ES2236117T3 - WIRE REFRIGERATION DEVICE. - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositivo de refrigeración de alambre.Wire cooling device
La invención se refiere a un dispositivo para la refrigeración continua de un alambre sometido a tratamiento térmico según el preámbulo de la reivindicación 1 (ver p. ej. el documento SU-A-797814).The invention relates to a device for the continuous cooling of a wire under heat treatment according to the preamble of claim 1 (see eg document SU-A-797814).
Los tratamientos térmicos son usuales para dotar a alambres de propiedades deseadas durante la fabricación.Heat treatments are usual to provide to wires of desired properties during manufacturing.
Un procedimiento conocido para ello es el calentamiento al rojo inductivo en el cual el alambre que hay que tratar es conducido en un lazo de cortocircuito a través de un transformador con núcleo toroidal y forma el arrollamiento secundario del transformador. La tensión inducida por el arrollamiento primario del transformador permite que en el arrollamiento secundario cortocircuitado circule una corriente la cual, en caso de elección adecuada de los parámetros correspondientes, conduce al calentamiento del alambre hasta la temperatura de incandescencia deseada. Dado que por regla general se alcanzan temperaturas de incandescencia las cuales conducen en atmósfera libre a variaciones superficiales indeseadas, al menos la parte del tramo de incandescencia, en la que aparecen estas temperaturas, se cubre con gas de protección. Por ello antes del arrollamiento es necesario un enfriamiento rápido con el fin de impedir variaciones superficiales fuera de la zona de incandescencia y para evitar también tensiones por contracción durante el bobinado.A known procedure for this is the inductive red heating in which the wire to be treat is conducted in a short circuit loop through a transformer with toroidal core and forms the winding secondary of the transformer. The voltage induced by the primary winding of the transformer allows the secondary winding short-circuited circulate a current the which, in case of proper choice of parameters corresponding, leads to the heating of the wire until the desired incandescent temperature. Since, as a general rule, they reach incandescent temperatures which lead in free atmosphere at unwanted surface variations, at least the part of the glow section, in which these appear temperatures, covered with protective gas. Therefore before winding a rapid cooling is necessary in order to prevent surface variations outside the area of incandescence and to also avoid contraction tensions during winding.
Las soluciones conocidas prevén en este caso una inmersión del alambre, a través de un rodillo de desviación, en un tanque de inmersión (DE-OS 25 46 448). Mediante esta inmersión se desplazan, sin embargo, las relaciones de resistencia en el lazo, además el alambre es solicitado mecánicamente por la tracción del rodillo.The known solutions provide in this case a immersion of the wire, through a deflection roller, in a immersion tank (DE-OS 25 46 448). Through this dive shift however the relationships of resistance in the loop, in addition the wire is requested mechanically by roller traction.
Por el documento DD 210 621 se conoce una tobera anular para desprender el agua de refrigeración del material que se desea laminar, cuya carcasa presenta una cabeza de tobera que se estrecha a modo de embudo hacia el material que se desea laminar entrante, en la cual está prevista una pieza de guía dispuesta en posición central en un cuerpo de base ajustable en el eje longitudinal, que rodea el material que se desea laminar y que en el extremo libre sale cónicamente. Entre la cabeza de tobera y la pieza de guía se forma un espacio anular en forma de envoltura cónica, el cual acaba en una rendija anular, desde la cual se sopla sobre el alambre que entra un medio de desprendimiento (agua a presión o aire) suministrado por el extremo posterior de la tobera. El tamaño de la rendija anular se puede ajustar mediante una rosca de ajuste entre la pieza de guía y la cabeza de tobera, y el ajuste deseado se puede fijar mediante una contratuerca.From document DD 210 621 a nozzle is known cancel to release the cooling water from the material that is you want to laminate, whose housing has a nozzle head that narrow as a funnel towards the material to be laminated incoming, in which a guide piece arranged in central position in an adjustable base body on the shaft longitudinal, which surrounds the material to be laminated and which in the free end comes out conically. Between the nozzle head and the guide piece is formed an annular space in the form of wrap conical, which ends in an annular slit, from which it is blown on the wire entering a means of detachment (water to pressure or air) supplied by the rear end of the nozzle. The size of the annular slit can be adjusted using a thread adjustment between the guide piece and the nozzle head, and the adjustment desired can be set using a locknut.
