DE7514361U

DE7514361U - HEATING ROLLER FOR HEAT TREATMENT OF TEXTILE FABRICS AND OTHER MATERIAL

Info

Publication number: DE7514361U
Application number: DE19757514361
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-05-04
Filing date: 1975-05-03
Publication date: 1976-03-11
Also published as: IE41119L; NL7505221A; JPS50157687A; ES437410A1; IT1037823B; FR2269695A1; CH585383A5; GB1513732A; DE2519789A1; IE41119B1

Description

Gebrauchsmusteranmeldung
Arno Edgar Wildeman
Aurel House, Blueberry Road,
Bowdon, Altrincham
Cheshire, EnglandUtility model registration
Arno Edgar Wildeman
Aurel House, Blueberry Road,
Bowdon, Altrincham
Cheshire, England

Heizwalze zur Wärmebehandlung von Textilstoffen und anderem Material.Heat roller for the heat treatment of textiles and other materials.

Die Wärmebehandlung von Textilstoffen oder anderem Material, wie beispielsweise Papier und Folien, erfolgt gewöhnlich aui einer sich drehenden Heizwalze. Die Beheizung derartiger Heizvjalzen kann auf verschiedene Weise erfolgen. So erfolgt beispielsweise eiffi direkte elektrische Beheizung entweder durchThe heat treatment of fabrics or other material, such as paper and foils, is usually done on a rotating heat roller. The heating of such Heizvjalzen can be done in several ways. For example, eiffi direct electrical heating takes place either through

7514361 11.03.767514361 03/11/76

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in EssenAndrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, patent attorneys in Essen

Widerstandsheizung oder durch Induktion, wobei die Innenwandung einer hohlen Walze durch Wärmeleitung oder Wärmestrahlung erhitzt wird. Bei indirekter Beheizung werden Wärmeübertragungsflüssigkeiten wie öl oder Dampf in Berührung mit dieser Innenwandung durch die Walze hindurchgeleitet. Da die Anforderungen an die Gleichmäßigkeit dei Temperatur an allen Stellen der Walzenoberfläche und zu jedem Zeitpunkt der Wärmebehandlung ständig ansteigen und da bei den ständig ansteigenden Durchlaufgeschwindigkeiten die Anforderungen an die Wärmeübertragung ständig wachsen, wurde bisher eine Unterdruckdampfheizung für eine derartige Heizwalze als Heizsystem angesehen, welches all diesen Anforderungen genügen könnte. Bei dieser Beheizung wird eine Flüssigkeit in einem geschlossenen Raum, vorzugsweise einem luftleeren Raum, über einen Heizer oder einen Wärmetauscher verdampft, sodaß sie mit ihrer flüssigen Phase im Gleichgewicht bleibt und der Dampf dazu neigt, an relativ kühlen Stellen der Innenwandung der Walze zu kondensieren, wobei er seine latente Wärme abgibt und dadurch die kühlen Stellen schnell erwärmt.Resistance heating or induction, with the inner wall a hollow roller is heated by thermal conduction or thermal radiation. With indirect heating, heat transfer fluids are used such as oil or steam in contact with this inner wall passed through the roller. Since the requirements for the Uniformity of the temperature at all points on the roll surface and constantly increasing at every point in time during the heat treatment and there at the constantly increasing throughput speeds The demands on the heat transfer are constantly growing, so far a vacuum steam heater for such a heating roller has been used viewed as a heating system that could meet all of these requirements. With this heating, a liquid is in a closed space, preferably a vacuum, evaporated via a heater or a heat exchanger, so that they remains in equilibrium with its liquid phase and the steam tends to be in relatively cool places on the inner wall of the roller to condense, giving off its latent heat and thereby quickly heating the cool areas.

Der Energiebedarf bei der Beheizung derartiger Heizwalzen ist jedoch bei den bisher üblichen Ausführungen sehr hoch, sodaß der Neuerung die Aufgabe zugrunde liegt, eine Heizwalze zur Wärmebehandlung von Textilstoffen und anderem Material in der Weise auszubilden, daß eine unbedingt gleichmäßige Erwärmung ihrer Mantelfläche bei möglichst geringem Energiebedarf erzielbar ist.However, the energy requirement for heating such heating rollers is very high in the designs customary up to now, so that the innovation is based on the task of a heating roller for the heat treatment of textiles and other material in the Train in a way that an absolutely uniform heating of their outer surface can be achieved with the lowest possible energy consumption is.

