DE2650858C2

DE2650858C2 - Kühl- und Heizwalze mit einem drehbar gelagerten Walzenmantel

Info

Publication number: DE2650858C2
Application number: DE19762650858
Authority: DE
Inventors: Erich 2000 Hamburg Pagendarm
Original assignee: Individual
Current assignee: ECH Will GmbH and Co
Priority date: 1976-11-06
Filing date: 1976-11-06
Publication date: 1983-05-26
Also published as: CH623921A5; GB1561941A; DE2650858A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühl- oder Heizwalze mit einem drehbar gelagerten Walzenmantel, der mit einem darin angeordneten zylindrischen Führungsmantel einen Ringraum einschließt, der axial von einem Wärmeträgermedium durchströmt ist, das innerhalb des Führungsmantels zurückströmt, wobei der |£ Führungsmantel wenigstens eine zu dem Walzenmantel

|s vorragende, die Relativgeschwindigkeit des Mediums

I] im Verhältnis zum Walzenmantel beeinflussende Trenn-

|; wand trägt

fa Bei Kühl- oder Heizwalzen strebt man einen hohen

Ii Wärmedurchgangswert und eine über die Mantelfläche

?., gleichmäßige Temperaturverteilung an. Dabei soll der

;.:i Durchsatz des Wärmeträgermediums durch die Dreh-

?;? durchführung der Walzenlagerung möglichst gering "M

sein. Neuere Konstruktionen streben deshalb einen

£? walzeninternen Mediumskreislauf an, wobei die durch

;' ''■ die Drehdurchführung geleiteten Mengen des Mediums

■ ·■] auf den zur Fortführung bzw. Zuführung der Wärme

_;; benötigten Wert beschränkt werden. Bei einer bekann-

''.:' ten Kühl- oder Heizwalze der eingangs genannten Art

(US-PS 36 12 171) wird der den Ringraum und einen innerhalb des Führungsmantels gelegenen Raum durch- ! ziehende Kreislauf des Mediums durch schraubenförmig

auf dem Führungsmaterial angeordnete zum Walzen- μ mantel vorragende Leitwände angetrieben. Diese ' Leitwände können nur dann eine hinreichende Förderkraft auf das Medium in Axialrichtung ausüben, wenn dieses in Umfangsrichtung festgehalten wird. Diese Voraussetzung wird bei der bekannten Walze dadurch erfüllt, daß sie dampfgeheizt ist, so daß der flüssige Mediumsanteil die Walze nur teilweise füllt und daher infolge seines Verharrens in ihrem unter^ii Bereich der Umfangsbewegung nicht zu folgen vermag. Für vollständig mit flüssigem Wärmeträgermedium gefüllte Walzen ist die Anordnung nicht verwendbar, weil das Medium von der Walzenrotatton mitgenommen würde und daher keine hinreichende Relativgeschwindigkeit in Umfarcgsrichtung gegenüber den Rippen aufweist

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kühl- und Hetzwalze zu schaffen, deren innerer Mediumskreislauf auch bei vollständiger Füüung mit flüssigem Wärmeträgermedium auf einfache Weise und mit hoher Relativgeschwindigkeit gegenüber der Innenfläche des Walzenmsintels aufrechterhalten wird.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß der Führangsmantel mit der axial gerichteten Trennwand feststehend angeordnet ist und zur axialen Umwälzung des Mediums am Ende der axialen Erstreckung der Trennwand ein mit dem Walzenmantel umlaufendes Förderrad vorgesehen ist

Die von dem Führungsmantel vorragende, in Längsrichtung verlaufende Trennwand hindert das Medium daran, der Rotationsbewegung des Walzenmantels zu folgen. Dies ist an sich bekannt (US-PS 30 22 047). Jedoch erreicht die Erfindung eine wesentlich bessere Wirkung als die bekannten Bauarten. Zum einen beruht dies auf der hohen Fördergeschwindigkeit des Mediums, die dadurch bewirkt wird, daß das Medium durch din Trennwand in Umfangsrichtung festgehalten wird, so daß das Förderrad stets eine hohe Relativgeschwindigkeit in Umfangsrichtung zu dem herangeführten Medium aufweist Die hohe Zirkulationsgeschwindigkeit gewährleistet eine hohe Temperaturkonstanz an der Walzenoberfläche und gute Wärmeübergangszahlen. Zum anderen wird dem Medium im Verhältnis eine Relativgeschwindigkeit aufgezwungen, die der geometrischen Summe aus der Umfangsgeschwindigkeit des Walzenmantels im Verhältnis zum Führungsmantel bzw. zur Trennwand und der Axialgeschwindigkeit des Mediums entspricht Trotz einfacher Bauweise ermöglicht es die Erfindung somit, dem Medium gegenüber dem Walzenmantel eine Relativgeschwindigkeit zu erteilen, die wesentlich größer ist als die Umfangs- und Axialgeschwindigkeiten je für sich.

