DE3145145A1

DE3145145A1 - Kuehleinrichtung fuer hohlwalzen

Info

Publication number: DE3145145A1
Application number: DE19813145145
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl.-Ing. Fritzsche; Fred Dr.-Ing. DDR 8027 Dresden Schultz
Original assignee: Nagema VEB
Current assignee: Nagema VEB
Priority date: 1980-12-24
Filing date: 1981-11-13
Publication date: 1982-07-29
Also published as: FR2496494B1; IT8149985A0; DE3145145C2; CH654492A5; DD154331A1; FR2496494A1; IT1172191B

Description

3H5445

Kühleinrichtung für Hohlwalzen

Die Erfindung "betrifft eine Kühleinrichtung für Hohlwalzen mit einem in der Walzenlängsachse angeordneten Kühlmittelzulaüfrohr insbesondere für Walzenreibmaschinen, die zur Feinzerkleinerung von Schokoladenmassen, Farben und ähnlichen Verarbeitungsgütern Anwendung finden.

Der bei der Kühlung von rotierenden Hohlwalzen durch eine Flüssigkeit im Walzeninnenraum abgeführte Wärmestrom wird im wesentlichen "bestimmt von der Wärmeübergangszahl, der wirksamen Wärmeaustauschfläche und der lemperaturdiff erenz zwischen ^alze und Kühlflüssigkeit. Die sich in der Walze einstellenden Strömungsverhältnisse sind infolge der Fliehkraftwirkung auf die Kühlflüssigkeit stark drehzahlabhängig, da sich mit zunehmender Walzenumfangsgeschwindigkeit ein mitrotierender Wasserfilm zunehmender Dicke ausbildet, durch den die lemperaturdifferenz und die Wärmeübergangszahl ungünstig "beeinflußt werden·

Bei allgemein "bekannten Einrichtungen zur Walzenkühlung, wird durch ein in der Walzenlängsachse angeordnetes Spritzrohr, über dessen Länge Austrittsbohrungen vorhanden sind, Kühlwasser zugeführt, das durch einen als Hohlwelle ausgebildeten Walzenschenkel wieder abströmt. Diese Kühleinrichtung besitzt jedoch den entscheidenden Nachteil, daß eine Verringerung der Kühlwirkung mit Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit der Walze eintritt.

Zur Kühlung von Hohlwalzen ist weiterhin bekannt, daß im Hohlraum der Walze ein zu deren Mittelachse paralleles Zu-

i :. - ': ·:.-.' ■; 3U5U5

■■ -3-

laufrohr mit Austrittsöffnungen an den "beiden Enden des Hohlraumes und ein Äblaufrohr mit einer Eintrittsöffnung in der litte der lalzenlänge vorbanden sind. Mit dieser Vorrichtung wird neben einer meist nicht erforderlichen erhöhten Wärmeabfuhr an den Stirnwänden der Walze ebenfalls keine entscheidende Verbesserung der Kühlwirkung erreicht (DB-AS 1 228 895).

Bei einer anderen bekannten Hohlwalze, insbesondere für Schokoladenwalzwerke, soll eine Verbesserung der Kühlung durch einen kühlwasserdurchflossenen Ringspalt erreicht werden, der von der Walze und einem im Walzeninnenraum befindlichen Zylinder gebildet wird. Bei derartigen Ringspalten tritt jedoch eine laminare Strömung auf, die den Wärmeübergang ungünstig beeinflußt. Das zufließende Kühlwasser wird mit dem bereits vorhandenen zumindest teilweise vermischt, was zu einer Verringerung der Temperaturdifferenz führt (DS-IS 840 948).

line weitere bekannte Hohlwalze für Reibwalzwerke· sieht für die Kühlung einen bis an den Walzenmantel heranreichenden Rohreinsatz mit schraubenförmigen Rippen vor, um vom Kühlwasser durchströmte Kanäle zu erhalten«. Die beabsichtigte, dem Transport des Kühlwassers bewirkende, teilweise 3?üllung der Kanäle wird infolge des Einflusses der Fliehkraft jedoch nur bei geringen Walzenumfangsgeschwindigkei.ten erreicht. Nachteilig wirkt sich auch aus, daß hierdurch den Wärmeübergang ungünstig beeinflussende Strömungsverhältnis se auftreten (DE-ES 1000 665).

Eine ebenfalls bekannte Walze mit einer ähnlichen Kühleinrichtung bei der im S1antel₉ nahe der 1alzenoberfläche Kanäle vorhanden sind_s die vom Kühlwasser durchströmt werden, ermöglicht zwar eine effektive Kühlung, die aber nicht geeignet ist, eine über der gesamten Walzenoberfläche gleichmäßige Temperatur zu gewährleisten (DB-IB 957 540).

