EP0942069A1 - Cooling chamber for a roller conveyor - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a cooling shaft for rolls of a Roller tables that come from a flow channel for the coolant and there is an outlet opening.
- the cooling shaft is to be used in particular in the Stelmor process come.
- the known Stelmor process are drawn out Products, especially wire, wound into bundles and promoted in these rings via a roller table.
- the wire is cooled with simultaneous influence on its mechanical properties.
- Air is used as a coolant through the conveyor line and is blown through the wire rings.
- the present invention is based on the object Cooling properties of a cooling shaft in a roller table influence.
- the essence of the invention is the proposed shape of a Cooling shaft.
- the cooling shaft which is particularly useful for one Stemorband should be used consists of a Flow channel for the coolant - preferably air - and at least one extending upward from the flow channel Longitudinal section, which forms an outlet opening, that ends below the axes of the rolls.
- the cross section in the transition from the flow channel and Longitudinal section be smaller than the outlet opening and at least a longitudinal section may be bent outwards.
- air cooling is a factor Air speed and cooling time dependent.
- Air speed and cooling time dependent By - how proposed - the air flow by shaping the cooling shaft first through a relatively narrow area flows, then flows along a curved surface, it is achieved that the flow emerges tangentially. If sufficient large Reynolds numbers, the beam is torn open. The speed of the jet decreases, the dwell time of the Coils of wire in the air flow are increased. Because of that however, the lower air speed will still be Total cooling of the wire intensified or increased because cooling over due to the longer dwell time larger area of the cooling section can impact.
- Coanda effect This is the effect the property of liquid and gas jets, to place on nearby solid walls and to flow along it.
- the beam emerges from an immediate narrow arranged on a circular surface Slot tangentially and flows along the circular Surface. If the Reynolds number is sufficiently large, the beam is turbulent and entrains the medium at rest. This takes the Width of the beam with increasing distance from the slit to, its speed decreases.
- the advantageous effect of the invention i.e. the influencing the flow flow by using the Coanda effect, occurs even if only a longitudinal section of the Cooling shaft is bent above the transition.
- Advantageously it is almost circularly curved.
- the flow channel can have a rectangular cross section have and four longitudinal sections, with at least two themselves opposite longitudinal sections are bent outwards. The edges of the longitudinal sections bent outwards run transverse to the conveying direction of the roller table.
- the flow channel be a has circular cross section and only one Longitudinal section that opens in a funnel shape.
- the cooling shaft can do so be shaped so that the walls of the flow channel below the Transition are also bent outwards and the cooling shaft in the Transition has the smallest cross-section. In longitudinal cross section the cooling shaft thus has a concave shape.
- the coolant can be air. It is but also a mixture of water and air is conceivable as secondary cooling.
- the single figure shows a cross section of a detail a pedestal belt consisting of two rollers 1 of a roller table and an air cooling shaft arranged centrally between them 2.
- the cooling shaft 2 is composed of one Flow channel 3 with a transition 4 to an area which is formed by longitudinal sections 5 which extend upwards extend to the outlet opening 6.
- the cross section of the flow channel in the transition 4 from the flow channel 3 and longitudinal section 5 smaller than the outlet opening 6.
- the proposed cooling shaft is intended in particular as a component a cooling section for wire windings, i.e. in one Stemorband, are used. It is also conceivable that this cooling shaft is used in any other roller cooling is, for example in the secondary cooling zone for the Strand cooling.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Kühlschacht für Rollen eines Rollgangs, der aus einem Strömungskanal für das Kühlmittel und einer Austrittsöffnung besteht.The invention relates to a cooling shaft for rolls of a Roller tables that come from a flow channel for the coolant and there is an outlet opening.