Una tobera anular similar se ha dado a conocer por el documento DE-OS 24 34 109 A1. En este caso el agua de refrigeración fluye desde una rendija inyectora en forma de cono, alrededor de un tronco de cono hueco o cuerpo de tobera de refrigeración en forma de embudo, en forma de un chorro en forma de cono hueco, el cual está orientado contra el cono de entrada de una tobera de guía de alambre a través de la cual es guiado el alambre que sale del cuerpo de tobera de refrigeración. El agua de refrigeración sale a través de un abertura lateral a un espacio anular, el cual se prolonga en la rendija inyectora en forma de cono, y desagua de nuevo a través de una abertura de la carcasa lateral.A similar annular nozzle has been disclosed by document DE-OS 24 34 109 A1. In this case the cooling water flows from a cone-shaped injection slit, around a cone trunk hollow or funnel-shaped cooling nozzle body, in shape of a hollow cone-shaped jet, which is oriented against the inlet cone of a wire guide nozzle through from which the wire leaving the nozzle body of is guided refrigeration. The cooling water comes out through a lateral opening to an annular space, which extends into the cone-shaped injection slit, and drains again through an opening of the side case.
Finalmente es conocido, por el documento DE-OS 24 29 996 A1 y por el documento EP 0 094 740 B1, refrigerar un alambre trefilado con la ayuda de una hilera para trefilar hasta una dimensión deseada con un dispositivo de refrigeración dispuesto justo después de la hilera para trefilar, donde está previsto un circuito de refrigeración común para la hilera para trefilar y el alambre y tanto el suministro como también el desagüe del medio de refrigeración tiene lugar radialmente respecto del sentido de marcha del alambre.It is finally known, by the document DE-OS 24 29 996 A1 and EP 0 094 740 B1, refrigerate a wire drawing with the help of a row to draw to a desired dimension with a device refrigeration arranged just after the line to draw, where a common cooling circuit is planned for the wire drawing and wire and both the supply and the drain of the cooling medium takes place radially Regarding the direction of the wire.
La invención se plantea por lo tanto el problema de crear un dispositivo para la refrigeración efectiva de alambres sometidos a tratamiento térmico con unas necesidades de espacio reducidas, el cual se pueda disponer justo antes del rodillo de cortocircuito y que con ello afecte mínimamente a la resistencia del lazo.The invention therefore poses the problem. of creating a device for effective wire cooling subjected to heat treatment with space needs reduced, which can be arranged just before the roller short circuit and thereby minimally affecting the resistance of the tie.
Este problema se resuelve mediante las características indicadas en la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas están caracterizados perfeccionamientos de la invención.This problem is solved by characteristics indicated in claim 1. In the subordinate claims are characterized improvements of the invention.
Mediante la integración de una tobera de refrigeración con una cámara de refrigeración se puede refrigerar el alambre enfriado en un espacio pequeño hasta la temperatura de procesamiento posterior deseada, por ejemplo para arrollarlo sobre un rodillo de alambre. Se puede lograr una refrigeración especialmente eficaz mediante el proceso de contracorriente en el cual el medio de refrigeración es suministrado al alambre en contra de su dirección de avance. El alambre transcurre en este caso axialmente a través de la tobera de refrigeración, la cual presenta una abertura anular concéntrica respecto del alambre, desde la cual fluye el medio de refrigeración, por ejemplo agua, emulsión o aire frío, en contra del alambre que desde la cámara de refrigeración entra en la tobera. Desde la cámara de refrigeración el medio de refrigeración puede entonces salir de nuevo o ser aspirado y ser utilizado nuevamente.By integrating a nozzle of cooling with a cooling chamber you can cool the wire cooled in a small space up to the temperature of desired further processing, for example to roll it over A wire roller. Cooling can be achieved especially effective through the countercurrent process in the which cooling medium is supplied to the wire against of your forward direction. The wire passes in this case axially through the cooling nozzle, which presents a concentric annular opening with respect to the wire, from which the cooling medium flows, for example water, emulsion or air cold, against the wire that from the cooling chamber Enter the nozzle. From the cooling chamber the means of cooling can then come out again or be aspirated and be used again.