Perner ist eine wassergekühlte Hohlwalze mit einer das Kühlwasser gleichmäßig auf die Walzenlänge verteilenden zentralen Kühlwässerzuleittiüg, unter Verwendung eines im Walzeninneren feststehend angeordneten Stau- und Mischwerkes, bekannt, daß aus mehreren sich sowohl gegen die Mantelfläche als auch gegen die Stirnwände der Walze innen anliegenden

3Η5Η5

Stauleisten besteht·. Der sich, unter der Wirkung der Fliehkraft ausbildende umlaufende Wasserring soll dabei durch die längs der Walzeninnenfläche nahe der Wand befindlichen Stauleisten zerstört werden (DB-PS 595 792).

Eine verbesserte Ausbildung dieser Einrichtung sieht vor, daß die gegenüber der sich drehenden Walze feststehenden sowohl an den inneren Mantelflächen als auch an den Stirnwänden der Walze entlang geführten Stauleisten als Kühlwasserspritzrohre ausgebildet sind. Obwohl mit dieser Einrichtung neben einer Zerstörung des Wasserringes eine unmittelbare Zuführung des Kühlwassers an die Walzeninnenwand ermöglicht wird, ist die Funktionsfähigkeit dieser Einrichtung über einen längeren Zeitraum jedoch nicht gesichert, da durch Ablagerungen aus dem Kühlwasser sehr leicht eine Verstopfung der in den Kühlwasserspritzrohren vorhandenen Bohrungen eintritt. Die notwendigerweise damit verbundene Instandsetzung erfordert eine Demontage der Walze, mindest jedoch den Ausbau eines Walzenschenkels (DE-PS 632 401).

Die Erfindung bezweckt, die den bekannten Kühleinrichtungen für Hohlwalzen anhaftenden Nachteile zu beseitigen und ermöglicht durch bessere thermische Ausnutzung des eingesetzten Kühlmittels eine Erhöhung der Kühlwirkung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache und funktionssichere Kühleinrichtung zu schaffen, die ohne Demontage der Hohlwalze ein- oder ausgebaut werden kann und die bei hohen Walzenumfangsgeschwindigkeiten eine gleichmäßige und effektive Kühlung durch direkte Beaufschlagung der Walzeninnenwand mit Kühlflüssigkeit gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch, erreicht, daß am Kühlmittelzulaüfrohr über dessen Austrittsöffnungen in gleichgroßen Abständen radial gerichtete, horizontal in einer Ebene liegende, bis an die Innenwand der Walzenröhre herangeführte, flexible Förderrohre angeordnet sind. Ein weiteres Merkmal hierzu ist, daß zur Aufnahme der Pörderrohre die Austrittsöffnungen des Kühlmittelzülaufrohres mit

■- "· ■-·:"■. 3Ί45145

Sch.lau.ch tu Ilen versehen sind. Weitere Merkmale der Erfindung sind, daß die Förderrohre an ihrem freien Ende mit je einer' Düse ausgestattet sind, deren Öffnungsquerschnitt gleich dem Querschnitt der zugeordneten Austrittsöffnung im Kühlmittelzulaufrohr ist und daß die Summe der Querschnitte der Aüstrittsöffnungen im Kühlmittelzulaufrohr größer als dessen lichter Querschnitt ist. Zu der Erfindung gehört auch, daß die Förderrohre "bei Linksdrehung der Hohlwalze horizontal nach, rechts bzw. "bei Rechtsdrehung nach links gerichtet am Kühlmittelzulauf rohr angeordnet sind und da"bei in Richtung des Anlaufgebietes des mitrotierenden Wasserringes zeigen.·

Durch die Erfindung -wird eine "bestmögliche thermische Ausnutzung der Kühlflüssigkeit zur Wärmeabfuhr erreicht, da keine Termischung mit der erwärmten abfließenden Kühlflüssigkeit," sondern eine Verdrängung derselben von der Innenwand der Walzenröhre stattfindet. Die hohe Kühlmittelaüstrittsgeschwindigkeit "bewirkt eine den Wärmeübergang günstig "beeinflussende Turbulenz» verbunden mit einer für eine gleichmäßige Kühlung notwendige Verteilung des Kühlmittels über die gesamte Walzenlänge.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigern ·

