DE1953692C3

DE1953692C3 - Induction heatable galette

Info

Publication number: DE1953692C3
Application number: DE19691953692
Authority: DE
Inventors: Takuma Inazawa; Ochi Tetsuo Nogoya; Aichi Katsumata (Japan)
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1968-10-25
Filing date: 1969-10-24
Publication date: 1978-02-02

Description

Die Erfindung betrifft eine induktiv beheizbare Galette zum Erhitzen von synthetischen Fäden od. dgl, mit einem mehrteiligen Walzenmantel, der einen zwischen seiner Außenwandung und einer hieran festgelegten Innenwandung angeordneten, mit einer etwa bei Betriebstemperatur siedender Flüssigkeit teilweise gefüllten Raum aufweist.The invention relates to an inductively heatable godet for heating synthetic threads or the like. with a multi-part roll shell, one between its outer wall and one on it fixed inner wall arranged, with a liquid boiling approximately at operating temperature Has partially filled space.

Gegenstand einer solchen Galette ist das deutsche Patent 18 04 774. Bei dieser Galette sind im Bereich der Innenseite der Außenwandung des Walzenmantels radial nach innen ragende und vorzugsweise auch im Bereich der Außenseite der gegenüberliegenden Innenwandung des Walzenmantels radial nach außen ragende Vorsprünge vorgesehen. Die von der äußeren Mantelwand nach innen in den Dampfraum zwischen der infolge der Fliehkraftwirkung radial nach außen gedrückten Flüssigkeit und der Innenwandung ragenden Vorsprünge haben dabei die Aufgabe, den Dampf an ihren Oberflächen zu kondensieren und die freiwerdende Wärme durch die isolierende Flüssigkeitsschicht hindurch der Außenwandung des Walzenmantels zuzuführen.The subject of such a godet is the German patent 18 04 774. In this godet are in the area of Inside of the outer wall of the roll jacket protruding radially inward and preferably also in the Area of the outside of the opposite inner wall of the roll shell protruding radially outward Projections provided. The from the outer jacket wall inwards into the steam space between the As a result of the centrifugal force, the liquid pressed radially outwards and the projections protruding from the inner wall have the task of transporting the steam to condense on their surfaces and to supply the released heat through the insulating liquid layer to the outer wall of the roll shell.

Aus der DT-Gbm-Schrift 19 64 320 ist eine elektrisch beheizte Walze bekannt, die als teilweise mit Flüssigkeit gefüllter Hohlkörper ausgebildet ist. Hierbei soll die Flüssigkeit durch in ihrem Bereich angeordnete Heizstäbe beheizt werden und ihrerseits die aufgenommene Wärme gleichzeitig an die äußere Begrenzungswand der Walze übertragen. Hier ist die Walzenaußenwandung lediglich indirekt beheizt, wobei der gesamte, zur Deckung des im Bereich der Walzenoberfläche anfallenden Wärmebedarfs notwendige Wärmefluß über die Flüssigkeit von radial innen nach radial außen verläuft. Eine hohe Trägheit mit langen Totzeiten beim Auftreten von Störungen ist daher zu befürchten. Hiervon abgesehen würde sich die bekannte Anordnung auf Grund der bekanntlich sehr schlechten Leitfähigkeit von Flüssigkeiten ohnehin lediglich für äußerst niedertourige Anordnungen eignen.From the DT-Gbm-script 19 64 320 one is electrical known heated roller, which is designed as a partially filled with liquid hollow body. Here the Liquid are heated by heating rods arranged in their area and in turn transfer the absorbed heat to the outer boundary wall of the roller at the same time. Here the outer wall of the roller is only heated indirectly, whereby the entire, to cover the heat demand occurring in the area of the roll surface runs over the liquid from radially inside to radially outside. A high level of inertia with long dead times The occurrence of malfunctions is therefore to be feared. Apart from this, the familiar arrangement would be Due to the known very poor conductivity of liquids, they are only suitable for extremely low-speed arrangements anyway.

