EP3758863A1 - Kühlvorrichtung zum kühlen eines zu kühlenden guts - Google Patents

Kühlvorrichtung zum kühlen eines zu kühlenden guts

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EP3758863A1
EP3758863A1 EP19707784.5A EP19707784A EP3758863A1 EP 3758863 A1 EP3758863 A1 EP 3758863A1 EP 19707784 A EP19707784 A EP 19707784A EP 3758863 A1 EP3758863 A1 EP 3758863A1
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EP
European Patent Office
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cooling
cooling device
conduit means
lower chamber
chamber
Prior art date
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EP19707784.5A
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English (en)
French (fr)
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EP3758863B1 (de
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Frederik GROßE LORDEMANN
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Publication date
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203—Cooling
    • B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0218—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for strips, sheets, or plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203—Cooling
    • B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0233—Spray nozzles, Nozzle headers; Spray systems

Definitions

  • Cooling device for cooling a material to be cooled
  • the invention relates to a cooling device for cooling a product to be cooled, comprising a feed for a cooling medium, which directs this into a first, upper chamber of the cooling device, wherein first conduit means are present, the cooling medium from the upper chamber into a second, lower chamber the cooling device, wherein the upper chamber is separated from the lower chamber by a wall, wherein second conduit means are present, the cooling medium from the lower chamber to at least one outlet opening for the cooling medium, via which the cooling medium is discharged to the material to be cooled ,
  • Such a cooling device is described in CN 103316934 A.
  • the cooling water is passed from an upper chamber via pipes in the lower chamber, which are mounted on said wall and extend from this upwards over a certain height in the upper chamber. From a certain level in the upper chamber then cooling water runs into the lower chamber at the bottom outlet pipes for the cooling water are mounted, through which the cooling water expires, as soon as a corresponding level is reached in the lower chamber.
  • Another, similar solution is shown by CN 101838724 A.
  • the previously known solutions are cooling devices for rolling stock, which are used above and below the rolling stock to apply it to the cooling medium and thus to cool.
  • water is usually used as the cooling medium.
  • the rolling stock is cooled in one pass, wherein the rolling stock is transported by rollers through the cooling.
  • the cooling bars are switched off. After the supply of water to the chilled beam is terminated, there is a relatively long afterglow or dripping of the chilled beams, in particular in the case of the upper chill beams with nozzle assembly.
  • the cooling medium thus flows in the previously known solutions via the connection in an internal manifold into the interior of the cooling beam.
  • the outflow openings of the distributor are always below the minimum cooling medium level.
  • the water level must first lower to the minimum level.
  • the self-cooling of the cooling device which is needed in the event that the cooling device is not used, but under her hot material happens, has not been satisfactorily solved in the previously known solutions.
  • the invention is based on the invention to develop a cooling device of the type mentioned so that a long dripping after completion of the cooling process can be avoided. So it should be accomplished quickly stopping the spout of the cooling medium, d. H. It should be provided cooling bars that allow a fast idling. It should also be ensured that the most uniform possible cooling takes place and a locally concentrated application of water can be avoided. For this purpose, however, complex or vulnerable elements (valves, etc.) should be avoided. Another important aspect is that it should be possible to effectively cool the cooling device during cooling pauses.
  • the solution to this problem by the invention is characterized in that the first conduit means adjoin the wall with its upper end or pass it upwards and protrude into the lower chamber and open into it with an open end, that the second conduit means of one
  • the second conduit means preferably enforce the bottom region of the lower chamber in order to apply the cooling medium to the material to be cooled.
  • the vertical extension from the lower end of the first conduit means to the upper end of the second conduit means is preferably between 0.01 m to 1, 00 m, more preferably between 0.1 m and 0.5 m.
  • the first conduit means are preferably formed by at least one tube which is attached to or in the wall, preferably on the underside of the wall, and is fluidically connected to the upper chamber.
