain hole of a steering knuckle in the roll longitudinal axis guided in the roll interior fixed

Kühlwasserzulaufrohr versehen sind und die insbesondere für Walzenreibmaschinen zur Feinzerkleinerung von Kakao- und ' ,' Schokoladenmassen, Farben und ähnliche Verarbeitungsgüter Anwendung finden.Cooling water supply pipe are provided and find in particular for roller grinders for fine comminution of cocoa and ',' chocolate masses, colors and similar processing applications.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen ,.·.;.'^v Characteristic of the known technical solutions,. ^v

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 Walze η röhre 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. Um eine möglichst gleichmäßige Kühlung der gesamten Walzenröhre zu erreichen, ist auch bekannt, dem Kühlwasserzulauf rohr 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 Wälzeninneren erfolgt im freien Austritt durch die Längsbohrung des hohl ausgebildeten Walzenschenkels. Das Kühlwasser strömt dabei in Folge seines Schweredruckes und eines inneren Überdruckes durch die aus Walzenschenkelbohrung und Zulaufrohr gebildete Kreisringfläche ab, wobei die Ablaufbohrung im Walzenschenkel vollständig unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt. Bei diesen Kuhlsystemen mit einem durch den Walzenschenkel geführten zentralen Zulaufrohr mit oder ohne zusätzliche Einbauten im Walzeninneren, kann jedoch nicht verhindert werden, daß durch den sich bildenden inneren Überdruck, der durch Komprimierung der in der Hohlwalze vorhandenen Luft entsteht, eine Anhebung des Flüssigkeitsniveaus eintritt. Entsprechend des Durchsatzes an Kühlwasser erhöht sich das Flüssigkeitsniveau und damit der Druck soweit, daß Gleichgewicht hinsichtlich des zu- und abfließenden Kühlwassers besteht. Dieser Vorgang wird noch dadurch verstärkt, daß bei rotierender Walze ständig Luft zusammen mit dem abfließenden Kühlwasser ausgetragen wird, was ein weiteres Ansteigen des Flüssigkeitsniveaüs bewirkt und bis zur vollständigen Füllung der Walze mit Kühlwasser führen kann. Den bekannten Kühlvorrichtungen dieser Art haftet somit der gemeinsame Nachteil an, daß sich die Kühlwirkung infolge der Temperaturdifferenz zwischen Walze und Kühlwasser wesentlich vermindert, Ferner wird durch eine Einschränkung der Turbulenz des Kühlwassers, sowie einer Vergrößerung der Dicke des mitrotierenden Wasserfilmes die Wärmeübergangszahl an der Walzeninnenwandung ständig verringert. ΖFor cooling rotating hollow rollers 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 supplied by one, the roller tube carrying the roll η, the roll legs is hollow and the cooling water flows in a coaxially guided in the longitudinal bore of the roll leg fixed inlet pipe. The inlet pipe is generally designed as a spray pipe and provided with a plurality of outlet openings through which the cooling water flows into the roller interior. In order to achieve the most uniform possible cooling of the entire roller tube, it is also known to assign the cooling water inlet tube in the interior of the roller to near the roller tube heranreichende Stauleisten, mixing blades, cooling ducts or similar fixtures. These internals are intended primarily to quickly reduce the heat build-up and cause an intensive circulation and mixing and conveying of the coolant. The discharge of the cooling water from the Wälzeninneren takes place in the free outlet through the longitudinal bore of the hollow cylindrical roll leg. As a result of its gravitational pressure and an internal overpressure, the cooling water flows through the annular surface formed by the roll-shank bore and inlet tube, the drainage bore in the roll limb lying completely below the liquid level. In these Kuhlsystemen with a guided through the roll legs central inlet pipe with or without additional internals in the roll interior, however, can not be prevented that an increase in the liquid level occurs by the forming internal pressure, which results from compression of the existing air in the hollow cylinder. According to the flow rate of cooling water, the liquid level and thus the pressure increases so far that there is equilibrium with respect to the incoming and outgoing cooling water. This process is further enhanced by the fact that with rotating roller constantly air is discharged together with the effluent cooling water, which causes a further increase in the liquid level and can lead to complete filling of the roller with cooling water. The known cooling devices of this type thus liable to the common disadvantage that the cooling effect due to the temperature difference between the roller and cooling water significantly reduced, Furthermore, by a restriction of the turbulence of the cooling water, and an increase in the thickness of the co-rotating water film, the heat transfer coefficient at the Walzeninnenwandung constantly reduced. Ζ

Object of the invention. ·. '. , ,:; ;. ''. ; '. ., ''. , , . ' , '' '' '.' ..

