DE2453282C2

DE2453282C2 - Beheizte Walze zum Wärmebehandeln von z.B. Chemiefasern

Info

Publication number: DE2453282C2
Application number: DE19742453282
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Vepa AG
Current assignee: Vepa AG
Priority date: 1974-11-09
Filing date: 1974-11-09
Publication date: 1984-02-23
Also published as: DE2453282A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine beheizte Walze zum Wärmebehandeln von z.B. Chemiefasern mit einem zwischen einem äußeren und einem inneren Mantel vorhandenen Ringraum, mit dem von der Achse aus radiai ausgerichtete Dampfzuiührieitungen über Ausströmöffnungen in Verbindung stehen, wobei an der einen Stirnseite der Walze, quer zu ihrer Achse und über ihre Kreisfläche, ein Heizmitteiabführraum vorgesehen ist, der durch eine Walzenstirnwandung und eine mit Abstand dazu angeordnete innere, sich mit der Walze mitdrehende Trennscheibe gebildet is\ und durch den sich eine gegenüber der Walze stillstehende Kondensatabführleitung lotrecht nach unten erstreckt vgl. US-PS 25 82 365.

Es gibt zwei wesentliche Grundkonstruktionen von mit Oaniⁿf beheizten Oaietten für z. B. Streckwerks.

{22) verbunden ist.

5. Walze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten eines jeden der Strömungskanäle (20) ein mit diesem verbundener, so parallel dazu angeordneter Rückströmkanal (22) vorgesehen ist,

6. Walze nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet daß die Trennwandungen (23) der Rückströmkanäle (22) sich bis in den Bereich der Ausströmöffnungen (17) in den benachbarten Strö-

7. Walze nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet daß die Trennwandungen (23) der Rückströmkanäle (22) vor Erreichen des Heizmittelabführraumes (9) enden (Fig. 5).

8. Walze nach Anspruch 4—7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Strömungskanälen (20, 22) Schikanen (24) Z¹Jr Erzeugung von Wirbeln vorgesehen sind.

9. V/alze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Trennwandungen (21) der Strömungskanäle (20) winklig umgebogen sind.

Die eine ist die z. B. aus der US-PS 2643 099 bekannte Hohlraumgalette, in deren Innenraum der Heißdampf ohne Führung einströmt Beim Abkühlen des Dampfes entsieht Kondensat das sich bei sich drehender Galette als ein Flüssigkeitsfilm über die ganze Innenfläche der Galette verteilt Da das Wasser die weitere Erhitzung der Galette verhindert vielmehr sogar die Mantelfläche abkühlt muß für eine kontinuierliche Abführung Sorge getragen werden. Zur Abführung dient eine Art Siphonrohr, das sich bis nahe an die Innenmantelfläche

Aar CltAalici *»rc*r/>nlr* unA cif*H nj^ht mit Hör Oai^fto

mitdreht Die Saugöffnung des Rohres ist am unteren Scheitel der Galette angeordnet und führt auch bei Stillstand der Galette das Kondensat ab. Erreicht die Dicke des Filmes die Mündungen des Rohres, so wird durch Differenzdruck unter der Wirkung des nachströmenden Dampfes das Kondensat bis zu einem verbleibenden Minimum abgeführt Es kann also auf keinen Fall mit dieser Konstruktion das Kondensat ganz abgeführt werden, auch dann nicht, wenn die Innenmantelfläche der Galette gemäß der US-PS konisch ausgebildet ist Außerdem führt diese Dickenänderung

des Mantelquerschnitts zu einer nicht gleichmäßigen Temperatarverteilung über die Länge der G lette. Zusätzlich strömt auch durch das Kondensatabführrohr eine Menge Dampf aus, der für die Erhitzung der Galette verloren geht. Ein erhöhter Dampfverbrauch ist die Folge. Ein weiterer Nachteil dieser HoWraumgalette ist die geringe Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes, so daß auf jeden Fall eine gleichmäßige Erhitzung der Mantelfläche auf eine hohe Temperatur nicht möglich ist