  • the second conduit means are preferably formed by at least one tube, in particular of any cross-section, which is fastened to the bottom region of the lower chamber.
  • the second conduit means are formed by a plurality of tubes, wherein spray nozzles for the cooling medium are arranged at the end of the tubes.
  • the spray nozzles for the cooling medium are preferably uniformly distributed on the underside of the lower chamber or arranged on a component connected thereto.
  • a drain for the cooling medium is preferably arranged, wherein in the drain preferably controllable shut-off valves (in particular valve means) are arranged.
  • the outflow is preferably arranged at a height position of the lower chamber, which lies below the upper end of the second conduit means.
  • At least one draining device (in particular a drain valve) can be arranged on the lower chamber in order to be able to discharge the cooling medium from the chamber.
  • At least one venting device (in particular a venting valve) can be arranged at the inlet and / or at the upper chamber and / or at the lower chamber.
  • the proposed cooling device is suitable for heavy plate rolling mills, for hot strip mills and for heat treatment lines, especially for steel materials. Equally, however, an application for non-ferrous metals is possible
  • the cooling model computer may be provided a cooling model computer, which allows an intelligent control of the cooling device.
  • the cooling model computer is to switch off the cooling device as a function of the actual idle time.
  • the computer should determine the required target times either independently based on the existing process data or adopt specifications from other process model computers.
  • venting devices can be provided on the chambers or pipelines. These vents can also improve the emptying behavior when they are opened when closing the main feeder. Thus, air can quickly flow into the chilled beam.
  • the proposed conception allows a rapid emptying of the cooling device after the cooling process.
  • the idling behavior is improved by easy-to-implement measures.
  • the number of moving parts (which are susceptible to errors such as valves, etc.) can be reduced.
  • a uniform and homogeneous distribution of water in the direction transverse to the conveying direction of the material to be cooled is ensured.
  • FIGURE shows the side view of a cooling device with which a material to be cooled is cooled.
  • a cooling device 1 can be seen, with the means of a cooling medium M (water) to be cooled Good 2, for example, a belt is cooled.
  • the cooling medium M passes through an inlet 3 in a vertical direction V upper first chamber 4.
  • a lower second chamber 6 is arranged, wherein the two chambers 4, 6 are separated by a wall 7 from each other.
  • a plurality of (in the embodiment, two) straight tubes of any cross-section (first conduit means) 5 are arranged, which are mechanically attached to or in the wall 7, but fluidly connected to the upper chamber 4. Accordingly, water can flow from the upper chamber 4 into the lower chamber 6 via these tubes 5.
  • a number of straight tubes of any cross-section (second conduit means) 8 are provided which extend upwardly from the bottom area of the lower chamber 6; at its lower end there is an outlet opening 9, which acts as a nozzle, with which the water is discharged to the Good 2.
  • the middle nozzle or outlet opening 9 is indicated by dashed lines, as the water M reaches the material to be cooled 2.
  • the first conduit means 5 have an open end 10, while the second conduit means 8 have an open end 1 1. It is essential that the lower end 10 of the first conduit means 5 is below the upper end 1 1 of the second conduit means 8. The resulting vertical extent is marked with h. Thus, for the minimum level W min in the lower chamber 6 results in a value which is defined by the upper end 1 1 of the second conduit means 8. As long as this level is exceeded, water exits from the outlet openings 9; If this level is reached or fallen below, no more water comes out of the outlet openings 9.
  • a drain 12 is arranged, which can be opened and closed, for example, with controllable shut-off valves 13.
  • the present concept is therefore based on an upper and a lower chamber, which are interconnected by inner tubes of any cross-section (first conduit means 5).
  • the outflow opening of these tubes (first conduit means) is always below the minimum level W min (water level) of the lower chamber 6. This prevents emptying of the upper chamber 4 and the connected piping (inlet).
  • the number and the cross section of the first conduit means 5 are arbitrary.