Durch die GB-PS 11 16 436 ist ferner eine Anordnung bekanntgeworden, bei der innerhalb eines sich drehenden Walzenmantels eine ortsfeste, von einem außerhalb erwärmten Heizmedium durchflossene Heizeinrichtung angeordnet ist. Die Übertragung der Wärme von der stehenden Heizeinrichtung zu dem sich drehenden Walzenmantel soll dabei durch Wärmeleitung in einem zwischen diesen Bauteilen vorhandenen Flüssigkeitsring vor sich gehen. Abgesehen von dem durch die Verwendung von zwei unterschiedlichen Wärmeübermittlungsmedien verursachten baulichen Aufwand ergeben sich hier äußerst lange Wege und damit auch sehrBy the GB-PS 11 16 436 is also an arrangement became known, in which a stationary inside a rotating roll shell, from an outside heated heating medium is arranged through which a heating device flows. The transfer of heat from the standing heating device to the rotating roll shell should thereby through heat conduction in one between these components existing liquid ring go ahead. Apart from that by the The construction effort caused by the use of two different heat transfer media results in extremely long distances and therefore also very long lange Transportzeiten zwischen Wärmeerzeugung und Wärmeverbrauch, so daß ein beträchtliches Temperaturgefälle und eine erhebliche Trägheit mit hohen Totzeiten nicht ausgeschlossen werden können. Diese S Nachteile lassen sich unter Umständen dadurch, daß die außerhalb der eigentlich zu beheizenden Walze angeordnete Aufwärmevorrichtung für das erste Wärmeübermittlungsmedium möglichst nahe an den einzelnen Walzen angeordnet und mit einem möglichstlong transport times between heat generation and heat consumption, so that a considerable temperature gradient and a considerable inertia with high Dead times cannot be excluded. These disadvantages can possibly be reduced by the fact that the Outside the actual roller to be heated, the heating device for the first heat transfer medium is arranged as close as possible to the individual rollers and with one as possible großen Wärmeinhalt versehen ist, zwar etwas reduzieren, jedoch bei weitem nicht ausschließen.is provided with a large amount of heat, reduce it a little, but by no means exclude it.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Galette der eingangs genannten Art so auszubilden, daß Temperaturgefälle im Bereich der ManteloberflächeThe invention is therefore based on the object of designing the godet of the type mentioned in such a way that Temperature gradient in the area of the jacket surface

is sehr schnell wieder ausgeglichen werden können.can be balanced again very quickly.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der mit Flüssigkeit gefüllte Raum ein Zylinderraum ist, dessen Außenwandung aus einem magnetischen Werkstoff bestehtThe solution to this problem is that the space filled with liquid is a cylinder space, its The outer wall consists of a magnetic material

Hierbei ist demnach eine direkte, induktive Beheizung der Walzenaußenwandung vorgesehen, wodurch in vorteilhafter Weise lange Totzeiten etc. vermieden sind. Die direkte Erzeugung von Induktionswärme in der Walzenaußenwandung beruht hierbei darauf, daß derIn this case, direct, inductive heating of the outer wall of the roll is accordingly provided, whereby in long dead times etc. are advantageously avoided. The direct generation of induction heat in the Roller outer wall is based on the fact that the magnetische Wechselfluß durch die Außenwandung hindurchgeht Das im erfindungsgemäßen Zylinder-Ringraum sich ausbildende Flüssigkeits-Dampfsystem dient hierbei im Gegensatz zum Gegenstand des älteren Rechts nicht als Wärmebrücke zwischen der Walzeninalternating magnetic flux through the outer wall The liquid-vapor system forming in the cylinder annulus according to the invention passes through it In contrast to the subject of earlier law, it does not serve as a thermal bridge between the rollers nenwandung und der zu beheizenden Walzenaußen wandung, sondern als Wärmespeicher bzw. -puffer, der seinerseits mit Überschußwärme von der direkt beheizten Walzenaußenwandung her beheizt wird und für den Fall von örtlichen Spitzenbelastungen zurinner wall and the outside of the roller to be heated wall, but as a heat storage or buffer, which in turn with excess heat from the direct heated roller outer wall is heated forth and in the event of local peak loads for Verfügung steht. Hierdurch ist ein schneller und wirksamer Störungsausgleich sichergestellt. Andererseits lassen sich jedoch die notwendige Flüssigkeitsmenge und der diese aufnehmende erfindungsgemäße Zylinder-Ringraum relativ klein halten. Ein weitererAvailable. This ensures a faster and more effective compensation of disturbances. On the other hand, however, the necessary amount of liquid and the amount of liquid according to the invention can be used Keep the cylinder annulus relatively small. Another Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist zweifellos in dem Wegfall von Ringraumeinbauten etc. zu sehen, wodurch eine nicht nur höchst einfache sondern auch höchst kostengünstige Konstruktion und Fertigung gewährleistet ist.The advantage of the arrangement according to the invention is undoubtedly the omission of annulus internals, etc. too see, whereby a not only extremely simple but also extremely cost-effective design and manufacture is guaranteed.