Dagegen ist die Vorrichtung nach der US-PS 25 82 365, von der die Erfindung ausgeht schon vorteilhafter. Diese Vorrichtung hat einen äußeren und mit Abstand dazu einen inneren Walzenmantel zur Bildung eines Ringraumes, in den von ά·, -^nen Stirnseite der Walze her der Heißdampf gefi". : wird. Auf der anderen Stirnseite ist quer zu ihrer Achse und über ihre Kreisfläche ein Heizmatte¹-bführraum angeordnet durch den sich die gef. .über der Walze stillstehende KondensatabfüK-ieitung lotrecht nach unten erstreckt Nachteilig ist ; -doch, daß in dem Ringraum keine Zwangsströmung erzeugt werden kann. Der Heizdampf wird dort von beiden Stirnseiten her in den Ringraum geführt, so daß ein StrömungskrUsIauf nicht entstehen kann. Infolgedessen staut siel« der Heißdampf im Ringraum, was zu Temperaturungleichmäßigkeiten über die Mantelfläche führt

Neben Jer anfangs genannten einfachen Hohlraumgalette und der spezielleren Walze mit einem Ringraum entlang des Walzenmantels ist als weitere Grrndkonstruktion die vorteilhaftere Doppelmantefgalette nach der DE-OS 18 16 001 anzusehen, die ebenfalls aus einem äußeren und einem inneren Walzenmantel besteht zwischen denen ein freier Ringraum zur Aufnahme des Heizmittel vorgesehen ist Parallel der Galettenachse sind jedoch in dem freien Ringraum Stäbe, Trennwandungen od. dgl. vorgesehen, die den Ringraum in mehrere parallel zueinander angeordnete Strömungskanäle unterteilen, von denen vorzugsweise jeweils zwei benachbarte Strömungskanäle an dem einen Enue miteinander in Verbindung stehen. An dem anderen Ende wird der einen dieser Längskammern dann das Heizmittel zugeführt und von der anderen Längskammer abgeführt Dadurch entsteht eine gleichmäßige Temperaturvei teilung über die Galettenmantelfläche. Die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes durch die Kanäle ist hoch, so daß auch eine hohe Galettenmanteltemperatur erzielbar ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für eine Kombination der bekannten Doppelmantelgaletten mit Strömungskanälen und einem einzigen Heizmitteiabführrofir zu finden, wobei selbstverständlich die vorteilhafte Zwangsströmung beibehalten werden muii.

Ausgehend von der Walze anfangs genannter Art besteht die gesuchte, einfache Lösung darin, daß im Ringraurn eine Vielzahl von axial ausgerichteten Trennwandungen zur Bildung von Strömungskanälen für das zu- und schließlich auch abzuführende Heizmedium vorgesehen sind, und die Strömungskanäle ZP. ihrem einen Ende mit den Dampfzuführleitungen verbunden sind: und an ihrem anderen Ende in den Heizmittelabführraum frei auslaufen, daß die Walze nur einseitig, also fliegend, gelagert ist, daß der Heizmittelabführraum an der freien Stirnseite der Walze angeordnet ist, daß die Kondensatabführleitung die innen angeordnete Trennscheibe durchstößt, und daß die einzelnen radialen Dampfzuführ'eiiungen in· der Trennscheibe vorgesehen sind.

Ein besonderer Vorteil der Konstruktion nach der Erfindung ist die Möglichkeit im freien Ringraum zwischen an den beiden Walzenmänteln Strömungskanäle bilden zu können. Die genauere Konstruktion der Walze geht aus einigen weiteren Patentansprüchen und aus der Zeichnung hervor. Jedenfalls ist damit eine Walze gefunden, bei der trotz vorhandener Strömungskanäle das sich bildende Kondensat stets im Heismittelabführraum gesammelt werden kann.

Die definierte Walzenkonstruktion ist nicht nur für Dampf als Heizmedium geeignet sondern auch ohne Umbau für flüssige Heizmedien.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Walzenkonstruktion nach der Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. ί einen Schnitt entlang der Linie I-I nach F i g. 2 längs durch eine einseitig gelagerte Galette,

Fig.2 einen Schnitt durch die Darstellung nach F i g. 1 entlang der Linie H-H,

F i g. 3 ein Detail an der Unterseite der Galette nach F i g. 1 in anderer Ausgestaltung,

F i g. 4 die Draufsicht auf die Abwicklung des freien Ringraumes und

Fig.5 ebenfalls die Draufsicht auf die Abwicklung des freien Ringraumes mit gegenüber Fig.4 unterschiedlicher Ausbildung der Trennwandungen.