  • cooling device 1 Due to the stated structure of the cooling device 1, it is possible to supply the cooling bar, after emptying and opening the obturator 13, via the inlet 3 with a small amount of cooling medium. This amount then ensures that the cooling device is cooled from the inside when goods (sheets) must pass through the cooling device 1, without being cooled by it.
  • the cooling medium for self-cooling can drain via the outlet 12 in the cooling device without it flowing from the nozzles to the material and this cools.
  • the drain 12 is arranged below the upper end 11 of the second conduit means.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung (1) zum Kühlen eines zu kühlenden Guts (2), umfassend einen Zulauf (3) für ein Kühlmedium (M), der dieses in eine erste, obere Kammer (4) der Kühlvorrichtung (1) leitet, wobei erste Leitungsmittel (5) vorhanden sind, die das Kühlmedium (M) von der oberen Kammer (4) in eine zweite, untere Kammer (6) der Kühlvorrichtung (1) leiten, wobei die obere Kammer (4) von der unteren Kammer (6) durch eine Wandung (7) getrennt ist, wobei zweite Leitungsmittel (8) vorhanden sind, die das Kühlmedium (M) von der unteren Kammer (6) zu mindestens einer Austrittsöffnung (9) für Kühlmedium (M) leiten, über die das Kühlmedium (M) auf das zu kühlende Gut (2) ausgebracht wird. Um ein schnelles Stoppen des Auslaufs des Kühlmediums zu bewerkstelligen sowie die Kühlvorrichtung effektiv kühlen zu können, sieht die Erfindung vor, dass die ersten Leitungsmittel (5) mit ihrem oberen Ende an die Wandung (7) angrenzen oder diese nach oben durchsetzen und in die untere Kammer (6) hineinragen und in diese mit einem offenen Ende (10) münden, dass die zweiten Leitungsmittel (8) von einem Bodenbereich der unteren Kammer (6) in die untere Kammer (6) nach oben hineinragen und in diese mit einem offenen Ende (11) münden, wobei das untere Ende (10) der ersten Leitungsmittel (5) unterhalb des oberen Endes (11) der zweiten Leitungsmittel (8) liegt.

Description

Kühlvorrichtung zum Kühlen eines zu kühlenden Guts
Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zum Kühlen eines zu kühlenden Guts, umfassend einen Zulauf für ein Kühlmedium, der dieses in eine erste, obere Kammer der Kühlvorrichtung leitet, wobei erste Leitungsmittel vorhanden sind, die das Kühlmedium von der oberen Kammer in eine zweite, untere Kammer der Kühlvorrichtung leiten, wobei die obere Kammer von der unteren Kammer durch eine Wandung getrennt ist, wobei zweite Leitungsmittel vorhanden sind, die Kühlmedium von der unteren Kammer zu mindestens einer Austrittsöffnung für das Kühlmedium leiten, über die das Kühlmedium auf das zu kühlende Gut ausgebracht wird.
Eine solche Kühlvorrichtung ist in der CN 103316934 A beschrieben. Das Kühlwasser wird hier von einer oberen Kammer über Rohre in die untere Kammer geleitet, die an der genannten Wandung angebracht sind und sich von dieser nach oben über eine gewisse Höhe in die obere Kammer erstrecken. Ab einem gewissen Pegelstand in der oberen Kammer läuft dann Kühlwasser in die untere Kammer, an deren Boden Auslaufrohre für das Kühlwasser angebracht sind, über die das Kühlwasser ausläuft, sobald in der unteren Kammer ein entsprechender Pegelstand erreicht wird. Eine andere, ähnliche Lösung zeigt die CN 101838724 A.