In der Figur ist eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Die Galette besteht aus einem äußeren hohlen Zylinder, nämlich der Außenwandung 10, aus einem magnetischen Material guter Wärmeleitfähigkeit. Innerhalb des hohlen Zylinders ist mit engem AbstandIn the figure, an embodiment of the invention is illustrated. The galette consists of an outer one hollow cylinder, namely the outer wall 10, made of a magnetic material with good thermal conductivity. Inside the hollow cylinder is closely spaced einwärts von der Innenfläche desselben ein zylindrischer Mantel 12 angeordnet, der zwischen sich und der Außenwand 10 einen Ringraum 14 festlegt. Im Ringraum ist ein Wärmeübertragungsmedium, wie z. B. ein Gemisch aus 26,5% Diphenyl und 73,5% Diphenylinward of the inner surface of the same a cylindrical shell 12 arranged between itself and the Outer wall 10 defines an annular space 14. In the annulus is a heat transfer medium, such as. B. a mixture of 26.5% diphenyl and 73.5% diphenyl oxyd, oder ein im wesentlichen aus Diphenylchlorid, Alkylnaphthalin u.dgl. bestehendes Medium, unter einer vorbestimmten Temperatur eingeschlossen, so daß sich das Wärmeübertragungsmedium bei der gewünschten Betriebstemperatur der Walzen-Oberflächeoxide, or a substance consisting essentially of diphenyl chloride, Alkylnaphthalene and the like existing medium, enclosed below a predetermined temperature, so that the heat transfer medium is at the desired operating temperature of the roll surface in Siedezustand befindet.is in the boiling state.

Die Außenwandung 10 weist eine zentrale, drehbare Welle 16 auf, die von einem Lagerkasten 18 seitlich absteht. An dem vom Lagerkasten 18 entfernten Ende der Welle 16 ist eine Nabe 20 an der Außenwandung 1The outer wall 10 has a central, rotatable shaft 16 which is laterally supported by a bearing box 18 sticks out. At the end of the shaft 16 remote from the bearing box 18, there is a hub 20 on the outer wall 1 mittels einer Mutter 24 befestigt, die auf einen Gewindeabschnitt 22 der Welle aufgeschraubt ist. Die Außenwandung 10 ist mithin drehfest mit der Welle 16 verbunden. Im Raum zwischen der radialen Innenflächefastened by means of a nut 24 which is screwed onto a threaded portion 22 of the shaft. the Outer wall 10 is therefore connected to shaft 16 in a rotationally fixed manner. In the space between the radial inner surface

des Mantels 12 und der Welle 16 ist eine Heizeinrichtung 26 zur Beheizung der Walzen-Außenfläche vorgesehen. Diese Heizeinrichtung besteht aus einem um die Welle herum angeordneten zylindrischen Eisenkern 28, um welchen herum eine Heizspule 30 unter Festlegung eines vorbestimmten Abstands zwischen der Innenfläche des Mantels 12 und der Außenfläche der Heizspule angeordnet ist An dem dem Lagerkasten 18 zugewandten Ende des Eisenkerns 28 steht ein radialer Flansch 32 vom axialen Teil des ι ο Eisenkerns ab, der mittels Schraubbolzen 36 am Lagerkasten 18 befestigt ist, wobei der zwischen dem Lagerkasten 18 und der gegenüberliegenden Fläche des Flansches 32 befindliche Abschnitt jedes Schraubbolzens von einem wärmeisolierenden Rohrstück 34 umgeben istof the shell 12 and the shaft 16 is a heating device 26 for heating the roller outer surface intended. This heating device consists of a cylindrical one arranged around the shaft Iron core 28, around which a heating coil 30 with a predetermined distance between the inner surface of the jacket 12 and the outer surface of the heating coil is arranged on the dem Bearing box 18 facing end of the iron core 28 is a radial flange 32 from the axial part of the ι ο Iron core from which is fastened by means of screw bolts 36 on the bearing box 18, the between the Bearing box 18 and the opposite surface of the flange 32 located portion of each bolt is surrounded by a heat-insulating pipe section 34