Der Kühlschacht soll insbesondere beim Stelmorprozeß zur Anwendung kommen. Bei dem bekannten Stelmorprozeß werden langgezogene Produkte, insbesondere Draht, zu Bunden aufgewickelt und in diesen Ringen über einen Rollgang gefördert. Hierbei erfolgt die Abkühlung des Drahtes bei gleichzeitiger Einflußnahme auf seine mechanischen Eigenschaften. Üblicherweise wird als Kühlmittel Luft verwendet, die durch die Förderstrecke und durch die Drahtringe geblasen wird.The cooling shaft is to be used in particular in the Stelmor process come. In the known Stelmor process are drawn out Products, especially wire, wound into bundles and promoted in these rings via a roller table. Here the wire is cooled with simultaneous influence on its mechanical properties. Usually Air is used as a coolant through the conveyor line and is blown through the wire rings.
Es ist allerdings auch wünschenswert, daß die Abkühlung der Ringe nicht zu schnell erfolgt. Zur Beeinflussung der Temperaturbedingungen sind beispielsweise Vorrichtungen bekannt, sogenannte Heiß-Boxen, wobei die Drahtringe durch eine Zone geführt werden, in der warme Luft von unten und oben aufgebracht wird und somit Temperaturunterschiede ausgeglichen werden können.However, it is also desirable that the cooling of the Rings are not done too quickly. To influence the Temperature conditions are devices, for example known, so-called hot boxes, the wire rings through a zone in which warm air from below and is applied at the top and thus temperature differences can be compensated.
In der Europäischen Patentanmeldung 0 110 652 wird ein Stelmorband mit entsprechenden Kühlvorrichtungen beschrieben. Es wird allgemein vorgeschlagen, die Luftstromschächte in der Nähe der Rollen des Rollgangs so anzuordnen, daß der Luftstrom entlang einer Rolle und dann auf das Drahtmaterial strömt. Im speziellen sollen sich die Luftstromschächte unterhalb der jeweiligen Rollen befinden, damit der Luftstrom sich auftrennt, indem er gegen die Rollenunterseite trifft, um dann entlang der Rolle und auf die Unterseite der Drahtwindungen zu strömen.In European patent application 0 110 652 a Stemorband described with appropriate cooling devices. It is generally suggested that the airflow shafts in the Arrange near the rollers of the roller table so that the air flow along a roll and then onto the wire material flows. In particular, the airflow shafts should be below of the respective rollers so that the air flow splits up by hitting the bottom of the roll, to then along the roll and onto the bottom of the wire turns to pour.
Weiterhin wird Vorgeschlagen, die Luftströmung zu richten, indem Luft durch perforierte Förderrollen fließt.It is also proposed to direct the air flow by air flowing through perforated conveyor rollers.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühleigenschaften eines Kühlschachtes in einem Rollgang zu beeinflussen.The present invention is based on the object Cooling properties of a cooling shaft in a roller table influence.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Kühlstrecke nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.This task is characterized by the characteristics of the cooling section Claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are disclosed in the subclaims.
Kern der Erfindung ist die vorgeschlagene Formgebung eines Kühlschachtes. Der Kühlschacht, der insbesondere bei einem Stelmorband zum Einsatz kommen soll, besteht aus einem Strömungskanal für das Kühlmittel - vorzugsweise Luft - und mindestens einem sich von dem Strömungskanal nach oben erstreckenden Längsabschnitt, der eine Austrittsöffnung bildet, die unterhalb der Achsen der Rollen endet. Erfindungsgemäß soll der Querschnitt im Übergang von Strömungskanal und Längsabschnitt kleiner als die Austrittsöffnung sein und mindestens ein Längsabschnitt nach außen gebogen sein.The essence of the invention is the proposed shape of a Cooling shaft. The cooling shaft, which is particularly useful for one Stemorband should be used consists of a Flow channel for the coolant - preferably air - and at least one extending upward from the flow channel Longitudinal section, which forms an outlet opening, that ends below the axes of the rolls. According to the invention the cross section in the transition from the flow channel and Longitudinal section be smaller than the outlet opening and at least a longitudinal section may be bent outwards.
