FI68708C - Nedboejningsreglervals - Google Patents

Description

Γβ1 m.KUULUTUSjULKAISU , --

»sSlMP (11' UTLÄGGNINGSSKRIFT O O / (J O

C (45) n yen y 10 30 1935

Patent oc-uclnt (51) Kv.lk.‘/lnt.CI.4 F 16 C 13/00 SUOMI—FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansöknlng 793900 (22) HakimbpiivS — Ansöknlngtdag 13-12.79 (F») (23) Alkupäivä — Glltighetsdag 13.12.79 (41) Tullut julkiseksi — Blivlt offentllg 23.07.80

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksi panon ja kuui. julkaisun pvm.— 28.06.85

Patent· och registerstyrelsen ' ' Ansttkan utlagd och utl.skriften publlcerad (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begird prlorltet 22.01 .79 Sveitsi-Schweiz(CH) 603/79-8 (71) Escher Wyss Aktiengesel1schaft, Zurich, Sveitsi-Schweiz(CH) (72) Alfred Christ, Zurich, Rolf Lehmann, Rudolfstetten , Sveitsi-Schweiz(CH) (7*0 Oy Kolster Ab (5*<) Ta i pumansäätötela - Nedböjningsreglervals

Keksintö koskee taipumansäätötelaa, jossa on kiinteä kannatin ja tämän ympäri pyörivä telan vaippa, jolloin telan vaipan ja kannattimen välissä on välitila, sekä vähintään yksi kannattimeen sovitettu laatikkomainen syöttölaite telan vaipan sisäpinnan käsittelemiseksi lämpötilaltaan säädetyllä lämmönsiirtonesteellä, jossa syöttölaitteessa on aukkoja lämmönsiirtonestettä varten.

Tällainen taipumansäätötela on tunnettu CH-patenttijulkaisusta no 577 598, kuvio 4. Tässä tunnetussa telassa, joka muutoin voi olla muodostettu US-patenttijulkaisujen no 3 802 044 ja 3 885 283 mukaan, sijaitsee kannattimen ja telan vaipan välisessä välitilassa putki, joka on varustettu suihkutussuuttimilla ja johon syötetään kuumen-nuslaitteessa kuumennettua öljyä, joka suihkutetaan telan vaipan sisäseinää vasten.

Keksintö koskee tämän tunnetun telan edelleenkehitelmää tavoitteenaan olennaisesti parantaa lämmönsiirtymistä lämmönsiirtoaineesta telan vaippaan, jotta näin saataisiin erityisesti sellainen tela, jo- 2 68708 ka soveltuu korkeisiin lämpötiloihin ja suuriin kuumennusteloihin, joita tarvitaan esim. kalantereissa muovien käsittelemiseksi.

Keksinnön mukainen taipumansäätötela, jolla päästään tähän tavoitteeseen, on tunnettu siitä, että laatikkomaisen syöttölaitteen aukot, jotka soveltuvat yhtenäisten nestesuihkujen muodostamiseen, on suunnattu telan vaipan sisäpinnalle ja poikkeavat sisäpinnan normaaleista korkeintaan 30° (kulma oi. ) , jolloin aukot on sovitettu toisistaan etäisyyksille, jotka ovat 5-15 kertaa niiden halkaisija ja sijaitsevat useissa akselin suuntaisissa riveissä, yhden rivin aukoista ulos tulevat suihkut ovat keskenään yhdensuuntaiset ja vierekkäisten rivien aukot on järjestetty siirretysti toisiinsa nähden.

Syöttölaitteella voidaan suuri lämmönsiirtonestemäärä viedä telan vaipan kosketukseen, jolloin suihkut verrattain suuren suhteellisen nopeutensa vuoksi telan vaipan pinnan suhteen mahdollistavat varsin hyvän lämmönsiirtymän. Molemmat johtavat hyvin intensiiviseen lämmön siirtymiseen nesteestä telan vaippaan.

Kun aukot on sijoitettu sellaisille etäisyyksille toisistaan, jotka ovat 5-15 kertaa aukon halkaisija, saadaan optimi lämmönsiir-tymä suihkuista telan vaipan seinään, koska suihkut yhtäältä eivät estä toisiaan ja toisaalta saadaan lämpövaikutuksen riittävä tasaisuus, etenkin telan vaipan kuumennus.