Die beheizte Walze — hier als Galette bezeichnet — besteht aus einem äußeren Walzenmantel 1, der mit Abstand vom inneren Walzenmantel 2 zur Bildung eines freien Ringraumes 3 angeordnet ist Diese Doppelmantelkonstruktion is* in nicht dargestellter Weise auf der einen Stirnseite 4 an einem Ständer drehbar befestigt. Von diesem Ständer erstreckt sich die Galette fliegend und ist demgemäß an der anderen Stirnseite 5 nicht gehalten. Die zur Beheizung von Chemiefaserkabeln dienende aktive Mantelfläche 6 ist durch eine Wandung (=Trennscheibe) 7 am freien Ende der Galette begrenzt Diese Wandung 7 ist parallel und mit Abstand zum stirnseitigen Walzendeckel 8 angeordnet, so daß zwischen diesen Wandungen ein Heizmittelabführraum 9ge';ldetist

In den Heizmittelabführraum 9 erstreckt sich ein stillstehendes Kondensatabführrohr bzw. -abführleitung 10, das sich zentrisch entlang der Galetteny^hse 12 erstreckt und innerhalb des Kondensatabführräutnes 9 nach unten gebogen ist um mit seiner Öffnung 11 lotrecht unterhalb der Walzenachse 12 in unmittelbarer Nähe der Innenfläche des Walzenmantels 1 zu enden. Es ist möglich, wie Fig.3 zeigt den Durchmesser der Innenfläche des Walzenmantels 1 größer zu schneiden als den Durchmesser der Innenfläche des Walzenmantels 1 im Bereich des freien Ringraumes 3. Durch diese Maßnahme ist der vollständige Abtransport des Kondensates innerhalb des freien Ringraumes 3 gewährleistet Lediglich wird ein Film entsprechend des Absiandes zwischen ue^r öffnung ί ί ücs Κ.υκύη»αΐαΐ>führrohres 10 und der Innenfläche des Walzenmantels 1 im Bereich des Kondensatabführraumes 9 nach F i g. 3 verbleiben. Disser ist jedoch für die Funktion der Galette ohne Bedeutung.

Das Kondensatabführrohr 10 ist in einem Lager 13 zentrisch in der Wandung 7 gehalten. Gegenüber diesem nicht drehbaren Lager 13 rotiert die Wandung 7 mit der Galette. Das Kondensatabführrohr 10 ist zentrisch von einem heizmittel- bzw. Kondensatzuführrohr 14 umgeben: Sowohl die Zu- als auch die Abführung des Heizmittels erfolgt also in der freien

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Stirnseite der Galette.

PQr die Zuführung des Heizmittels irt den freien Ringraum 3 ist am Ende des Hcizmittelzuführrohres 14 ein Planschdeckel 15 befestigt, der seinerseits mit der Wandung 7 verschraubt ist. Zwischen der Wandung 7 und dem Flanschdeckel 15 ist ein Ringraum 16 .vorgesehen, über den das Heizmittel einer Vielzahl von Radialbohrungen (= Dampfzuführleitungen) 17 in der Wandung: 7 zuströmt. Die Radialbohrungen sind insbesondere aus Fi g. 2 ersichtlich. Sie sind sternförmig iq angeordnet und verteilen das Heizmittel gleichmäßig üb'ir sämtliche Strömungskanäle im Ringraum 3. Die Radialbohrungen 17 sind durch eine Ringnut (= Öffnung) 18 mit dem Ringraum 16 in dem Flanschdeckel verbunden. ir

Die Konstruktion innerhalb des freien Ringraumes 3 muß einmal die gleichmäßige Temperaturverteilung gewährleisten und verhindern, daß frisches Heizmitte! gleich in den Kondensatabführraum 9 gelangt. Die öffnungen 19 der einzelnen Radialbohrungen 17 sind insbesondere aus den Fig.4 und 5 ersichtlich. Im Bereich dieser öffnungen beginnt jeweils ein Strömungskanal 20, der durch seitliche Trennwände 21 gebildet und zum Kondensatabführraum 9 durch eine weitere Trennwandung 25 verschlossen ist Das Heizmittel wird also entlang dieses U-förmigen Strömungskanals 20 in Richtung zur Flanschseite der Galette strömen. Am Ende dieses Strömungskanals 20 zerteilt sich das Heizmittel und fließt in beidseitig parallel dazu vorgesehenen Rückströmkanälen 22 wieder zurück in Richtung des Kondensatabführraumes 9. Der Querschnitt der Strömungskanäle ist insbesondere in Richtung des Kondensatabführraumes nicht beschränkt, so daß ein Abführen des Kondensates ohne besonderen Dampfaufwand gewährleistet ist.