Die Erfindung bezweckt, die mit der Erhöhung des Flüssigkeitsniveaus entstehenden Nachteile der Kühlwirkung zu beseitigenThe invention aims to eliminate the disadvantages associated with the increase in the liquid level disadvantages of the cooling effect

und den Kühlwasserverbrauch zu senken. .and to reduce the cooling water consumption. ,

Explanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der Kühlung von Hohlwalzen zu schaffen, die es ermöglichen, den Flüssigkeitsspiegel des Kühlwassers im Wälzeninneren 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 Wälzeninneren to a low, consistent level. ,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zusätzlich zum Kühlwasser in den Walzeninnenraum ein gasförmiges - Medium zugeführt wird, dessen Menge pro Zeiteinheit größer als die mit dem Kühlwasseraustrag entweichende Menge ist, wobei der Flüssigkeitsspiegel im Walzeninnenraum konstant unterhalb der Oberkante der Wasseraustragsöffnung gehalten wird. . ' ':. .' ' . ' ' ' . ·.. '" , _t '. ' "'.'. ' '.' ; ·. ; .'·'·..' ' ν . · .' ; /This object is achieved in that in addition to the cooling water in the roll interior, a gaseous - medium is supplied, the amount per unit time is greater than the escaping with the cooling water discharge amount, the liquid level in the roll interior is kept constant below the upper edge of the Wasseraustragsöffnung. , '':. . ''.'''. · .. '", _t '. '"'. '. ''. ';·.;'''....''ν. ·. '; /

Weiterhin ist verfahrensgemäß vorgesehen, daß als gasförmiges Medium ein kontinuierlich zugeführter Luftstrom vorgesehen ist. Ein weiteres 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 in ihren Hauptmerkmalen dadurch gekennzeichnet, daß am Kühlwasserzulaufrohr ein parallel zu diesem in das Walzeninnere ragendes Luftförderrohr angeordnet ist und sich über ein Viertel des Walzeninnenraumes erstreckt. Weitere;Merkmale der Vorrichtung sind, daß das Luftforderro.hr im Walzeninnenraum stirnseitig mit einer als Düse ausgebildeten Luftaustrittsöffnung versehen ist und daß das außerhalb der Hohlwalze liegende Ende des LUftförderrohres über eine Zuführleitungiah eine Luftförderpumpe angeschlossen ist. Zu der Erfindung gehört auch, daß in die Zufuhrleitung ein Rückschlagventil eingesetzt ist.Furthermore, it is provided according to the method that a continuously supplied air flow is provided as the gaseous medium. Another feature of this is that the size of the air flow is in the range of 10% to 16% of the amount of water supplied. The device used to carry out the method is characterized in its main features in that a parallel to this projecting into the interior of the roll air conveying pipe is arranged on the cooling water inlet pipe and extends over a quarter of the roll interior. Further features of the device are that the Luftforderro.hr is provided in the interior of the roller with an end formed as a nozzle air outlet opening and that the outside of the hollow roller lying end of the LUftförderrohres a Zuführleitungiah an air pump is connected. The invention also includes that a check valve is inserted into the supply line.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Erhöhung der Kühlwirkung einerseits die Leistungsfähigkeit der gesamten Walzenreibmaschine erhöht sowie eine Einsparung an Kühlwasser erreicht wird.The advantages achieved by the invention are in particular that increases the efficiency of the entire Walzenreibmaschine by increasing the cooling effect on the one hand and a saving of cooling water is achieved.

