DE3939109C1 - Cooling arrangement for flexible components - has cooling liq. in cooling bath with support units, liq. level being changed using buffer container partially submerged in liq. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Strangförmige Gegenstände, wie Kabel oder Schläuche, die kontinuierlich im Durchlaufbetrieb, z. B. mit einem Extruder, hergestellt werden, müssen nach dem Extru­ dieren gekühlt werden. Zu diesem Zweck durchlaufen die Gegenstände eines oder mehrere Kühlbäder, beispiels­ weise eine Kühlkaskade, in der das Herunterkühlen stufenweise erfolgt. Die Kühlbäder sind in Kühlrinnen enthalten, durch die der Gegenstand hindurchgezogen wird (vgl. DE-PS 5 23 298, DE-AS 15 54 993, EP 01 43 215 A1). Wenn bei der Herstellung eines Schlauch- oder Kabelmantels Fehlstellen auftreten, besteht die Gefahr, daß Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser, in das Innere des Gegenstandes eindringt. Das Eindringen von Flüssigkeit unter den Kabelmantel eines Kabels führt dazu, daß der gesamte Kabelabschnitt unbrauchbar wird. Beim Einziehen des vorderen Kabelendes in die Kühlrinne muß zuvor der Pegelstand der Kühlflüssigkeit abgesenkt werden, damit keine Flüssigkeit in das offene vordere Kabelende ein­ dringen kann. Hierzu wird beim Stand der Technik soviel Kühlflüssigkeit aus der Kühlrinne abgelassen, bis das Kabel trocken liegt. Anschließend wird erneut Kühlflüs­ sigkeit in die Kühlrinne eingelassen. Wird bei dem her­ gestellten Gegenstand eine Fehlstelle entdeckt, durch die die Gefahr des Eindringens von Wasser besteht, wird ebenfalls aus der Kühlrinne Kühlflüssigkeit schnell abgelassen. Nachdem die Fehlstelle die Kühlrinne ver­ lassen hat oder nachdem sie aus dem Strang herausge­ trennt und anschließend der Schlauch weitergezogen wurde, muß wiederum Kühlflüssigkeit in die Kühlrinne eingelassen werden, so daß der Strang von neuem ge­ flutet wird.

Das Anheben und Absenken des Kühlflüssigkeitspegels erfordert einen erheblichen Aufwand. Zum schnellen Ein­ pumpen von Kühlflüssigkeit in die Kühlrinne werden Pumpen hoher Leistung benötigt, die jedoch relativ selten in Betrieb gesetzt und somit schlecht genutzt werden. Sowohl für das Einlassen von Flüssigkeit als auch zum Ablassen sind große Leitungsquerschnitte und aufwendige Ventile erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvor­ richtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ange­ gebenen Art zu schaffen, bei der das Trockenlegen und das erneute Fluten mit hoher Geschwindigkeit bei rela­ tiv geringem apparatetechnischem Aufwand durchgeführt werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ange­ gebenen Merkmalen, in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs.

Bei der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung erfolgt das Anheben und Absenken des Flüssigkeitsstandes pneuma­ tisch mit einem in der Kühlrinne enthaltenen Pufferbe­ hälter, in den Gas, vorzugsweise Luft, eingelassen werden kann. Auf diese Weise wird erreicht, daß die gesamte Kühlflüssigkeit in der Kühlrinne verbleiben kann und lediglich angehoben oder abgesenkt werden muß. Die Kühlflüssigkeit braucht nicht über größere Wege transportiert zu werden und es ist insbesondere nicht erforderlich, daß sie die Kühlrinne verläßt. Lediglich Flüssigkeitsverluste, die durch Mitschleppen, Ver­ spritzen oder Verdampfen entstanden sind, müssen er­ setzt werden. Der Pufferbehälter kann an seinem unteren Ende offen sein und er kann dort eine sehr große Aus­ trittsöffnung für das Wasser haben. Das Wasser durch­ läuft keine Ventile oder andere Drosselstellen, in denen Strömungsverluste auftreten. Das zum Entleeren des Pufferbehälters benutzte Druckgas, z. B. Luft, hat eine erheblich größere Viskosität, so daß die in den entsprechenden Ventilen entstehenden Strömungsverluste viel geringer sind als bei einer Wasserströmung.

Da der Wasserstand lediglich angehoben und abgesenkt wird, das Wasser die Kühlrinne aber nicht verläßt, er­ folgt sowohl das Absenken als auch das Anheben des Wasserpegels mit höherer Geschwindigkeit als dies bei den bekannten Kühlvorrichtungen der Fall ist. Zum Ab­ senken braucht lediglich die Luft aus dem Pufferbehäl­ ter herausgelassen zu werden.

