DE1303467B - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Temperatur- zusätzliches, ebenfalls auf die Oberfläche der Walze regeleinrichtung für Kalanderwalzen, bei der ein einwirkendes Heizmedium einschaltet,

Zweipunktregler die im Innern der Walze angeord- Vorzugsweise erfolgt die Zusatzkiihlung und die nete Heizvorrichtung in Abhängigkeit von dem Zusatzheizung durch auf die Walzenaberfläche aufvon einem an der Oberfläche der Walze ange- 5 geblasene Kühl- bzw. Heißluft,

ordneten Temperaturfühler abgegebenen Meßwert Die Erfindung bringt eine völlige Abkehr von dem

an- und abschaltet, wobei während der Abschalt- langjährig beschrittenen Weg, Walzen oder Zylinder

zeit der Heizvorrichtung ein Kühlkreis eingeschal- dadurch zu kühlen, daß das Kühlmedium in das

tet ist. Innere der Walze eingeleitet wird und der Wärme-

Es sind Temperaturregeleinrichtungen für Kalan- 10 übergang durch den Walzenmantel von der Kühleinderwalzen bekannt, bei denen ein Zweipunktregler richtung zur Walzenoberfläche erfolgt. Die Beherr-

die im Walzeninnem angebrachte Heizvorrichtung in schung von Temperaturintervallen von 2° C war da-

Abhäng^;gkeit der Oberflächentemperatur der Walze her mit den bekannten Einrichtungen auch bei Ver-

an- und abschaltet. Bei diesen Regeleinrichtungen kün-jng der Ansprechzeit des Reglers nicht möglich,

treten, insbesondere bei schweren Kalanderwalzen, 15 Es ist eine Temperaturregeleinrichtung für Öfen,

Totzeiten zwischen fünf und zehn Minuten auf, die insbesondere für Glühöfen, mit zwei Temperatur-

von der Größe der installierten Heizleistung im Ver- fühlern bekannt, von denen der eine der Ofenheizung

baltnis zur Masse der Walze abhängig ist. Beim An- zugeordnet ist und der andere die Temperatur des in

heizen einer solche« Kalanderwalze schwankt daher den Ofen eingebrachten Gutes mißt, wobei die beiden

der Temperaturverlauf nach Erreichen der Solltem- 20 Temperaturfühler in Reihenschaltung an den Eingang

peratur in sehr weiten Grenzen, so z. B. bis + 30° C, eines Regelwerkes angeschlossen sind. Zum Kühlen

wobei die Wellenlänge einer Schwingung mehrere des Heizkörpers und/oder Ofenkörpers ist bei diesem

Stunden betragen kann. bekannten Ofentemperaturregler ein Gebläse vorge-

Zur Abkürzung dieser Totzeiten ist es an sich sehen, das in Abhängigkeit von der Ofentemperatur möglich, die Zuführung der Wärme noch vor Er- _aj gesteuert wird. Abgesehen von dem unterschiedlichen reichen des Soll-Wertes abzuschalten bzw. nach dem Anwendungsgebiet und der abweichenden Aufgaben-Überschwingen noch vor Erreichen des Soll-Wertes stellung, wird bei dieser bekannten Temperaturregel die Zuführung einzuschalten. Hierdurch kann die einrichtung nicht ein unmittelbares Kühlen der Regelkurve auf eine ganz geringe, im wesentlichen Charge des Ofens bewirkt, vielmehr wird durch das von der Genauigkeit des Meßwertes abhängige 30 Gebläse der Ofenkörper und die Heizeinrichtung ge-Schwankung geglättet werden. Da bei unstetiger Rege- kühlt, so daß das Problem einer schnellen und unlung mit der Aus-Ein-Sehaltung ode- Groß-Klein- mittelbar wirksamen Kühleinrichtung bzw. zusätz-Stcllung der Heizenergie gearbeitet wird, muß der liehen Heizeinrichtung für das in den Ofen einge-Regler ständig in Tätigkeit sein, und es ergibt sich brachte Gut nicht gegeben ist. Durch die Reiheneine mehr oder minder stark schwankende sinus- 35 schaltung der beiden Temperaturfühler ist ferner ähnliche Kurve. auch keine unmittelbare Abhängigkeit der Wirkung

Bei Heiz-und Kühlzylindern, z. B. zum Trocknen des Gebläses von der Oberfläche etemperatur der

von Papier-, Kartonbahnen u.dgl. mit elektrischer Ofencharge gegeben, so daß die genannte Temjv-

oder Dampf-Beheizung, ist es bekannt, zum Kühlen raturregelcinrichiung für Glühöfen dem Walzen-Fach-

der Zylinder Kühlmittel, wie Sole oder Kühlwasser, ₄₍, mann keine Anregung geben konnte, die gestellte

durch die Dampfrohre oder durch das Innere des Aufgabe bei Kalanderwalzen in der erfindungs-