Im allgemeinen ist die Kühlwirkung mittels Luft von den Faktoren Luftgeschwindigkeit und Kühlzeit abhängig. Indem - wie vorgeschlagen - der Luftstrom durch Formgebung des Kühlschachtes zuerst durch einen im Verhältnis engen Bereich fließt, um dann entlang einer gekrümmten Fläche zu strömen, wird erreicht, daß die Strömung tangential austritt. Bei ausreichend großen Reynoldszahlen wird der Strahl aufgerissen. Die Geschwindigkeit des Strahls sinkt, die Verweilzeit der Drahtbunde im Luftstrom wird erhöht. Durch die somit zwar niedrigere Luftgeschwindigkeit wird aber dennoch die Gesamtkühlung des Drahtes intensiviert bzw. gesteigert, weil sich die Kühlung über eine aufgrund der höheren Verweilzeit größere Fläche der Kühlstrecke auswirken kann.In general, air cooling is a factor Air speed and cooling time dependent. By - how proposed - the air flow by shaping the cooling shaft first through a relatively narrow area flows, then flows along a curved surface, it is achieved that the flow emerges tangentially. If sufficient large Reynolds numbers, the beam is torn open. The speed of the jet decreases, the dwell time of the Coils of wire in the air flow are increased. Because of that however, the lower air speed will still be Total cooling of the wire intensified or increased because cooling over due to the longer dwell time larger area of the cooling section can impact.
Grundlage für das beschriebene Verhalten des Luftstromes ist der sogenannte Coanda-Effekt. Bei diesem Effekt handelt es sich um die Eigenschaft von Flüssigkeits- und Gasstrahlen, sich an in der Nähe befindliche feste Wände anzulegen und daran entlang zu strömen. Der Strahl tritt aus einem unmittelbar an einer kreisförmigen Fläche angeordneten schmalen Schlitz tangential aus und strömt entlang der kreisförmigen Fläche. Bei ausreichend großer Reynoldszahl ist der Strahl turbulent und reißt ruhendes Medium mit. Dadurch nimmt die Breite des Strahls mit zunehmendem Abstand vom Schlitz zu, seine Geschwindigkeit nimmt ab.The basis for the described behavior of the air flow is the so-called Coanda effect. This is the effect the property of liquid and gas jets, to place on nearby solid walls and to flow along it. The beam emerges from an immediate narrow arranged on a circular surface Slot tangentially and flows along the circular Surface. If the Reynolds number is sufficiently large, the beam is turbulent and entrains the medium at rest. This takes the Width of the beam with increasing distance from the slit to, its speed decreases.
Die vorteilhafte Wirkung der Erfindung, d.h. die Beeinflussung des Strömungsflusses durch Ausnutzen des Coanda-Effektes, tritt schon dann auf, wenn nur ein Längsabschnitt des Kühlschachtes oberhalb des Übergangs gebogen ist. Vorteilhafterweise ist dieser annähernd kreisförmig gebogen.The advantageous effect of the invention, i.e. the influencing the flow flow by using the Coanda effect, occurs even if only a longitudinal section of the Cooling shaft is bent above the transition. Advantageously it is almost circularly curved.
Es sind verschiede Formen des Kühlschachtes denkbar. Zum einen kann der Strömungskanal einen rechteckigen Querschnitt haben und vier Längsabschnitte, wobei mindestens zwei sich gegenüberliegende Längsabschnitte nach außen gebogen sind. Die Kanten der nach außen gebogenen Längsabschnitte verlaufen quer zur Förderrichtung des Rollgangs.Different forms of the cooling shaft are conceivable. On the one hand the flow channel can have a rectangular cross section have and four longitudinal sections, with at least two themselves opposite longitudinal sections are bent outwards. The edges of the longitudinal sections bent outwards run transverse to the conveying direction of the roller table.
Des weiteren wird vorgeschlagen, daß der strömungskanal einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und nur einen Längsabschnitt, der sich trichterförmig öffnet.It is also proposed that the flow channel be a has circular cross section and only one Longitudinal section that opens in a funnel shape.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Kühlschacht so geformt sein, daß die Wände des Strömungskanals unterhalb des Übergangs auch nach außen gebogen sind und der Kühlschacht im Übergang den geringsten Querschnitt aufweist. Im Längsquerschnitt weit der Kühlschacht somit eine konkave Form auf.In a further embodiment, the cooling shaft can do so be shaped so that the walls of the flow channel below the Transition are also bent outwards and the cooling shaft in the Transition has the smallest cross-section. In longitudinal cross section the cooling shaft thus has a concave shape.