7514361 ii.03.767514361 ii.03.76

Eine neuerungsgemäße Heizwalze zur Wärmebehandlung von Textilstoff en und anderem Material mit einem Heizer oder Wärmetauscher zur Erwärmung eines flüssigen Heizübertragermediums unmittelbar unter der Mantelfläche der Walze ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der Heizer oder Wärmetauscher eine größere Oberfläche besitzt als die Mantelfläche der Heizwalze, und zwar vorzugsweise eine mehr als doppelt so große Oberfläche wie die Mantelfläche.A heating roller according to the invention for the heat treatment of textile fabric en and other material with a heater or heat exchanger for heating a liquid heat transfer medium directly under the jacket surface of the roller is essentially characterized in that the heater or heat exchanger has a larger one Has surface than the jacket surface of the heating roller, preferably a surface that is more than twice as large as that Outer surface.

Vorzugsweise wird in der Heizwalze als flüssiges Wärmeübertragermedium ein Dampfphasen-Wärmeübertragermedium vorgesehen. Als Heizer kann ein elektrischer Widerstandsheizer vorgesehen werden, während als Wärmetauscher eine Reihe von Rohren vorgesehen werden können, welche an eine Umlaufpumpe für heißes öl oder eine andere heiße Flüssigkeit angeschlossen sind. Dabei können die Rohre gleichmäßig um die Achse der Walze verteilt sein, und sie können an radial verlaufende Rohre angeschlossen werden, welche in ihrer Gesamtheit an eine Speise- oder Rücklaufleitung in der Zylinderachse angeschlossen sind.The liquid heat transfer medium is preferably used in the heating roller a vapor phase heat transfer medium is provided. An electrical resistance heater can be provided as the heater while a number of pipes can be provided as a heat exchanger, which are connected to a circulation pump for hot oil or another hot liquid is connected. The tubes can be evenly distributed around the axis of the roller be, and they can be connected to radial pipes, which in their entirety to a feed or return line are connected in the cylinder axis.

Vorzugsweise tritt die heiße Flüssigkeit am einen Ende der Walze in das Rohrsystem ein und verläßt die Walze am anderen Ende, wobei die heiße Flüssigkeit im wesentlichen in axialer Richtung der Walze die Rohre durchfließen kann, gegebenenfalls auch in nebeneinander liegenden Rohren in entgegengesetzter Richtung. Die Abstände zwischen den einzelnen Rohren betragen zweckmäßigerweise einen Rohrdurchmesser und die Rohrachsen können auf einem imaginären Zylinder liegen, der koaxial zur Innenwandung derThe hot liquid preferably enters the pipe system at one end of the roller and leaves the roller at the other end, wherein the hot liquid can flow through the tubes essentially in the axial direction of the roller, optionally also in adjacent pipes in opposite directions. The distances between the individual tubes are expediently a pipe diameter and the pipe axes can lie on an imaginary cylinder that is coaxial with the inner wall of the

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Mcsch, Patentanwälte in EssenAndrejewski, Honke, Gesthuysen & Mcsch, patent attorneys in Essen

Heizwalze verläuft und von der Mantelfläche um etwa das ein- bis zweifache des Rohrradius entfernt ist. Vorzugsweise haben die Rohre einen Durchmesser von 1/10 bis 1/100 des Walzendurchmessers. The heating roller runs and is removed from the jacket surface by about one to two times the pipe radius. Preferably they have Tubes with a diameter of 1/10 to 1/100 of the roller diameter.

Die Neuerung wird nachstehend anhand einiger Ausführungsbeispiele einer neuerungsgemäßen Heizwalze im einzelnen erläutert; es zeigen:The innovation is explained in detail below with the aid of some exemplary embodiments of a heating roller according to the invention; show it:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine neuerungsgemäße Heizwalze und1 shows an axial section through a heating roller according to the invention and

Fig. 2 einen Querschnitt durch Fig. 1 längs der Linie II-II.FIG. 2 shows a cross section through FIG. 1 along the line II-II.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Heizwalze besitzt einen Außenmantel 11 und einen Innenmantel 12, welche zwischen sich einer, kreisringförmigen Raum 13 einschließen, der außerdem durchThe heating roller shown in Figs. 1 and 2 has an outer jacket 11 and an inner jacket 12, which between them include an annular space 13, which also through