Die Konstruktion der Aufteilung der Kanäle kann gemäß F i g. 5 variiert werden, indem die Trennwandung 23 zwischen den benachbarten Rückströmkanäten 22 nicht erst im Bereich des Endes der einzelnen Strömungskanäle endet, sondern schon weit vorher, um einen gemeinsamen Rückströmkanal zu bilden. Am Ende der Trennwandungen der Strömungskanäle 20 sind gemäß F i g. 5 Schikanen 24 vorgesehen, um eine Verwirbelung des HeizmiUels zu erzielen. Diese Schikanen können aus winklig abgebogenen Blechen oder auch anders ausgebildet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Beheizte Walze zum Wärmebehandeln von z. B. Chemiefasern mit einem zwischen einem äußeren und einem inneren Mantel vorhandenen Riisgraum, mit dem von der Achse aus radial ausgerichtete Dampfzuführleitungen über Ausströmöffnungen in Verbindung stehen, wobei an der einen Stirnseite der Walze quer zu ihrer Achse und über ihre Kreisfläche ein Heizmittelabführraum vorgesehen ist, der durch eine Walzenstirnwandung und eine mit Abstand dazu angeordnete innere, sich mit der Walze mitdrehende Trennscheibe gebildet ist, und durch den sich eine gegenüber der V/alze stillstehende Kondemsatabführleitung lotrecht nach unten erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß im Ringraum (3) eine Vielzahl von axial ausgerichteten Trennwandungen (21, 23) zur Bildung von Strömungskanälen (20, 22) für das zu- und schließlich auch abzuführende Heizrnedium vorgesehen sind, und daß die Strömungskanäle (20,22) an ihrem einui Ende mit den r^ampfzuführieitungen (17) verbunc' sind und an ihrem anderen Ende in den Heizmittelao führraum (9) frei auslaufen, daß die Walze nur einseitig, also fliegend, gelagert ist, daß der Heizmittelabführraum (9) an der freien Stirnseite der Walze angeordnet ist, daß die Kondensatabführleitung (iO) die innen angeordnete Trennscheibe (7) durchstößt, und daß die einzelnen radialen Dampfzuführleitungen (17) in der Trennscheibe (7) vorgesehen sind.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle (20) im Bereich der Ausströmöffnungen (19) der Dampfzuführleitungen (17) in den jeweiligen Strömungskanal (20) in Richtung zum Heizmätteiabführ aum (9) durch eine Trennwandung (25) verschlossen UiA.

3. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich jeder Ausströmöffnung (19) der einzelnen Dampfzuführleitungen (17) ein dreiseitig durch Trennwandungen (21, 25) verschlossener Strömungskanal (20) beginnt

4. Walze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Lager zugeordneten Stirnseite (4) der Walze jeder der Strömungskanäle (20) mit «

10. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der sich mit der Walze drehenden Trennscheibe (7) zentrisch ein dampfdicht verschlossenes Lager (13) vorgesehen ist, in dem die stillstehende Kondensatabführleitung (10) gehalten ist

11. Walze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die KondensatabfühiJeitung (10) von eisern Heizmiiteizuffihrrohr (14) umgeben ist

12. Walze nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Heizmittelzuiührrohres (14) mit einem Fianschdeckel (15) verbunden ist, der mit der Trennscheibe (7) verbunden ist

13. Walze nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß in der Trennscheibe (7) im Bereich des Flanschdeckels (15) axiale, mit dem Heizmittelzuführrohr (14) in Verbindung stehende Öffnungen (18) vorgesehen sind, die mit den radial ausgerichteten Dampfzuführleitungen (17) verbunden sind.

14. Waize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Durchmesser des Heizmittelabführraumes (9), also der Innendurchmesser des äußeren Walzenmantels im Heizmittelabführraum (9) größer ist als der Innendurchmesser des äußeren Walzenmantels im Bereich der Strömungskanäle (20,22).