De forma adecuada la tobera de refrigeración es formada con un núcleo que entra cónicamente en un extremo y un casquillo con un cono interior correspondiente, de manera que se forma un espacio anular en forma de revestimiento cónico, el cual acaba en una rendija anular en la abertura de entrada del alambre. El extremo opuesto de este espacio anular se convierte preferentemente en un espacio de distribución para el medio de refrigeración, en el cual desemboca radialmente una abertura de admisión para este medio, lo que conduce a una longitud constructiva corta. Si el ángulo de entrada del casquillo cónico se elige algo mayor que el ángulo de entrada del núcleo, entonces el espesor de la envoltura del espacio anular en forma de cono se hace más pequeño hacia la punta del cono y el medio de refrigeración que entra es acelerado en correspondencia con la reducción de la sección transversal: en el caso de un medio gaseoso aparece al mismo tiempo además un efecto de compresión el cual, durante la relajación del medio que sale de la rendija anular, conduce a un enfriamiento, el cual favorece la refrigeración del alambre.Suitably the cooling nozzle is formed with a nucleus that enters conically at one end and a socket with a corresponding inner cone, so that it it forms an annular space in the form of a conical lining, which it ends in an annular slit in the entrance opening of the wire. The opposite end of this annular space becomes preferably in a distribution space for the medium of cooling, in which radially an opening of admission for this medium, which leads to a length short constructive If the angle of entry of the conical bushing is choose something larger than the core entry angle, then the thickness of the cone-shaped annular space envelope is made smaller towards the tip of the cone and the cooling medium that enters is accelerated in correspondence with the reduction of cross section: in the case of a gaseous medium appears to it time also a compression effect which, during relaxation of the medium that comes out of the annular slit, leads to a cooling, which favors the cooling of the wire.
De forma adecuada se hace ajustable la rendija anular gracias a que, por ejemplo, el núcleo está formado de manera que puede desplazarse respecto de la carcasa. Con la ayuda de una rosca de tornillo entre el núcleo y el casquillo esto se puede conseguir con facilidad. Para la fijación del ajuste deseado se puede prever además una contratuerca sobre la rosca.The slit is properly adjusted cancel because, for example, the core is formed so that can move with respect to the housing. With the help of a screw thread between the core and the bushing this can be Get with ease. For setting the desired setting, It can also provide a locknut on the thread.
El casquillo cónico se puede formar de manera adecuada de tal manera que la parte que rodea su punta cónica penetra en el interior de otro casquillo, con el cual se puede preferentemente atornillar y el cual forma la cámara de refrigeración. A través de ésta corre el alambre que se desea refrigerar, que entra desde el lado opuesto al cono, y el medio de refrigeración circula, tras abandonar la tobera, en contra del alambre. Mediante una abertura de salida que desemboca en la cámara de refrigeración la puede abandonar de nuevo. Una conexión roscada entre el núcleo y el casquillo de cámara de refrigeración permite de forma adecuada un ajuste de la longitud axial de la cámara de refrigeración, y aquí puede servir también una contratuerca para la fijación.The conical bushing can be formed so suitable in such a way that the part surrounding its conical tip penetrates inside of another bushing, with which you can preferably screw and which forms the chamber of refrigeration. Through it runs the desired wire refrigerate, which enters from the opposite side of the cone, and the middle of cooling circulates, after leaving the nozzle, against the wire. Through an outlet opening that flows into the chamber of refrigeration can leave it again. A threaded connection between the core and the cooling chamber cap allows properly adjusting the axial length of the chamber of cooling, and here a locknut can also be used for fixation.
El dispositivo según la invención consta de pocas piezas que se pueden fabricar con facilidad, las cuales se pueden montar fácilmente para formar una unidad compacta, la cual hace posible una refrigeración altamente eficiente y ajustable en un margen extenso de alambres recocidos. Como medio de refrigeración se pueden utilizar medios líquidos o gaseosos adecuados, de manera que también desde este punto de vista se dan múltiples posibilidades de estructuración con vistas a la utilización.The device according to the invention consists of few parts that can be easily manufactured, which can be made easily assemble to form a compact unit, which makes highly efficient and adjustable cooling possible in a extensive margin of annealed wires. As a cooling medium suitable liquid or gaseous media can be used, so that also from this point of view there are multiple structuring possibilities with a view to utilization.
La invención se explica a continuación con mayor detalle a partir de las representaciones de un ejemplo de forma de realización, en las que las figuras muestran:The invention is explained below with greater detail from the representations of an example form of embodiment, in which the figures show:
la Fig. 1 muestra una vista en sección de un ejemplo de forma de realización del dispositivo de refrigeración según la invención; yFig. 1 shows a sectional view of a exemplary embodiment of the cooling device according to the invention; Y
la Fig. 2 muestra una representación estirada para mostrar mejor las piezas individuales de un ejemplo de forma de realización del dispositivo según la invención.Fig. 2 shows a stretched representation to better show the individual pieces of an example of form of embodiment of the device according to the invention.