Um die Abkühlverhältnisse noch besser zu beeinflussen, wird weiterhin vorgeschlagen, eine Vielzahl in Rollrichtung nebeneinander angeordnete Kühlschächte mittels Isolierelementen zu verbinden und diesen Verbund unterhalb des Rollganges zu verschieben. Dann werden die Kühlschächte aus ihrer mittigen Position zwischen jeweils zwei Rollen unter die Rollen geschoben. Dies hat zum Vorteil, daß es zu einer zusätzlich verzögerten Abkühlung kommt, weil das heiße Transportgut, insbesondere die Drahtringe, auf die Isolierung zwischen den Schächten bzw. den Austrittsöffnungen strahlen und somit an ihrer Abkühlung gehindert werden.In order to influence the cooling conditions even better, further proposed a variety in the roll direction side by side arranged cooling shafts by means of insulating elements connect and move this composite below the roller table. Then the cooling shafts move out of their central position pushed between two roles under the roles. This has the advantage that there is an additional delay Cooling comes because the hot cargo, in particular the wire rings, on the insulation between the Shafts or the outlet openings shine and thus on are prevented from cooling.
Als Alternative hierzu ist es denkbar, den Verbund aus Kühlschächten und Isolierelementen festzuhalten und den Rollgang zu verschieben.As an alternative to this, it is conceivable to combine the cooling shafts and insulating elements to hold on to the roller table to postpone.
Wie bereits erwähnt, kann das Kühlmittel Luft sein. Es ist aber auch ein Wasserluftgemisch als Nebenkühlung denkbar.As mentioned earlier, the coolant can be air. It is but also a mixture of water and air is conceivable as secondary cooling.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der das in der einzigen Figur dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert wird.Further details and advantages of the invention emerge from the claims and the following description, in which the embodiment shown in the single figure the invention is explained in more detail.
Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt eines Ausschnitts
eines Stelmorbandes, bestehend aus zwei Rollen 1 eines Rollganges
und einem mittig zwischen diesen angeordneten Luftkühlschacht
2. Der Kühlschacht 2 setzt sich zusammen aus einem
Strömungskanal 3 mit einem Übergang 4 zu einem Bereich,
der von Längsabschnitten 5 geformt wird, die sich nach oben
bis zur Austrittsöffnung 6 erstrecken. Erfindungsgemäß ist
der Querschnitt des Strömungskanals im Übergang 4 von Strömungskanal
3 und Längsabschnitt 5 kleiner als die Austrittsöffnung
6.The single figure shows a cross section of a detail
a pedestal belt consisting of two rollers 1 of a roller table
and an air cooling shaft arranged centrally between them
2. The cooling shaft 2 is composed of one
Bei der Ausführungsform des rechteckig geformten Strömungskanals
3 geht dieser in vier Längsabschnitte 5 über. Von diesen
vier Längsabschnitten 5 sind nur die beiden quer zur Rollrichtung
angeordneten Wände nach außen kreisförmig gebogen.
Bei der hier im Querschnitt gezeigten Ausführungsform sind
sowohl die oberhalb des Übergangs 4 als auch die unterhalb
des Übergangs 4 liegenden Wände 7 des Kühlschachtes nach außen
gebogen. Der Coanda-Effekt ist aber grundsätzlich unabhängig
von der Form des Strömungskanals unterhalb des Übergangs
4.In the embodiment of the
Während des Kühlvorgangs strömt Luft durch den engen Übergangsbereich
4 und tritt an den gekrümmten Längsabschnittsflächen
5 unmittelbar tangential aus. Die Luft, die in der
Nähe der Rollen 1 austritt, wird von diesen abgelenkt, bis
sie sich bei einem bestimmten Winkel ablösen. Bei turbulenter
Strömung reißt der Strahl ruhendes Medium mit. Die Strahlbreite
wird größer, die Luftgeschwindigkeit nimmt ab. Mit abnehmender
Luftgeschwindigkeit erhöht sich dann die Verweilzeit
des Drahtes (nicht gezeigt) im Luftstrom.During the cooling process, air flows through the
Der vorgeschlagene Kühlschacht soll insbesondere als Bestandteil einer Kühlstrecke für Drahtwindungen, d.h. in einem Stelmorband, zum Einsatz kommen. Es ist ebenso denkbar, daß dieser Kühlschacht in beliebig anderen Rollenkühlungen eingesetzt wird, beispielsweise in der Sekundärkühlzone für die Strangkühlung.The proposed cooling shaft is intended in particular as a component a cooling section for wire windings, i.e. in one Stemorband, are used. It is also conceivable that this cooling shaft is used in any other roller cooling is, for example in the secondary cooling zone for the Strand cooling.