Stirnplatten 14 abgeschlossen ist. Dieser Zwischenraum 13 ist teilweise mit einer geeigneten Menge einer Dampfphasen-Wärme-Übertragerflüssigkeit gefüllt. Nach Einfüllen der Flüssigkeit wird der Raum 13 luftleer gepumpt und alsdann luftdicht verschlossen. Die Wahl der Flüssigkeit und ihre Verwendungsart ist jeweils den Anweisungen des Herstellers zu entnehmen.End plates 14 is complete. This gap 13 is partially covered with a suitable amount of a vapor phase heat transfer fluid filled. After the liquid has been filled in, the space 13 is evacuated and then closed airtight. The choice of liquid and its type of use can be found in the manufacturer's instructions.

In axialer Richtung laufen durch den Raum 13 Wärmetauscherrohre 15, welche am Innenmantel 12 durch an diesem festgeschweißte Bänder 16 festgehalten werden. Jedes Wärmetauscherrohr 15 folgtIn the axial direction, heat exchanger tubes 15 run through the space 13 and are welded to the inner jacket 12 by means of these Bands 16 are held. Each heat exchanger tube 15 follows

? 514 3 B1 11.03.76? 514 3 B1 03/11/76

dabei einer sinusförmigen Bahn mit fünf geraden Abschnitten, welche vom einen zum anderen Ende der Walze verlaufen und über radial verlaufende Rohre 17 an Einlaß- bezw. Auslaßkrümmer 18 bezw. 19 an den beiden Walzenenden angeschlossen sind. Diese Krümmer l8 und I9 sind in hohlen Achsstummeln 21 bezw. 22 ausgebildet, welche die Walze über Speichen 23 tragen und in Ludern 24 gelagert sind. Die sich drehenden Hohlwellen 21 und 22 sind an feststehende Ölleitungen 25 über Dichtungen 26 angeschlossen, Diese Ölleitungen 25 liegen mit einer Pumpe 27 und einem Wärmetauscher 28 in einem geschlossenen Kreislauf, wobei der Wärmetauscher elektrische Widerstandsheizer 29 enthält, die über ein Steuergerät j50 mit Strom versorgt werden, welches an eine Wärmemeßeinrichtung 52 angeschlossen ist, welches die Temperatur der Walzencberflache, d.h. des Walzenmantels, mißt.a sinusoidal path with five straight sections, which run from one end to the other end of the roller and via radially extending tubes 17 to inlet respectively. Exhaust manifold 18 respectively 19 are connected to the two roller ends. These manifolds l8 and I9 are respectively in hollow stub axles 21. 22 trained, which carry the roller over spokes 23 and in sluts 24 are stored. The rotating hollow shafts 21 and 22 are connected to fixed oil lines 25 via seals 26, These oil lines 25 are connected to a pump 27 and a heat exchanger 28 in a closed circuit, the heat exchanger containing electrical resistance heaters 29, which have a Control unit j50 are supplied with power, which is connected to a heat measuring device 52 is connected, which measures the temperature of the roll surface, i.e. the roll shell.

Als Wärmetauscherflüssigkeit, welche die Rohre I5 durchfließt, wird gewöhnlich öl verwendet. Zweckmäßigerweise wird ein dünnflüssigeres kühleres öl vermieden, da dieses einen Laminarfluß mit starken Temperaturgefallen an den Auslaßenden der Rohre 15 verursacht, was die Wärmeübertragung beeinträchtigt. Der Durchmesser der Rohre 15, die ölViskosität bei Betriebstemperatur und die Pumpenleistung sind dabei auf die optimale Wärmeübertragung abzustimmen.Oil is usually used as the heat exchange fluid which flows through the tubes 15. A thinner, cooler oil is expediently avoided, since this causes a laminar flow with sharp temperature drops at the outlet ends of the tubes 15, which impairs the heat transfer. The diameter of the tubes 15 , the oil viscosity at operating temperature and the pump output are to be matched to the optimum heat transfer.