Eine weitere Lösung offenbart die GB 2 529 072 B. Auch hier ist die Kühlkammer in zwei Teile geteilt. Die Wandung (Trennplatte) zwischen den beiden Teilkammern besitzt Bohrungen, wodurch das Kühlwasser strömt. Beim Ausschalten des Kühlbalkens muss nun das gesamte Volumen aus dem Kühlbalken und teilweise aus den Rohrleitungen entleert werden. Dies benötigt viel Zeit. Um das Entleeren zu beschleunigen, müssen hier Entleerungsventile eingesetzt werden. Diese müssen allerdings von der Automatisierung angesteuert werden, was fehleranfällig und aufwendig ist. Berücksichtigt man bei solchen Lösungen den möglichen Bauraum für Entleerungsarmaturen, können nicht beliebig große Ventile eingesetzt werden. Es hat sich gezeigt, dass die Entleerungszeiten bei solchen Lösungen teils deutlich größer als 1 Minute sind. Wenn der Kühlbalken eine Eigenkühlung erhalten soll, muss diese über eine getrennte Verrohrung erfolgen. Ansonsten kann nicht sichergestellt werden, dass kein Kühlwasser aus den Düsen auf das Walzgut tropft.
Bei den vorbekannten Lösungen handelt es sich um Kühlvorrichtungen für Walzgut, die oberhalb und unterhalb des Walzguts eingesetzt werden, um es mit dem Kühlmedium zu beaufschlagen und so abzukühlen. Hierbei wird in der Regel Wasser als Kühlmedium eingesetzt.
Hierbei wird beispielsweise in einer Kühleinrichtung für Grobblech das Walzgut in einem Durchlauf gekühlt, wobei das Walzgut mittels Rollen durch die Kühlung transportiert wird. Wenn das Ende des Walzguts (Blechs) die Kühlung verlassen hat, werden die Kühlbalken abgeschaltet. Nachdem die Wasserzufuhr zu dem Kühlbalken beendet wird, kommt es insbesondere bei den oberen Kühlbalken mit Düsenbestückung zu einem relativ langen Nachlaufen bzw. Nachtropfen der Kühlbalken.
Wenn nun Bleche in schneller Folge produziert werden sollen, wobei nicht jedes Blech gekühlt werden soll, spielt die Zeit zum Entleeren der Kühlbalken eine entscheidende Rolle. Es kann erst das nächste nicht zu kühlende Blech die Kühleinrichtung passieren, wenn kein Wasser mehr aus den oberen Kühlbalken tropft. Deshalb ist eine schnelle Entleerung der oberen Kühlbalken notwendig. Bei den vorbekannten Ausführungsformen der Kühlbalken kann das Entleeren zwischen 1 und 3 Minuten dauern. Das liegt daran, dass das gesamte Wasser oberhalb der Düsenöffnung aus dem Kühlbalken laufen muss.
Das Kühlmedium fließt also bei den vorbekannten Lösungen über den Anschluss in ein innenliegendes Verteilerrohr in den Innenraum des Kühlbalkens. Die Ausströmöffnungen des Verteilers liegen dabei stets unterhalb des minimalen Kühlmedienspiegels. Beim Abschalten des Kühlbalkens muss sich erst der Wasserspiegel auf das minimale Niveau absenken. Mitunter ist es bei derartigen Systemen schwierig, die einzelnen Kühldüsen gleichmäßig über den Kühlbalken anzuordnen, was nachteilig zu einer ungleichförmigen Kühlung führt. Die Eigenkühlung der Kühlvorrichtung, die im Falle dessen benötigt wird, dass die Kühlvorrichtung nicht benutzt wird, unter ihr allerdings heißes Gut passiert, ist bei den vorbekannten Lösungen bislang nicht zufriedenstellend gelöst.
Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, eine Kühlvorrichtung der eingangs genannten Art so fortzuentwickeln, dass ein langes Nachtropfen nach Beendigung des Kühlprozesses vermieden werden kann. Es soll also ein schnelles Stoppen des Auslaufs des Kühlmediums bewerkstelligt werden, d. h. es sollen Kühlbalken zur Verfügung gestellt werden, die ein schnelles Leerlaufen ermöglichen. Dabei soll weiterhin sichergestellt werden, dass eine möglichst gleichmäßige Kühlung erfolgt und eine lokal konzentrierte Wasserbeaufschlagung vermieden werden kann. Hierfür sollen allerdings aufwändige bzw. anfällige Elemente (Ventile etc.) vermieden werden können. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist, dass es in effektiver Weise möglich sein soll, die Kühlvorrichtung während Kühlpausen eigen zu kühlen.
Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Leitungsmittel mit ihrem oberen Ende an die Wandung angrenzen oder diese nach oben durchsetzen und in die untere Kammer hineinragen und in diese mit einem offenen Ende münden, dass die zweiten Leitungsmittel von einem
Bodenbereich der unteren Kammer in die untere Kammer nach oben hineinragen und in diese mit einem offenen Ende münden, wobei das untere Ende der ersten Leitungsmittel unterhalb des oberen Endes der zweiten Leitungsmittel liegt. Die zweiten Leitungsmittel durchsetzen dabei bevorzugt den Bodenbereich der unteren Kammer, um das Kühlmedium auf das zu kühlende Gut auszubringen.
Die vertikale Erstreckung vom unteren Ende der ersten Leitungsmittel bis zum oberen Ende der zweiten Leitungsmittel beträgt dabei bevorzugt zwischen 0,01 m bis 1 ,00 m, besonders bevorzugt zwischen 0,1 m und 0,5 m. Die ersten Leitungsmittel werden dabei bevorzugt durch mindestens ein Rohr gebildet, das an oder in der Wandung befestigt ist, vorzugsweise an der Unterseite der Wandung, und mit der oberen Kammer fluidisch verbunden ist. Die zweiten Leitungsmittel werden bevorzugt durch mindestens ein Rohr, insbesondere mit beliebigem Querschnitt, gebildet, das am Bodenbereich der unteren Kammer befestigt ist. In diesem Falle ist bevorzugt vorgesehen, dass die zweiten Leitungsmittel durch eine Vielzahl an Rohren gebildet werden, wobei am Ende der Rohre Spritzdüsen für das Kühlmedium angeordnet sind. Die Spritzdüsen für das Kühlmedium sind dabei bevorzugt gleichmäßig verteilt an der Unterseite der unteren Kammer oder an einem mit dieser verbundenen Bauteil angeordnet.
In der unteren Kammer ist vorzugsweise ein Abfluss für das Kühlmedium angeordnet, wobei im Abfluss vorzugsweise steuerbare Absperrorgane (insbesondere Ventilmittel) angeordnet sind. Der Abfluss ist dabei bevorzugt an einer Höhenposition der unteren Kammer angeordnet, die unterhalb des oberen Endes der zweiten Leitungsmittel liegt.
An der unteren Kammer kann mindestens ein Entleerungsorgan (insbesondere ein Entleerungsventil) angeordnet sein, um das Kühlmedium aus der Kammer ablassen zu können.
Am Zulauf und/oder an der oberen Kammer und/oder an der unteren Kammer kann mindestens ein Entlüftungsorgan (insbesondere ein Entlüftungsventil) angeordnet sein.
Bei der vorgeschlagenen Lösung ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass das Kühlmedium sehr schnell aus der Kühlvorrichtung gelangt und so nach der Beendigung des Kühlprozesses ein langes Nachtropfen effektiv vermieden werden kann.
Sehr vorteilhaft ist weiterhin, dass dennoch eine effektive Eigenkühlung der Kühlvorrichtung während der Kühlpausen aufrechterhalten werden kann. Schließlich ist es in einfacher Weise möglich, für eine sehr gleichmäßige und homogene Wasserverteilung in Breitenrichtung (d. h. quer zur Förderrichtung des zu kühlenden Guts) zu sorgen.