In der Kühlrinne befindet sich gerade so viel Flüssig­ keit, daß ein von der Tragvorrichtung gestützter Gegen­ stand bei ausgeglichenen Pegeln in- und außerhalb des Pufferbehälters trockenliegt. Wird der Pufferbehälter mit Druck beaufschlagt, dann wird Flüssigkeit aus dem Pufferbehälter herausgetrieben, so daß der Pegel steigt und der Gegenstand geflutet wird.

Die Einhaltung des Pegelstandes bei Flutung des Gegen­ standes kann durch einen an der Kühlrinne vorgesehenen Pegelsensor überwacht werden, welcher den Lieferdruck derart regelt, daß sich während des normalen Betriebes ein konstanter, für die Kühlung ausreichender Pegel einstellt. Die Einhaltung des gewünschten Pegels kann jedoch in noch einfacherer Weise durch ein Druckregel­ ventil erreicht werden, das in dem Pufferbehälter einen vorbestimmten Überdruck aufrechterhält, welcher einer gewünschten Pegeldifferenz außerhalb und innerhalb des Pufferbehälters entspricht.

Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung ermöglicht das Trockenlegen des Gegenstandes in sehr kurzer Zeit, so daß die durch das Kühlwasser bewirkte Schädigung des Gegenstandes auf ein Mindestmaß reduziert wird. Auch das Fluten erfolgt in sehr kurzer Zeit, so daß die Pro­ duktion unverzüglich wieder aufgenommen werden kann. Das Innere des Pufferbehälters und der vom Pufferbehäl­ ter und von der Kühlrinne begrenzte Raum wirken nach Art kommunizierender Röhren zum Heben und Senken des Flüssigkeitsspiegels in dem genannten Raum.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch die Kühlrinne,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1 unter zusätzlicher Darstellung der für den Betrieb der Kühlrinne erforderlichen Kompo­ nenten und

Fig. 3 einen Querschnitt der Kühlrinne gemäß Fig. 2 bei geflutetem Gegenstand.

In den Zeichnungen ist der zu kühlende Gegenstand mit 10 bezeichnet. Es handelt sich beispielsweise um ein Kabel, bei dem die Kabelseele in einem Extruder mit einem Kabelmantel versehen wurde, und das nach dem Ver­ lassen des Extruders in die Kühlrinne 11 eingeführt wird. Die Kühlrinne 11 ist ein oben offener Behälter, der Kühlflüssigkeit 12, z. B. Wasser, enthält. An den beiden Stirnwänden der Kühlrinne 11 sind Dichtungen 13 vorgesehen, die jeweils eine Öffnung für den Durchtritt des Gegenstandes 10 haben und das Aus­ treten von Wasser mindestens erschweren. Wasser, das dennoch austritt, wird von Überläufen 14 aufgenommen, die außerhalb der Stirnseite der Kühlrinne angebracht sind und die über Rücklaufleitungen 15 mit einem Speicherbehälter 16 verbunden sind.

Hinter der auslaßseitigen Überlaufvorrichtung befindet sich eine Meßstrecke 17, in der der Gegenstand 10 auf Fehlstellen untersucht wird. Der Gegenstand 10 wird in der Kühlrinne 11 von einer aus Rollen 18 bestehenden Tragvorrichtung abgestützt.

Unterhalb der Rollen 18 befindet sich der Pufferbehäl­ ter 19 in Form eines an seiner ganzen Unterseite offenen Topfes, der im übrigen vollständig geschlossen ist. In diesen Behälter führt von unten her eine erste Steigleitung 21 hinein, die nahe unter der Deckelwand 20 endet, und eine zweite Steigleitung 21a, deren oberes Ende etwas tiefer liegt als dasjenige der Steig­ leitung 21.

Die Steigleitung 21 ist über ein erstes Ventil V1, ein Schaltventil V3 und ein Absperrventil V4 mit einer Druckgasquelle 23 verbunden. Dem Schaltventil V3 ist ein Druckregelventil V5 parallelgeschaltet, dessen Aus­ gangsdruck von einem Manometer 24 überwacht wird.

Die Steigleitung 21a ist über das zweite Ventil V2 mit der Atmosphäre verbunden, wobei der Auslaß des Ventils über dem Tank 16 endet, so daß mitgeführte Flüssigkeit in den Tank abgeleitet wird. An den Auslaß des Tanks 16 ist eine Pumpe 25 angeschlossen, die über eine Leitung 26 Flüssigkeit in die Kühlrinne 11 zurückpumpen kann.