Bei einem typischen Beispiel einer Walze, welche bei einer Heißdruckmaschine oder bei einer Stoff-Fixiermaschine eingesetzt wurde, betrug der Außendurchrnesser der Walze 1,8 m. Der Außenmantel 11 wurde dabei außen- und innenseitig derart bearbeitet,In a typical example of a roller used in a hot press or used in a fabric fusing machine The outer diameter of the roller was 1.8 m. The outer jacket 11 was machined on the outside and inside in such a way that

7514361 11.03.757514361 03/11/75

Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Mosch, Patentanwälte in EssenAndrejewski, Honke, Gesthuysen & Mosch, patent attorneys in Essen

daß sich eine völlig gleichmäßige Wandstärke ergab. Diese Walze besitzt neun Radialrohre 17 für den Zufluß bezw. Abiluß zu den axial verlaufenden Rohren 15, welche ihrerseits jeweils sieben axial verlaufende Durchgänge längs der Walze in einer sinusförmigen Bahn vom einen Ende zum anderen ergeben. Die Achsen der axial verlaufenden Rohre 15 sind jeweils 7,5 cm voneinander entfernt. Insgesamt ergeben sich dadurch 63 axial verlaufende Rohrlängen, welche gleichmäßig auf dem Innenmantel verteilt sind. Die Achsen der Rohre 15 liegen auf einem imaginären Zylindermantel mit einem Radius von annähernd 76 cm. Der Außendurch-that a completely uniform wall thickness resulted. This roller has nine radial pipes 17 respectively for the inflow. Abiluß to the axially extending tubes 15, which in turn each seven axially extending passages along the roller in a sinusoidal path from one end to the other. The axes the axially extending tubes 15 are each 7.5 cm apart. This results in a total of 63 axially extending Pipe lengths that are evenly distributed on the inner jacket. The axes of the tubes 15 lie on an imaginary cylinder jacket with a radius of approximately 76 cm. The outside

messer der Rohre 15 beträgt 4,8 cm und die Wandstärke 0,5 cm. jdiameter of the tubes 15 is 4.8 cm and the wall thickness is 0.5 cm. j

Dadurch ergibt sich eine Gesamtoberfläche der Rohre 15 von etwa 'This results in a total surface area of the tubes 15 of approximately '

dem Doppelten der Mantelfläche der Walze. Eine etwas dichtere ' Anordnung der Rohre 15 würde durch Vergrößerung der Anzahl dertwice the surface area of the roller. A little denser ' Arrangement of the tubes 15 would be increased by increasing the number of

Äxiailängen eine sogar noüh höhere Leistung ergeben. jAxial lengths result in even higher performance. j

Mit einer derartigen Heizwalze können Textilstoffe und anderes Material bei sehr genau gesteuerten Temperaturen, welche sehr gleichmäßig über die gesamte Zylindermantelfläche verteilt sind, behandelt werden. Dabei braucht die öltemperatur in den Rohren 15 nicht wesentlich höher zu sein als die gewünschte Oberflächentemperatur, da die Wärmeübertragungseigenschaften sehr gut sind. Falls die Stoffbehandlung aus irgendeinem Grunde eine zeitlang unterbrochen werden muß, ergibt sich daher bei der neuerungsgemäßen Heizwalze niemals die Neigung, daß ihre Mantelfläche sich auf eine Temperatur aufheizt, welche zu Qualitätsverlusten oder sogar Zerstörungen des Behandlungsgutes führen könnte.With such a heating roller, textiles and other materials can be used at very precisely controlled temperatures, which very are evenly distributed over the entire surface of the cylinder. This requires the oil temperature in the pipes 15 not to be significantly higher than the desired surface temperature, since the heat transfer properties are very good. If the fabric treatment for some reason for a while must be interrupted, there is therefore never a tendency in the heating roller according to the innovation that its outer surface heats up to a temperature which could lead to loss of quality or even destruction of the item to be treated.

7514361 11.03767514361 11.0376

Artdrejewsks, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in EssenArtdrejewsks, Honke, Gesthuysen & Masch, patent attorneys in Essen

Die Rohre 15 wirken während der Drehung der Walze als regelrechte Rührorgane für die im Raum 13 befindliche Flüssigkeit, sodaß weitere Prallbleche oder Rührorgane nicht mehr erforderlich werden. Selbstverständlich lassen sich jedooh, falls dies aus irgendeinem Grunde erwünscht erscheint, derartige zusatzliehe Organe ohne weiteres auch in die neuerungsgemäße Heizwalze einbauen.The tubes 15 act as regular ones during the rotation of the roller Agitators for the liquid in space 13, so that further baffle plates or agitators are no longer required. Of course, you can, if this is the case seems desirable for some reason, such additional loans Easily install organs also in the heating roller according to the innovation.