Die vorgeschlagene Kühlvorrichtung eignet sich für Grobblechwalzwerke, für Warmbandstraßen und für Wärmebehandlungslinien insbesondere für Stahlwerkstoffe. Gleichermaßen ist allerdings auch eine Anwendung für NE-Metalle möglich
Es kann ein Kühlmodell-Computer vorgesehen werden, der eine intelligente Regelung der Kühleinrichtung ermöglicht. Der Kühlmodell-Computer soll die Kühleinrichtung in Abhängigkeit der Ist-Leerlaufzeit abschalten. Dabei soll der Computer die benötigten Soll-Zeiten entweder eigenständig anhand der vorliegenden Prozessdaten bestimmen oder Vorgaben von anderen Prozess-Modell-Computern übernehmen.
Um die Entleerungszeit weiter zu verkürzen, sind vorteilhaft Entleerungsorgane vorgesehen. Damit der Kühlbalken beim Startvorgang besser entlüftet werden kann, können Entlüftungsorgane an den Kammern bzw. Rohrleitungen vorgesehen werden. Diese Entlüftungsorgane können auch das Entleerungsverhalten verbessern, wenn diese beim Schließen der Hauptzuführung geöffnet werden. Somit kann zügig Luft in den Kühlbalken einströmen.
Somit erlaubt die vorgeschlagene Konzeption ein schnelles Entleeren der Kühlvorrichtung nach dem Kühlvorgang. Das Leerlaufverhalten wird durch einfach zu realisierende Maßnahmen verbessert. Dabei kann die Anzahl der sich bewegenden Teile (die fehleranfällig sind wie Ventile etc.) reduziert werden. Eine gleichmäßige und homogene Wasserverteilung in Richtung quer zur Fördererrichtung des zu kühlenden Guts ist sichergestellt.
Dabei ist eine homogene und großflächige Beaufschlagung des Walzguts mit dem Kühlmedium möglich. Der Platzbedarf ist für die beschriebene Kühlvorrichtung minimiert. Weiterhin ist eine effektive Eigenkühlung zum Schutz der Kühlbalken realisierbar.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die einzige Figur zeigt die Seitenansicht einer Kühlvorrichtung, mit der ein zu kühlendes Gut gekühlt wird.
In der Figur ist eine Kühlvorrichtung 1 zu sehen, mit der mittels eines Kühlmediums M (Wasser) ein zu kühlendes Gut 2, beispielsweise ein Band, gekühlt wird. Das Kühlmedium M gelangt über einen Zulauf 3 in eine in vertikale Richtung V obere erste Kammer 4. Unter der oberen Kammer 4 ist eine untere zweite Kammer 6 angeordnet, wobei die beiden Kammern 4, 6 durch eine Wandung 7 voneinander getrennt sind.
An der Unterseite der Wandung 7 sind mehrere (im Ausführungsbeispiel zwei) gerade Rohre mit beliebigem Querschnitt (erste Leitungsmittel) 5 angeordnet, wobei diese mechanisch an oder in der Wandung 7 befestigt sind, fluidisch allerdings mit der oberen Kammer 4 verbunden sind. Über diese Rohre 5 kann demgemäß Wasser von der oberen Kammer 4 in die untere Kammer 6 fließen. Zum Ausbringen des Wassers aus der unteren Kammer 6 auf das Gut 2 sind eine Anzahl gerader Rohre mit beliebigem Querschnitt (zweite Leitungsmittel) 8 vorgesehen, die sich vom Bodenbereich der unteren Kammer 6 nach oben erstrecken; an ihrem unteren Ende befindet sich eine Austrittsöffnung 9, die als Düse fungiert, mit der das Wasser auf das Gut 2 ausgebracht wird. In der Figur ist für die mittlere Düse bzw. Austrittsöffnung 9 mit gestrichelten Linien angedeutet, wie das Wasser M auf das zu kühlende Gut 2 gelangt.