Zylinders zu leiten. Es ist jedoch nur vorgesehen. gemäßen Weise zu lösen,

entweder zu heizen oder zu kühlen. Ahnliche Voraussetzungen liegen bei einer ferner-

t'in die Außentemperatur von Kalanderwalzen, hin bekannten Regeleinrichtung für Ofentemperaturen

bei denen die Temperatur des zu verarbeitenden Ma- 45 _e",_ncs Thermostats für Quarzkristalle vor, bei der eine

tcrials über der Solltemperatur der Walzcnoberflächc Heizvorrichtung in das Innere des Ofens ragt, wäh-

licgt, weitgehend konstant zu halten, ist es auch bc· _rend eine zweite Heizeinrichtung in dem Zwischen-

kannt. wechselweise Heiz- oder Kühlflüssigkeit im raum zwischen der Ofenwand und einer weiteien

Innern der Walze fließen zu lassen, ie nach der Tem- Isoli.-rwand angeordnet ist. Auch hier kann die Wärme

peratur des Materials und den verarbeiteten Material- 50 nicht träghcitslos, d.h. unmittelbar auf den Körper

monecn. Maximale Temperaturschwankungen von in dem Ofen übergehen bzw. von diesem abgeleitet

±2° C, wie sie beim Prägen von Kunststoffen nicht werden.

überschritten werden dürfen, lassen sich jedoch mit Der technische Fortschritt des Erfindungsgcpen-

von innen her geheizten bzw. gekühlten Walzen nicht Rtandcs läßt sich am deutlichsten daran erkennen, daß

er/tclen. SS die Regeleinrichtung nach der Erfindung es nunmehr

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ermöglicht. Polyamide, Polyester u.dgl..die beim Prä-

an der WaizenoberfiKche die infolge der Totzeit des gen eine hohe Tefnpenkturkon&tanz erfordern, sto-

Regelkreises auftretenden TemperaturKhwankungen nmgtfrei auf Kaieadern zu prägen,

um den eingestellten Soll-Wert zu verkleinern. Zum besseren Verständnis sei die Erfindung an

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung O₀ Hand der in der Zeichnung dargestellten Kurven

eine Temperaturregeteinrtchtting der eingangs be- naher erläutert.

schrieben«! Oattung vor, bei der der Regler bei aiv In F i g. 1 stellt die Kurve I den Temperaturvertauf

steigender Tenmeraturkurve gleichzeitig mH der Ak beim Anheizen einer sehr tragen Heizeinrichtung dar,

schaltung der Heizvorrichtung ein unmittelbar auf die wobei der Soll-Wert auf 100° C eingestellt ist. Wird

Oberftech« der Wake einwirkendes Kühlmedium »9 dw Heizleistung bei Erreichen des Sollwertes abge-

und/oder bei fallender Temperaturkurve zusammen »ehaltet, dann steigt die Temperaturkurve infolge der

mit der Wtederemecbahung der Heizvorrichtung und erheblichen Totzeit mit der gleichen Steigung noch

■«tebenenfali» Abschaltung dieses Kühlmedium» ein weiter an, um dann nach Erreichen der maximalen

Amplitude von etwa 116° C wieder abzufallen, Der abfallende Asi der Temperaturkurve ist wesentlich flacher als der ansteigende Ast, da das Temperaturgefh'lle zwischen der Walzenoberflüche und der umgebenden Luft nicht so groß ist wie zwischen dem Heizmittel und der umgebenden Bohrungswand, Die Kurve zeigt, daß die erste Halbschwingung die beträchtliche Zeit von 65 Minuten erfordert, so daß eine derartige Regelung auch im Hinblick auf die großen Temperaturschwankungen nicht zu gebrauchen ist.

Wird ein unstetiger Regler mit nachgebender Rückführung angewendet, ergibt sich die Kurve II. Sie entsteht dadurch, daß bereits etwa 8^C C vor Erreichen des Soll-Wertes die Heizleistung abgeschaltet und bei abfallender Amplitude etwa 4° C über dem Soll-Wert wieder eingeschaltet wird. Dadurch wird die Tcmperaturkuive schon wesentlich abgeflacht, und die Zeit einer Halbwelle beträgt nur noch 45 Minuten, wobei die weiteren Schwingungen und Amplituden etwas kleiner werden.