Statt eines Öles kann naturgemäß auch irgendwelche andere geeignete Flüssigkeit durch die Rohre 15 in Umlauf gebracht werden. Anstelle des beschriebenen indirekten Heizsystems können die Rohre 15 auch selbst elektrische Widerstandsheizer bilden. Das öl kann auch durch einen im wesentlichen kreisringförmigen Raum mit gewellter Außenfläche hindurchlaufen, statt durch die Rohre 15. Außerdem kann das öl statt in axialer Richtung oder im wesentlichen axialer Richtung der Walze in einer kreisringförmigen ZyIInderleitung oder in einer großen Anzahl paralleler Leitungen durch die Walze hindurchzufließen, längs einer schraubenlinienförmigen oder doch im wesentlichen schraubenlinienförmigen Bahn oder mehreren derart verlaufenden Bahnen durch die Walze hindurchgeführt werden oder auch in Wellenlinien vorn einen Ende zum anderen der Walze oder es kann auch von der Mitte der Walze aus zu den beiden Enden oder umgekehrt geführt werden.Instead of an oil, any other suitable oil can of course also be used Liquid can be circulated through tubes 15. Instead of the indirect heating system described, the Tubes 15 also form electrical resistance heaters themselves. The oil can also pass through a substantially circular space with a corrugated outer surface instead of through the pipes 15. In addition, the oil can instead of in the axial direction or in the essential axial direction of the roller in an annular cylinder line or in a large number of parallel Lines to flow through the roller, along a helical one or at least a substantially helical path or several paths running in this way through the Roller can be passed through or in wavy lines from one end to the other of the roller or it can also be from the center of the Roller out to both ends or vice versa.

7514361 11.03.767514361 03/11/76

Claims

Andrejewslci, Honke, Gesthuysen & Masch, patent attorneys in Essen

1. Heat roller for heat treatment of fabrics and others Material with a heater or heat exchanger in a liquid located directly under the jacket surface of the heating roller Heat transfer medium, characterized in that the heater or heat exchanger has a surface has, which is larger than the Matelflache (11) of the heating roller.

2. heating roller according to claim 1 ,, characterized in that the Heater or heat exchanger has a surface twice as large as the jacket surface (11) of the heating roller.

3. heating roller according to claim 1 or 2, characterized in that the heat exchanger consists of a system of tubes (15).

4. heating roller according to claim 3, characterized in that the Pipes (15) are evenly distributed around the axis of the heating roller.

5. heating roller according to claim 3 and 4, characterized in that the tubes (15) via radially extending tubes (17) to inlet and return pipes (25) are connected on the roller axis.

6. heating roller according to one of claims 3 to 5, characterized in that that they have inlet and return pipes (25) at both ends.

7. heating roller according to one of claims 5 to 6, characterized

7514361 11.03.767514361 03/11/76

Andrejewski, Honlce, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in EssenAndrejewski, Honlce, Gesthuysen & Masch, patent attorneys in Essen

shows that the tubes (15) essentially in the axial direction of the heating rollers (11, 12) run and lie next to one another.

8. heating roller according to claim 1 or 2, characterized in that the heat exchanger consists of an electrical resistance heater consists.

9. heating roller according to one of claims 1 to 8, characterized in that that the tubes (15) or electrical heating tubes oaer rods are distributed such that their distance is approximately equal to the Corresponds to the diameter of the tubes or rods.

10. heating roller according to one of claims 1 to 9, characterized in that that the tubes (15) or electrical heating element tubes or rods with their axes on an imaginary cylinder lie, v / elcher runs axially to the inner wall of the heating roller and from this by about the single or double Diameter of the tubes or rods is removed.

11. Heating roller according to one of claims 1 to 10, characterized in that that the diameter of the tubes or rods of the heater or heat exchanger (15) 1/10 to 1/100 of the diameter the heating roller is.

12. Heating roller according to one of claims 1 to 11, characterized in that that the heater or heat exchanger is located in an annular space (13).

75H361 3/11/76