Die ersten Leitungsmittel 5 weisen ein offenes Ende 10 auf, während die zweiten Leitungsmittel 8 ein offenes Ende 1 1 haben. Wesentlich ist, dass das untere Ende 10 der ersten Leitungsmittel 5 unterhalb des oberen Endes 1 1 der zweiten Leitungsmittel 8 liegt. Die sich insofern ergebende vertikale Erstreckung ist mit h markiert. Somit ergibt sich für den minimalen Pegelstand Wmin in der unteren Kammer 6 ein Wert, der durch das obere Ende 1 1 der zweiten Leitungsmittel 8 definiert ist. Solange dieser Pegelstand überschritten ist, tritt Wasser aus den Austrittsöffnungen 9 aus; wird dieser Pegelstand erreicht oder unterschritten tritt kein Wasser mehr aus den Austrittsöffnungen 9 aus.
Unterhalb des besagten Pegelstandes Wmin ist in der unteren Kammer 8 ein Abfluss 12 angeordnet, der beispielsweise mit steuerbaren Absperrorganen 13 geöffnet und geschlossen werden kann.
Aufgrund der vorgeschlagenen Ausgestaltung der Kühlvorrichtung 1 stellt das vorliegende Konzept also auf eine obere und eine untere Kammer ab, die durch innere Rohre mit beliebigem Querschnitt (erste Leitungsmittel 5) miteinander verbunden sind. Die Ausströmöffnung dieser Rohre (erste Leitungsmittel) liegt stets unterhalb des minimalen Pegelstands Wmin (Wasserspiegels) der unteren Kammer 6. Dadurch wird ein Leerlaufen der oberen Kammer 4 und der angeschlossenen Verrohrung (Zulauf) verhindert. Die Anzahl und der Querschnitt der ersten Leitungsmittel 5 sind dabei beliebig. Wenn die Kühlung gestoppt wird und somit die Wasser-Zuführung über den Zulauf 3 zu der Kühlvorrichtung 1 geschlossen wird, muss lediglich das Volumen von der Wandung 7 der unteren Kammer 6 bis zu den offenen Enden 11 der zweiten Leitungsmittel 8 leerlaufen. Es hat sich gezeigt, dass die Leerlaufzeit durch diese Maßnahmen auf weit unter 1 Minute gesenkt werden kann. Trotzdem ist es möglich, die Austrittsdüsen für das Kühlmedium homogen und gleichmäßig über die zur Verfügung stehende Kühlfläche der Kühlvorrichtung zu verteilen. Durch den genannten Aufbau der Kühlvorrichtung 1 ist es möglich, den Kühlbalken, nach dem Leerlaufen und Öffnen des Absperrorgans 13, über den Zulauf 3 mit einer geringen Menge an Kühlmedium zu versorgen. Diese Menge sorgt dann dafür, dass die Kühlvorrichtung von innen gekühlt wird, wenn Gut (Bleche) die Kühlvorrichtung 1 passieren müssen, ohne von ihr gekühlt zu werden. Das Kühlmedium zur Eigenkühlung kann dabei über den Abfluss 12 in der Kühlvorrichtung ablaufen, ohne dass es aus den Düsen auf das Gut strömt und dieses kühlt. Der Abfluss 12 ist dazu unterhalb des oberen Endes 11 der zweiten Leitungsmittel angeordnet.