Fig.1 eine Hohlwalze im horizontalen Längsschnitt

Fig. 2 eine vergrößerte Detaildarstellung eines Förderrohres

Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie A-A der Fig. 1

Figur 1 zeigt die aus der Walzenröhre A und den stirnseitig daran befestigten Walzenschenkeln 2% 3 bestehende Hohlwalze. Das Kühlmittelzulaufrohr 4 ist in der Walzenlängsachse in einer für den Kühlmittelabfluß dienenden Längsbohrung durch den Walzenschenkel 2 nach innen geführt und außen am nicht dargestellten Maschinengestell befestigt. Die Lagefixierung des Kühlmittelzulaufrohres 4 in radialer Richtung, erfolgt durch die Führungskörper 3% 6· Das feststehende Kühlmittelzülaüfrohr ist im Walzeninnenraum mit mehreren hinterein-

ander angeordneten Austrittsöffnungen 7 für das Kühlmittel vöx'uehon. übor den Autrbrittuöft'ßujrig&n üiiid in gleich großen • Abständen zueinander die flexiblen Förderrohre 8 radial gerichtet und horizontal in einer Ebene liegend am Kühlmittelzulaufrohr 4· angeordnet und erstrecken sich bis an die Innenwandung der Walzenröhre 1. Aus Figur 2 ist näher ersichtlich, daß über den Austrittsöffnungen 7 am KühlmitteIzulaufrohr 4 SchlauchtuIlen 9 angebracht sind, die zur Aufnahme der Förderrohre 8 dienen. An ihrem freien Ende sind die flexiblen Förderrohre 8 mit einer Düse 10 versehen. Zur Vermeidung von Zugkräften auf die Förderrohre besitzt jede Düse einen öffnungsquerschnitt, der gleich dem der zugeordneten Austrittsoffnung im Kühlmittelzulaüfrohr ist. Zur.Erzielung einer gleichmäßigen Zuführ des Kühlmittels über die gesamte Länge des Walzeninnenraumes ist die Summe der Querschnitte der Austrittsöffnungen 7 im Kühlmittelzulaufrohr 4· größer als der lichte Querschnitt des Kühlmittelzulaufrohres. Zum Zwecke der bestmöglichen thermischen Ausnutzung des Kühlmittels sind die Förderrohre 8 im eingebauten Zustand bei Linksdrehung der Hohlwalze, wie Fig. 3 zeigt, horizontal nach rechts gerichtet, bzw. bei Rechtsdrehung der Hohlwalze, horizontal nach links zeigend am KühlmitteIzulaufrohr angeordnet, d. h., die Förderrohre zeigen jeweils in Richtung des Anlaufgebietes des mitrotierenden Wasserringes* Um eine Montage und Demontage der Kühleinrichtung durch den Walzenschenkel 2 vornehmen zu können, muß der Durchmesser der Längsbohrung für den Kühlmitteiabfluß größer als die Summe aus dem Außendurchmesser des Kühlmittelzulaufrohres 1, der Länge einer Schlauch tu He 9 und der Wandstärke eines flexiblen Förderrohres 8 sein.

Die Wirkungsweise der Kühleinrichtung 1st folgende: Die Kühlflüssigkeit wird im zentralen Kühlmittelzulaüfrohr zugeführt und über die flexiblen Förderrohre direkt an die Walzeninnenwandung transportiert. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Förderrohre mit Düsen, wird an ihrer AUstrittsstelle eine möglichst hohe Geschwindigkeit der strömenden Kühlflüssigkeit erreicht. De,r Abfluß des Kühlmittels aus dem Yialzeninnenraum erfolgt in bekannter Weise durch die Längsbohrung im Walzenschenkel nach außen.

Claims

Patentansprüche

löihleinrichtüng für Hohlwalzen mit einem durch, die Bohrung eines Achsschenkels in der Walzenlängsachse geführten feststehenden Kühlmittelzulaüfrohr, das über die gesamte länge des Walzeninnenraumes mit hintereinander angeordneten Aüstrittsöffnungen für das Kühlmittel versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Kühlmittelzülaufrohr (4) über dessen Austrittsöffnungen (7) in gleichgroßen Anständen radial gerichtete, horizontal in einer Ebene liegende, "bis an die Innenwand der Walzenröhre (1) herangeführte, flexible Förderrohre (8) angeordnet sind.
2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der Sörderrohre (8) die Austrittsöffnungen (7) des Kühlini ttelzuläüfrohr es (4) mit Schlauchtüllen (9) versehen sind·

3· Kühleinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die !"örderrohre (8) an ihrem freien Ende mit je einer Düse (10) ausgestattet sind, deren Öffnüngsqüerschnitt gleich dem Querschnitt der zugeordneten Austrittsöffnung (7) im Kühlmittelzulaufrohr (4) ist.

4· Kühleinrichtung nach den Ansprüchen 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Querschnitte der Austrittsöffnungen (7) im Kühlmittelzulaufrohr (4) größer als dessen lichter Querschnitt ist.

5". Kühleinrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Pörderrohre (8) Ta ei Linksdrehung der Hohlwalze horizontal nach rechts bzw. "bei .Rechtsdrehung nach links gerichtet am Kühlmittelzulaufrohr (4) angeordnet sind Und dabei in Richtung des Anlaufgerietes des mitrotierenden Wasserringes zeigen.