La Fig. 3 muestra una variante del dispositivo de refrigeración mostrado en la Fig. 1.Fig. 3 shows a variant of the device cooling shown in Fig. 1.
Como permiten reconocer las Figuras 1 y 2, el dispositivo de refrigeración según la invención contiene una tobera la cual está formada por dos piezas cónicas, es decir, por un casquillo cónico 6 formado con un cono interior 4 y un núcleo 10 formado con un cono exterior 8 y una abertura 2. Mediante una línea de raya y punto está indicado un alambre 12, el cual en el dibujo pasa a través de la abertura 2 de derecha a izquierda. El cono exterior 8 del núcleo 10 está formado con un ángulo algo menor que el cono interior 4 del casquillo cónico 6, de manera que entre estos dos conos se forma un espacio anular 14 cónico, el cual se hace más delgado hacia la punta del cono, de manera que su superficie de sección transversal se reduce no sólo como consecuencia de la reducción del diámetro sino también como consecuencia de la superficie de envoltura que se hace más delgada y porque el medio de refrigeración, que entra desde el lado de diámetro grande, es acelerado aún más, con lo cual es refrozado el efecto de tobera.As can be seen in Figures 1 and 2, the cooling device according to the invention contains a nozzle which is formed by two conical pieces, that is, by a conical bushing 6 formed with an inner cone 4 and a core 10 formed with an outer cone 8 and an opening 2. Through a line of line and dot a wire 12 is indicated, which in the drawing it passes through opening 2 from right to left. The cone outer 8 of core 10 is formed at an angle slightly smaller than the inner cone 4 of the conical bushing 6, so that between these two cones form a conical annular space 14, which is makes it thinner towards the tip of the cone, so that its cross sectional area is reduced not only as consequence of the diameter reduction but also as consequence of the wrapping surface that becomes thinner and because the cooling medium, which enters from the side of large diameter, is accelerated even more, which is reinforced the nozzle effect
El medio de refrigeración, simbolizado mediante las flechas 16, 18, entra a través de una abertura de admisión 20 en una cámara de distribución 22 anular, la cual se forma entre una sección cilíndrica 24 del núcleo 10 y una perforación cilíndrica 26 del casquillo cónico 6. Desde esta cámara de distribución 22 entra el medio de refrigeración en el extremo extenso del espacio anular 14, en el cual es acelerado como consecuencia de la reducción de la sección transversal mencionada y es expulsado con una velocidad correspondientemente alta de la rendija anular 3 formada en el extremo estrecho del espacio anular y, al mismo tiempo, circula alrededor del alambre 12, que entra en la abertura de paso 2 en contra de la dirección de circulación, y lo refrigera de forma efectiva. El medio de refrigeración llega entonces a una cámara de refrigeración 28, a través de la cual pasa el alambre 12, y abandona la cámara de refrigeración a través de una abertura de salida 30, como indica la flecha 18. Para el aislamiento eléctrico del alambre 12 respecto de las piezas de metal del dispositivo de refrigeración puede estar previsto, en la perforación axial del núcleo 10, un casquillo de aislamiento 54, mediante el cual es guiado el alambre, como muestra la Figura 3, en la cual, debido a la amplia coincidencia con la Figura 1, están insertadas únicamente unas pocas cifras de referencia.The cooling medium, symbolized by arrows 16, 18, enters through an intake opening 20 in an annular distribution chamber 22, which is formed between a cylindrical section 24 of core 10 and a cylindrical bore 26 of the conical bushing 6. From this distribution chamber 22 enters the cooling medium at the large end of the annular space 14, in which it is accelerated as a result of the reduction of mentioned cross section and is ejected with a speed correspondingly high of the annular slit 3 formed in the narrow end of the annular space and, at the same time, circulates around the wire 12, which enters the passage opening 2 in against the direction of movement, and refrigerates it so effective. The cooling medium then reaches a chamber of cooling 28, through which wire 12 passes, and leaves the cooling chamber through an outlet opening 30, as indicated by arrow 18. For electrical wire insulation 12 for metal parts of the cooling device it can be provided, in the axial perforation of the core 10, a insulation bushing 54, by which the wire is guided, as shown in Figure 3, in which, due to the wide coincidence with Figure 1, only a few are inserted Few reference figures.