Bezugszeichenliste:
1 Kühlvorrichtung
2 zu kühlendes Gut
3 Zulauf
4 erste, obere Kammer
5 erste Leitungsmittel
6 zweite, untere Kammer
7 Wandung
8 zweite Leitungsmittel
9 Austrittsöffnung
10 offenes Ende der ersten Leitungsmittel 1 1 offenes Ende der zweiten Leitungsmittel 12 Abfluss
13 Absperrorgane
M Kühlmedium
V Vertikale
h Erstreckung
minimaler Pegelstand

Claims

Patentansprüche:
1. Kühlvorrichtung (1 ) zum Kühlen eines zu kühlenden Guts (2), umfassend einen Zulauf (3) für ein Kühlmedium (M), der dieses in eine erste, obere Kammer (4) der Kühlvorrichtung (1 ) leitet, wobei erste Leitungsmittel (5) vorhanden sind, die Kühlmedium (M) von der oberen Kammer (4) in eine zweite, untere Kammer (6) der Kühlvorrichtung (1 ) leiten, wobei die obere Kammer (4) von der unteren Kammer (6) durch eine Wandung (7) getrennt ist, wobei zweite Leitungsmittel (8) vorhanden sind, die das Kühlmedium (M) von der unteren Kammer (6) zu mindestens einer Austrittsöffnung (9) für das Kühlmedium (M) leiten, über die das Kühlmedium (M) auf das zu kühlende Gut (2) ausgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Leitungsmittel (5) mit ihrem oberen Ende an die Wandung (7) angrenzen oder diese nach oben durchsetzen und in die untere Kammer (6) hineinragen und in diese mit einem offenen Ende (10) münden, dass die zweiten Leitungsmittel (8) von einem Bodenbereich der unteren
Kammer (6) in die untere Kammer (6) nach oben hineinragen und in diese mit einem offenen Ende (11 ) münden, wobei das untere Ende (10) der ersten Leitungsmittel (5) unterhalb des oberen Endes (1 1 ) der zweiten Leitungsmittel (8) liegt.
2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die vertikale Erstreckung (h) vom unteren Ende (10) der ersten Leitungsmittel (5) bis zum oberen Ende (1 1 ) der zweiten Leitungsmittel (8) zwischen 0,01 m bis 1 ,00 m, vorzugsweise zwischen 0,1 m und 0,5 m, beträgt.
io
3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Leitungsmittel (5) durch mindestens ein Rohr gebildet werden, vorzugsweise durch mindestens ein Rohr mit beliebigem Querschnitt, das an oder in der Wandung (7) befestigt ist, vorzugsweise der Unterseite der Wandung (7), und mit der oberen Kammer (4) fluidisch verbunden ist.
4. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Leitungsmittel (8) durch mindestens ein Rohr, insbesondere mit beliebigem Querschnitt, gebildet werden, das am Bodenbereich der unteren Kammer (6) befestigt ist.
5. Kühlvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Leitungsmittel (8) durch eine Vielzahl an Rohren gebildet werden, wobei am Ende der Rohre Spritzdüsen für das Kühlmedium (M) angeordnet sind.
6. Kühlvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzdüsen für das Kühlmedium (M) gleichmäßig verteilt an der Unterseite der unteren Kammer (6) oder an einem mit dieser verbundenen Bauteil angeordnet sind.
7. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der unteren Kammer (6) ein Abfluss (12) für das Kühlmedium (M) angeordnet ist, wobei im Abfluss (12) vorzugsweise steuerbare Absperrorgane (13) angeordnet sind.
8. Kühlvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfluss (12) an einer Höhenposition der unteren Kammer (6) angeordnet ist, die unterhalb des oberen Endes (1 1 ) der zweiten Leitungsmittel (8) liegt.
9. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der unteren Kammer (6) mindestens ein Entleerungsorgan angeordnet ist, um das Kühlmedium (M) aus der Kammer (6) ablassen zu können.
10. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Zulauf (3) und/oder an der oberen Kammer (4) und/oder an der unteren Kammer (6) mindestens ein Entlüftungsorgan angeordnet ist.
EP19707784.5A 2018-02-26 2019-02-26 Kühlvorrichtung zum kühlen eines zu kühlenden guts Active EP3758863B1 (de)

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DE102018202843.5A DE102018202843A1 (de) 2018-02-26 2018-02-26 Kühlvorrichtung zum Kühlen eines zu kühlenden Guts
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