Wenn im Betrieb die Welle 16 durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung angetrieben wird, drehen sich die Außenwandung 10, der Mantel 12 und das im Ringraum 14 befindliche Wärmeübertragungmedium als Ganzes, so daß letzteres unter Fliehkrafteinnuß auswärts gegen die Innenfläche der Außenwandung 10 gedrängt wird. Die Menge des in den Ringraum 14 eingefüllten Wärmeübertragungsmediums ist so bemessen, daß die Bildung einer praktisch gleichmäßigen-Schicht des Mediums über die ganze Innenfläche der Außenwandung 10 hinweg gewährleistet wird Gleichzeitig wird durch einen in der Heizspule 30 fließenden Wechselstrom ein wechselnder Magnetfluß durch den Eisenkern 28 und die Außenwandung 10 erzeugt, welcher die Aüßenwandung gleichmäßig erwärmt. Die Erwärmung wird fortgesetzt, bis die Außenflächen-Temperatur der Außenwandung 10 einen vorbestimmten Wert erreicht, bei welchem das im Ringraum 14 in Drehung versetzte Wärmeübertragungsmedium seinen Siedepunkt erreicht, so daß im Ringraum 14 eine flüssige Phase und eine Dampfphase vorliegen.If, during operation, the shaft 16 is driven by a drive device (not shown), the outer wall 10, the jacket 12 and the heat transfer medium located in the annular space 14 rotate as a whole, so that the latter under the influence of centrifugal force outwards against the inner surface of the outer wall 10 is pushed. The amount of the heat transfer medium filled into the annular space 14 is dimensioned in such a way that that the formation of a practically uniform layer of the medium over the entire inner surface of the Outer wall 10 is guaranteed away at the same time by a flowing in the heating coil 30 Alternating current generates an alternating magnetic flux through the iron core 28 and the outer wall 10, which heats the outer wall evenly. The heating continues until the outer surface temperature the outer wall 10 reaches a predetermined value at which the in the annular space 14 in Rotation offset heat transfer medium reaches its boiling point, so that in the annular space 14 a liquid Phase and a vapor phase are present.

Wenn bei gewünschter Temperatur der Außenwandung 10 der Galette und bei siedendem Medium eine starke Wärmebelastung von der Oberfläche der Gaiette 10 aus erfolgt, und insbesondere wenn diese Wärmebelastung auf eine lokale Stelle bzw. einen einzelnen Bereich der Oberfläche begrenzt ist, wird diesem speziellen Bereich eine beträchtliche Wärmemenge entzogen, während die Temperatur an der restlichen Oberfläche der Galette ansteigt, so daß kurzzeitig ein Zustand vorhanden ist, bei welchem ein Abschnitt der Oberfläche der Außenwandung 10 niedrigere und ein anderer Abschnitt eine höhere Temperatur besitzt Am kühleren lokalen Bereich kondensiert jedoch das Wärmeübertragungsmedium unter Freigabe seiner Kondensationswärme an diesem Bereich, während die restliche Oberfläche einer höheren Temperatur unterworfen bleibt, wodurch der Siedevorgang weiter begünstigu wird und hierdurch der wärmeren Oberfläche der Gaiette Wärme entzogen und mithin seine Temperatur gesenkt wird. Infolgedessen kann das Temperaturgefälle zwischen dem der starken Wärmebelastung unterworfenen Oberflächenbereich und der restlichen Oberfläche der Galette durch die durch das Wärmeübertragungsmedium bewirkte Wärmeübertragung schnell ausgeglichen werden.If at the desired temperature of the outer wall 10 of the godet and a boiling medium strong heat load takes place from the surface of the Gaiette 10, and especially when this heat load is limited to a local point or a single area of the surface, this becomes special area withdrew a considerable amount of heat, while the temperature at the remaining Surface of the godet increases, so that for a short time there is a state in which a portion of the Surface of the outer wall 10 has a lower temperature and another section has a higher temperature Am However, the cooler local area condenses the heat transfer medium releasing it Heat of condensation at this area, while the rest of the surface is subjected to a higher temperature remains, whereby the boiling process is further favored and thereby the warmer surface heat is withdrawn from the Gaiette and its temperature is therefore lowered. As a result, that can Temperature gradient between the surface area subjected to the strong heat load and the remaining surface of the godet by the heat transfer caused by the heat transfer medium be quickly balanced.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patentanspruch:Claim:

Induktiv beheizbare Galette zum Erhitzen von synthetischen Fäden od. dgl., mit einem mehrteiligen Walzenmantel, der einen zwischen seiner Außenwandung und einer hieran festgelegten Innenwandung angeordneten, mit etwa bei Betriebstemperatur siedender Flüssigkeit teilweise gefüllten Raum aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Flüssigkeit gefüllte Raum (14) ein Zylinderraum ist, dessen Außenwandung (10) aus einem magnetischen Werkstoff bestehtInductively heatable godet for heating synthetic threads or the like, with a multi-part Roller shell, which has a space which is arranged between its outer wall and an inner wall fixed to it and is partially filled with a liquid that boils at approximately the operating temperature has, characterized in that the liquid-filled space (14) is a cylinder space, the outer wall (10) of which consists of a magnetic material