Die Ku I've III zeigt den Temperatur, erlauf eines mit der ernndungsgemäßen Obenflächenkühlunj! arbeitenden Reglers. Obwohl hierbei die Heizleitung erst im Sollwert abgeschaltet wird, wird trotzdem die Temperaturkurve sehr fla~h, da sofort die Oberflächenabkühlung zur Wirkung kommt. Im Punkt 2 wird die Heizleistung wieder eingeschaltet und die Kühlung abgeschaltet, so daß die Kurve nach kurzem Durchschwingen wieder ansteigt, wobei im Punkt 3 wieder die Kühleinrichtung zu- und die Heizleistung abgeschaltet wird. Die Kurve glättet sich dann verhältnismäßig schnei) und verläuft in einem engen Temperaturbereich als sinusähnliche Linie, deren Mittelwert dem Sollwert entspricht. Die schraffierten Streifen im Diagramm geben die Zeit an, während der die Zusatzkühlung eingeschaltet ist.

Es sei nun angenommen, daß beispielsweise der Tempcraturverlauf einer Kalanderwalze bei bester Einstellung der Rückführzeit und fehlen von Störgrößen den Verlauf der Linie II in Fig. 2 besitzt, wobei die Temperatur + 2 und 2° C um den Sollwert schwankt, so daß die Temperaturdifferenz /„ 4 C betrag.. Da in vielen Fällen bei modernen Ausrüstungsverfahren Temperaturschwankungen von nur ±1 C verlangt wjrden, sei diese Regelar.lage noch mit der erfindungsgemäßen Zusatzkühlung versehen. Durch die Einwirkung der Kühlung wird die obere Amplitude durch die dargestelte Wellenlinie III geglättet, während die untere Amplitude unverändert bleibt. Hierdurch ist die Temperaturschwankung des Istwertes auf ^ί 1 und 2° C geglättet, so daß t₀' nur noch 3 C* beträgt.

Um auch die untere Halbwelle zu glätten, kann noch eine auf die Walzenoberfläche wirkende Zusatzheizung angeordnet werden, die im Zeitpunkt 4 zugeschaltet wird, wodurch die punktierte Kurve IV entsteht, so daß die TsmperaturdiSetenz I₀" nur noch 2° C beträgt,

Der Bleiche Effekt kann auch dadurch erzielt werden, dfiß der Stellzeiger des Reglers für die Steuerung des Heizmediums um etwa IC über den Sollwert eingestellt wird (Kurveil), wahrend die Zusatzkuhl-

einrichtung bei Erreichen des Sollwertes geschaltet wird Dadurch verschiebt sich die Regelkurve der Kühleinrichtung gegenüber der Regelkurve des Reglers etwas nach unten, und es entsteht die Regelkurve V in Fig. 3, deren Amplituden nunmehr nur

noch zwischen ±l°C um den Sollwert schwanken, so daß t'" auch nur 2° C beträgt.

Die Anordnung kann in Umkehrung des ersten Ausführungsbeispiels auch so getroffen werden, dal lediglich eine Zusatzheizeinrichtung angeordnet wird,

durch die die Unterschreitungen des Sollwertes angehoben werden.

Es ist selbstverständlich, daß die Leistung der Kühleinrichtung bzw. der Zusatzeinrichtung der Heizleistung der zu beheizenden Kalanderwalze o/w.

der Totzeit und der Anheizet des ganzen Systems

angepaßt werden. .

Die Kühleinrichtung wird zweckmäßigerweise aK schmale Luftdüse ausgebildet, durch die Preßluft ... gleichmäßiger Stärke über die ganze Walzenlange

aufgeblasen wird. Durch die große Luf!geschwindigkeit entsteht eine gute Kühlwirkung auf die Stahlwalze In gleicher Weise kann auch die Zusiuzhei/-einrichtung ausgebildet werden, wobei dann erhitzt Luft aufgeblasen wird. Die Verwendung von InIn,-

rotheizungen ist bei Stahlwalzen wegen der geringen Strahlunesziffer der Walzenoberfläche unzweckmäßig

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Temperaturregeleinrichtung füf Kalanderwalzen, bei der ein Zweipunktregler die im Innern der Walze angeordnete Heizvorrichtung in Abhängigkeit von dem von einem an der Oberfläche der Walze angeordneten Temperaturfühler abgegebenen Meßwert an- und abschaltet, wobei während der Abschaltzeit der Heizvorrichtung ein Kühlkreis eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler bei ansteigender Temperaturkurve gleichzeitig mit der Abschaltung der Heizvorrichtung ein unmittelbar auf die Oberfläche der Walze einwirkendes Kühlmedium und/oder bei fallender Temperaturkurve zusammen mit der Wiedereinschaltung der Heizvorrichtung und gegebenenfalls Abschaltung dieses KUhlmediums ein zusätzliches, ebenfalls auf die Oberfläche der Walze einwirkendes Heizmedium einschaltet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gckennzciciinct, daß die Zusatzkühlung und die Zu· sauhcizung durch auf die Walzenoberfläche aufgeblasene Kühl* bzw. Heißluft erfolgen.

Hierzu 1 Blau Zeichnungen