Claims (11)
dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt des Strömungskanals im Übergang (4) von Strömungskanal (3) und Längsabschnitt (5) kleiner als die Austrittsöffnung (6) ist und mindestens ein Längsabschnitt (5) nach außen gebogen ist.Cooling shaft for rollers of a roller table, which consists of a flow channel for the coolant and at least one longitudinal section which extends upward from the flow channel and has an outlet opening which ends below the axes of the rollers,
characterized by
that the cross section of the flow channel in the transition (4) between the flow channel (3) and the longitudinal section (5) is smaller than the outlet opening (6) and at least one longitudinal section (5) is bent outwards.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Längsabschnitt (5) annähernd kreisförmig gebogen ist.Cooling shaft according to claim 1,
characterized by
that the longitudinal section (5) is approximately circularly curved.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Strömungskanal (3) einen rechteckigen Querschnitt aufweist und vier Längsabschnitte (5), wobei mindestens zwei sich gegenüberliegende Längsabschnitte nach außen gebogen sind.Cooling shaft according to claim 1 or 2,
characterized by
that the flow channel (3) has a rectangular cross section and four longitudinal sections (5), at least two opposite longitudinal sections being bent outwards.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Strömungskanal (3) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und einen Längsabschnitt (5), der sich trichterförmig öffnet.Cooling shaft according to claims 1 or 2,
characterized by
that the flow channel (3) has a circular cross section and a longitudinal section (5) which opens in a funnel shape.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wände (7) des Strömungskanals unterhalb des Übergangs (4) nach außen gebogen sind und der Kühlschacht im Übergang (4) den geringsten Querschnitt aufweist.Cooling shaft according to claims 1, 2, 3 or 4,
characterized by
that the walls (7) of the flow channel below the transition (4) are bent outwards and the cooling shaft in the transition (4) has the smallest cross section.
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Vielzahl in Rollrichtung nebeneinander angeordnete Kühlschächte (2) mittels Isolierelementen verbunden sind.Cooling shaft according to one of the preceding claims,
characterized by
that a plurality of cooling shafts (2) arranged side by side in the rolling direction are connected by means of insulating elements.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verbund aus Kühlschächten (2) und Isolierelementen unterhalb der Rollen (1) verschiebbar ist.Cooling shaft according to claims 5 or 6,
characterized by
that the composite of cooling shafts (2) and insulating elements below the rollers (1) can be moved.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rollgang über dem Verbund aus Kühlschächten und Isolierelementen verschiebbar ist.Cooling shaft according to claims 5 or 6,
characterized by
that the roller table can be moved over the assembly of cooling shafts and insulating elements.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kühlmittel Luft oder ein Wasserluftgemisch ist.Cooling shaft according to one of the preceding claims,
characterized by
that the coolant is air or a mixture of water and air.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kühlschacht (2) Bestandteil einer Kühlstrecke für Drahtwindungen, insbesondere ein Stelmorband, ist.Cooling shaft according to one of the preceding claims,
characterized by
that the cooling shaft (2) is part of a cooling section for wire windings, in particular a Stelmorb band.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kühlschacht Bestandteil der Sekundärkühlzone für die Strangkühlung ist.Cooling shaft according to one of the preceding claims,
characterized by
that the cooling shaft is part of the secondary cooling zone for the strand cooling.
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