Ausführungsbeispiel : 'Exemplary embodiment:

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Kühlung von Hohlwalzen, bei der das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung kommt. '. ;The invention will be explained below using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows a schematic representation of a device for cooling hollow rollers, in which the inventive method 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 auslaufen. 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 g^es 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 Zuführleitung 11 mit einer Luftförderpumpe 12 verbunden. In der Zuführleitung 11 ist ein Rückschlagventil 13 eingesetzt, um bei möglichen Störungen in der Luftzufuhr ein Zurückströmen desThe hollow roller consists of the roller tube 1 and the end face attached thereto as a steering knuckle 2; 3 trained side parts that leak into bearing pin, not shown. For cooling the hollow roller of the steering knuckle 2 is provided with a serving for the cooling water drainage longitudinal bore 4, through which the cooling water inlet pipe 5 is guided in the roll longitudinal axis in the roll interior. The position fixation g ^ es cooling water inlet pipe in the radial direction is performed by the guide body 6; 7. In the interior of the cylinder, the cooling water inlet pipe has a plurality of equidistantly spaced cooling water outlet openings 8. Through the longitudinal bore in the steering knuckle 2 also parallel to the cooling water inlet pipe and attached to this air delivery pipe 9 is guided into the interior of the hollow cylinder. The projecting into the roll interior air conveyor pipe 9 ends in the region of the first quarter of the roll interior, starting from the side of the steering knuckle 2, and is frontally provided with a nozzle formed as an air outlet opening 10. The outside of the hollow roller lying end of the air conveyor tube 9 is connected via a feed line 11 with an air pump 12. In the supply line 11, a check valve 13 is used to return in case of possible disturbances in the air supply of the

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Kühlwassers in die Luftförderpumpe 12 zu verhindern. Gemäß derh Verfahren wird durch die Luftförderpumpe eine so große Luftmenge pro Zeiteinheit in das Innere der Hohlwalze geleitet, die gewährleistet, daß die Summe aus Schweredruck des Kühlwassers und entstehenden Überdruck der Luft ein Flüssigkeitsniveau bewirkt, das stets unterhalb der Oberkante der Längsbohrung im Achsschenkel liegt. Dies wird dadurch erreicht, daß der zugeführte Luftstrom größer als der mit dem Kühlwasser abgeführte ist. Beispielsweise werden für eine Hohlwalze mit einem Walzendurchmesser von 400 mm und einer Arbeitsgänge von 1800mm ein Luftdruck von max. 15kPa und ein Luftdurchsatz von max. 2,8 χ 10" ^Bm³/s benötigt.Cooling water in the air pump 12 to prevent. According to derh method, the air supply pump such a large amount of air per unit time is passed into the interior of the hollow roller, which ensures that the sum of gravity pressure of the cooling water and resulting pressure of the air causes a level of liquid that is always below the upper edge of the longitudinal bore in the steering knuckle. This is achieved in that the supplied air flow is greater than that discharged with the cooling water. For example, for a hollow cylinder with a roll diameter of 400 mm and a working of 1800mm, an air pressure of max. 15kPa and an air flow of max. 2.8 χ 10 " ^B m ³ / s required.

Claims

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invention claims

1. A method for cooling hollow rollers, wherein the cooling water is subjected to no positive guidance throughout the free roller interior and has free flow, characterized in that in addition to the cooling water in the roller interior, a gaseous medium is supplied, the amount per unit time greater than that with the Coolant discharge is escaping amount, the liquid level in the roll interior is kept constant below the upper edge of the Wasseraustragsöffnung. ·. ·

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

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

4. Apparatus for carrying out the method according to item 1 with a guided through the coolant drain hole of a steering knuckle in the roll longitudinal fixed in the roll coolant inlet pipe, which is provided with radially directed cooling water outlet openings, characterized in that the cooling water inlet pipe (5) parallel to this in the roller inner protruding air conveying tube (9) is arranged and extends over a quarter of the roller interior. , '

5. The device according to item 4, characterized in that the air delivery pipe (9) is provided in the Walzeninnenraurn frontally with a nozzle formed as an air outlet opening (10).

6. The device according to item 4 and 5, characterized in that the end of the air delivery pipe (9) located outside the hollow cylinder is connected via a supply line (11) to an air feed pump (12). '. ·

7. The device according to item 6, characterized in that in the supply line (11) a check valve (13) is inserted. For this 1 page drawings. :