Die Trennwand erstreckt: sich zweckmäßig bis dicht an den Walzenmantel, wobei nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Innenfläche des Walzenmantels von einem Schaber berührt werden kann. Dadurch wird Ablagerungen aus dem !Medium an den Walzenmantel voi gebeugt, die im Laufe der Betriebszeit die Wärmeleistung verringern könnten. Außerdem wird bei Verwendung höher viskoser Medien der Grenzschichtbildung entgegengewirkt.

Es kann vorteilhaft sein, im Walzeninneren eine Heizeinrichtung für das Medium anzuordnen, die von dem Führungsmantel gebildet ist.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel des Anmeldungsgegenstandes unter Bezugnahme auf die Zeichnung; erläutert Darin zeigt

Abb.»A« einen Axialschnitt,

Abb.»B« die Geschwindigkeitsvektoren des Mediums in bezug auf den Walzenmantel und

Abb.»C« einen Querschnitt durch eine Alternativ-Ausführung.

Die Abb.»A« zeigt den prinzipiellen Aufbau. Die feststehende Achse 1, die als Hohlachse ausgeführt ist, führt im Achsinneren das Medium in die Walzen 2 und an der Gegenseite ebenso wieder heraus.

Das Medium im Walzeninneren hätte nun das

Bestreben, die Geschwindigkeit des Walzenmantels 3 anzunehmen, so daß schlechter Wärmeübergang die Folge wäre. Die Trennwand 4 aber bildet einen Widerstand und zwingt das Medium zum radialen Stillstand gegenüber dem Walzenmantel. Schon bei mittleren, erst recht bei größeren Maschinengeschwindigkeiten, wird so eine Strömungsgeschwindigkeit an der Innenfläche des Walzenmantel erzielt, die einen hohen Wärmefluß sicherstellt

Zur Erzielung eier axialen Zirkulation des Mediums ist am Ende des zylindrischen Führungsmantels 5 ein Förderrad 6 vorgesehen, das am Walzenmantel oder Walzenboden montiert ist und daher fest mit dem Walzenmantel verbunden ist Das aus axialer Sicht stehende Medium mit der Umfangsgeschwindigkeit v_u (Bezugsziffer 7 in Abb.»B«) wird vom Förderrad 6 axial umgewälzt und erzeugt dabei einen zusätzlichen Geschwind'gkeitsvektor v_A (Vektor 8 in A b b. »B«). Die Befestigung des Schaufelrads am Walzenboden ist vorteilhafter als die Befestigung am Walzenmantel, da letztere zu einem verfahrenstechnisch schädlichen, zusätzlichen Wärmeübergang an der Befestigungssteiie und damit zu ungleicher Temperatur der Walzenoberfläche führen könnte.

Die Wärmeleistung einer Kühl- oder Heizwalze verringert «ich im Laufe der Betriebszeit durch Ablagerungen aus dem Medium, die die Leitfähigkeit des Walzenmantels verringern. Die zum Walzenmantel vorragende Trennwand 4 bietet sich erfindungsgemäß in idealer Weise an, dieser Ablagerung entgegenzuwirken.
Wird- am Ende der Trennwand 4 ein vorzugsweise

!0 gewichts- oder federbelasteter Schaber 9 montiert, so bleibt der Wärmedurchgang unbehindert Bei Verwendung höherviskoser Medien kann der Schaber 9 zudem der Grenzschichtbildung entgegenwirken (siehe Abb.»C«).

Bei Heizwalzen mit elektrischer Energiezufuhr kann auf die Zu- und Abfuhr des Mediums in die Walze dann verzichtet werden, wenn die elektrischen Heizflächen im Walzeninneren angeordnet sind und z. B. die stationäre Führungswand 5 als Heizfläche dient, indem sie aus Widerstandsmaterial gefertigt wird, wobei durch die zweiseitige Kontaktfläche und di-rch das axiale Strömen des Mediums hohe Heizleistungen ,erwirkücht werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kühl- oder Heiswalze mit einem drehbar gelagerten Walzenmantel, der mit einem darin angeordneten zylindrischen Führungsmante' einen Ringraum einschließt, der axial von einem Wärmeträgermedium durchströmt ist, das innerhalb des Führungsmantels zurückströmt, wobei der Führungsmantel wenigstens eine zu dem Walzenmantel vorragende, die Relativgeschwindigkeit des Medi- ίο ums im Verhältnis zum Walzenmantel beeinflussende Trennwand trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsmantel (5) mit der axial gerichteten Trennwand (4) feststehend angeordnet ist und zur Umwälzung des Mediums am Ende der axialen Erstreckung der Trennwand (4) ein mit dem Walzenmantel (3) umlaufendes Förderrad (6) vorgesehen ist

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß d'\s Trennwand (4) sich bis dicht an den Walzenmantel (3) erstreckt

3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Trennwand (4) ein die Innenfläche des Walzenmantels berührender Schaber (9) befestigt ist

4. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizeinrichtung für das Medium im Walzeninneren angeordnet ist

5. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsmantel (5) als Heizeinrichtung für das umlaufende Medium ausgebildet ist