El alambre 12 entra en la cámara de refrigeración 28 a través de una abertura de entrada 32, la cual está formada en una pared final 34 de un casquillo de cámara de refrigeración 36. En una rosca 52 allí prevista se puede montar, según la Fig. 3, en caso de desearse así, una hilera de estirar 56. La abertura de salida 30 es formada por una abertura lateral del casquillo de cámara de refrigeración 36. En el lado opuesto el casquillo de cámara de refrigeración 36 está dotado con una rosca interior 38, en la cual está atornillado el casquillo cónico 6 con una tubuladura 40 que contiene su cono interior 5. Una contratuerca 42 asentada asimismo sobre esta rosca permite una fijación de los dos casquillos 6 y 36 en una posición mutua ajustada con la ayuda de la rosca 38. De esta manera se puede ajustar la longitud axial de la cámara de refrigeración y con ello el tiempo de permanencia del alambre en ésta.Wire 12 enters the cooling chamber 28 through an inlet opening 32, which is formed in an end wall 34 of a cooling chamber sleeve 36. It can be mounted on a thread 52 provided there, according to Fig. 3, in if desired, a row of stretching 56. The opening of outlet 30 is formed by a side opening of the bushing cooling chamber 36. On the opposite side the bushing cooling chamber 36 is provided with an internal thread 38, in which is screwed the conical bushing 6 with a tubing 40 containing its inner cone 5. A seated locknut 42 also on this thread allows a fixation of the two bushings 6 and 36 in a mutually adjusted position with the help of thread 38. In this way the axial length of the chamber can be adjusted. cooling and with it the time of permanence of the wire in is.
Otro parámetro de ajuste es el espacio anular 14 en forma de cono el cual se puede ajustar mediante una inmersión más o menos profunda del cono exterior 8 en el cono interior 4. Esto tiene lugar asimismo con la ayuda de una rosca, es decir una rosca exterior 44, con la cual el núcleo 10 está atornillado en una rosca interior 46 del casquillo cónico 6. Aquí se puede fijar también la posición deseada con la ayuda de una contratuerca 48.Another adjustment parameter is the annular space 14 cone-shaped which can be adjusted by immersion more or less deep of the outer cone 8 in the inner cone 4. This also takes place with the help of a thread, that is to say a outer thread 44, with which the core 10 is screwed into a inner thread 46 of the conical bushing 6. Here it can be fixed also the desired position with the help of a locknut 48.
En el ejemplo de forma de realización representado está dotado tanto el extremo exterior del núcleo 10 con una brida roscada de conexión 50 como también el extremo exterior del casquillo de cámara de refrigeración 36 con una rosca de conexión 52 para el montaje del dispositivo de refrigeración en el lugar de montaje o para acoger una hilera de estirar 56. Las aberturas de entrada y salida 20 ó 30 radiales para el medio de refrigeración están formadas asimismo con unas roscas, en las cuales se pueden atornillar unos casquillos roscados de empalme para mangueras o conducciones. Como medio de refrigeración se pueden utilizar p. ej. líquidos tales como agua o emulsiones adecuadas, los cuales se pueden volver a traer en un circuito. Sin embargo, se puede trabajar también con aire comprimido - en su caso refrigerado - donde el efecto de relajación mencionado produce además en la tobera una refrigeración adicional. El principio de contracorriente utilizado en la invención procura también una buena eficiencia en un espacio pequeño.In the exemplary embodiment represented is provided both the outer end of the core 10 with a threaded connection flange 50 as well as the outer end of the cooling chamber cap 36 with a thread of connection 52 for mounting the cooling device in the mounting location or to accommodate a stretch line 56. The 20 or 30 radial inlet and outlet openings for the means of cooling are also formed with threads, in which you can screw some threaded splice bushings to hoses or pipes. As a cooling medium you can use p. ex. liquids such as water or suitable emulsions, which can be brought back into a circuit. However, it It can also work with compressed air - if refrigerated - where the aforementioned relaxation effect also produces nozzle additional cooling. The countercurrent principle used in the invention also ensures good efficiency in a small space
En caso de que así se desee se pueden disponer también dos o más toberas de refrigeración una tras otra cuando, p. ej., alambres gruesos no se pueden refrigerar suficientemente en una etapa o cuando se desea un enfriamiento lento en intervalos de temperatura pequeños. En estos casos se preverían una tras otra varias unidades según la Fig. 1 ó 3 - vistas en el sentido de marcha del alambre - y se alimentarían en su caso con un medio de refrigeración de diferente temperatura.If so desired, they can be arranged also two or more cooling nozzles one after the other when, e.g. eg thick wires cannot be cooled sufficiently in a stage or when slow cooling is desired at intervals of small temperature In these cases they would be provided one after another several units according to Fig. 1 or 3 - seen in the direction of march of the wire - and they would be fed with a means of cooling of different temperature.
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