Im Boden der Kühlrinne 11 befindet sich ein Auslaß, der über ein Ablaßventil V6 mit einem Ablauf verbunden ist, um das Wasser aus der Kühlrinne abzulassen.

Die Kühlvorrichtung arbeitet wie folgt: Zunächst wird das vordere Ende des Gegenstandes 10 durch die Dich­ tungen 13 hindurch in die Kühlrinne 11 eingezogen. Hierbei ist das Ventil V1 geschlossen und das Ventil V2 geöffnet, so daß im Inneren des Pufferbehälters 19 Atmosphärendruck herrscht. Der Wasserstand innerhalb und außerhalb des Pufferbehälters ist gemäß Fig. 2 aus­ geglichen, so daß der Gegenstand 10 oberhalb dieses Flüssigkeitsstandes trockenliegt.

Zum Fluten des Gegenstandes 10 wird zunächst das Absperrventil V4 manuell geöffnet. Dann werden die Ventile V1 und V3, bei denen es sich um Magnetventile handelt, gleich­ zeitig geöffnet, während Ventil V2 geschlossen wird. Hierdurch dringt Druckluft in den Pufferbehälter ein, so daß der Wasserstand außerhalb des Pufferbehälters ansteigt und gemäß Fig. 3 den Gegenstand 10 flutet. Sobald der Flüssigkeitsstand die vorgesehene Höhe er­ reicht hat, wird das Schaltventil V3 gesperrt, so daß sich im Pufferbehälter 19 nunmehr derjenige Druck einstellt, der von dem Druckregelventil V5 geliefert wird. Dieser Druck beträgt beispielsweise 40 mbar, was einer Wasser­ säule von 400 mm entspricht. Dies ist die Differenz, die sich zwischen den Pegelhöhen innerhalb und außer­ halb des Pufferbehälters (Fig. 3) einstellt und die während des Durchlaufens des Gegenstandes 10 durch das Kühlbad beibehalten wird.

Wenn die Meßstrecke 17 eine Fehlstelle im Gegenstand 10 feststellt, wird das zweite Ventil V2, das zuvor ge­ schlossen war, unverzüglich geöffnet und gleichzeitig wird das erste Ventil V1 gesperrt. Der erhöhte Innen­ druck im Pufferbehälter 19 entweicht nunmehr durch das Ventil V2 in die Atmosphäre und der Flüssigkeitsstand steigt im Pufferbehälter, während er außerhalb des Pufferbehälters fällt. Der Gegenstand 10 wird somit in kürzester Zeit trockengelegt.

Abweichend von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem ein unten offener starrer Pufferbehälter vor­ gesehen ist, kann der Pufferbehälter auch ein Ballon mit flexibler Ballonhülle sein, der z. B. am Boden der Kühlrinne verankert ist und durch den Wasserdruck kollabiert, wenn sein Innenraum mit der Atmosphäre ver­ bunden ist.

Claims (4)

1. Kühlvorrichtung für flexible strangförmige Gegen­ stände (10), wie Kabel oder Schläuche, mit einer Kühlflüssigkeit (12) enthaltenden Kühlrinne (11), in der eine Tragvorrichtung (18) zum Unterstützen des Gegenstandes angeordnet ist, und einer Ein­ richtung zum Anheben und Absenken des Pegels der Kühlflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anheben und Absenken des Pegels aus einem in der Kühlrinne (11) angeord­ neten Pufferbehälter (19) besteht, der mindestens teilweise unter dem unteren Pegel der Kühlflüssig­ keit angeordnet ist und dessen Innenraum ab­ wechselnd mit einer Gasdruckquelle (23) und der Atmosphäre verbindbar ist.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Pufferbehälter (19) ein starrer, unten offener Behälter ist.

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferbehälter (19) eine über ein erstes Ventil (V1) mit der Gasdruckquelle (23) verbundene erste Steigleitung (21) und eine über ein zweites Ventil (V2) mit der Atmosphäre verbundene zweite Steigleitung (21a) enthält, die beide nahe der Deckelwand (20) des Pufferbehälters (19) enden.

4. Kühlvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Druckgas­ quelle (23) in den Pufferbehälter (19) führende Gasleitung ein Schaltventil (V3) enthält und daß dem Schaltventil (V3) ein Druckregelventil (V5) parallelgeschaltet ist, das bei gesperrtem Schalt­ ventil den Innendruck des Pufferbehälters auf einem konstanten Wert hält.