Aukkojen välimatkat ja/tai halkaisijat voivat lämmönsiirron haluttua intesiteettiä vastaavasti telan eri aksiaalisissa osissa olla erilaiset. Edullisesti on esim. kuumennetussa telassa estettävissä telan päätealueiden suurempi lämpötilan aleneminen syöttämällä ko. alueisiin enemmän lämpöä. Nestesuihkujen pituus ulostuloaukos-taan osumakohtaansa telan vaipan sisäseinällä voi edullisesti olla 4-10 kertaa aukon halkaisija. Näin taataan nestesuihkun suppeus, josta seuraa hyvä lämmön siirtyminen nesteen ja telan vaipan välillä.

Telan akselisuunnassa voi olla sijoitettu peräkkäin useita syöttölaitteita, jotka on liitetty erillisiin syöttöjohtoihin lämpötilaltaan erilaisten lämmönsiirtonesteiden niihin syöttämiseksi.

Näin voidaan yksinkertaisella tavalla kohdistaa eri lämpövaikutus telan vaippaan sen pituussuunnassa. Normaalitapauksessa sen päitä lämmitetään vähän enemmän lämmitetyn telan päitten usein voimakkaamman lämpötilan alenemisen tasauttamiseksi.

li 3 68708 Tällaisessa telassa, jossa on useita sen akselisuunnassa jaettuja syöttölaitteita, nämä voivat olla liitetyt lämmönsiirtonesteen lämpötilaan vaikuttavilla laitteilla varustettuihin, yhteisestä syöt-töjohdosta haarautettuihin haarajohtoihin, jolloin tämä syöttöjohto lähtee keruusäiliöstä, joka myös on varustettu nesteen lämpötilaan vaikuttavalla laitteella. Tällaisessa tapauksessa päästään erittäin taloudelliseen toimintaan siten, että suihkutuslaitteisiin syötetyt nestevirrat saatetaan ensiksi keruusäiliössä samaan lämpötilaan, minkä jälkeen haarajohdoissa annetaan yksittäisille virroille vain haluttu lämpötilaero.

Kaikissa näissä suoritusmuodoissa voidaan syöttöjohtoon asentaa kuristinelin, jolla asetetaan syöttölaitteeseen syötettävä nestemäärä. Kuristinelimellä voidaan hyvin yksinkertaisesti vaikuttaa telan vaipan lämpötilaan muuttamalla lämmönsiirtonesteen virtausmäärää sen lämpötilan pysyessä vakiona.

Telassa, jossa on useita sen akselisuunnassa peräkkäin sijoitettuja syöttölaitteita, voidaan yksittäisille syöttölaitteille järjestää erotusseiniä, jotka ainakin osaksi erottavat toisistaan erillisille syöttölaitteille järjestetyt välitilan osat, joista jokainen on varustettu erityisellä poistojohdolla, joka johtaa erityiseen ke-ruusäiliöön. Tällä tavalla voidaan vastustaa lämmönsiirtonesteen eri lämpötilan omaavien virtojen toisiinsa sekoittumista, niin että voidaan esim. estää kuumemman nestevirran voimakkaampi jäähtyminen. Näin voidaan lämpöenergiaa säästää.

Konstruktiivisesti syöttölaitteessa voi olla telan vaipan sisäseinän puolella tasainen tai hieman kaareva seinä, johon on tehty aukkoja sisäseinään törmäävien nestesuihkujen muodostamiseksi. Tällä tavalla voidaan yksinkertaisin keinoin saada suihkutiheys, joka tarvitaan suuremman lämpötehon saavuttamiseksi. Samalla on myös mahdollista suihkujen järjestely eri kuvioihin, jotta esim. saataisiin lämpö halutulla tavalla jaetuksi telan vaipalle.

Keksintöä selitetään piirustuksessa kaaviollisesti esitettyjen suoritusesimerkkien avulla, johon piirustuksen kuvio 1 esittää kaaviollisesti osaleikkauksessa keksinnön mukaisen telan yhdessä sitä varten järjestetyn syöttölaitteen kanssa; kuvio 2 esittää hieman suuremmassa mittakaavassa leikkauksen kuvion 1 linjalta II-II; 4 68708 kuvio 3 esittää kuviota 2 vastaavassa leikkauksessa toisen rakennemuodon telasta, jossa keksintöä on sovellettu; kuvio 4 esittää muutetun osan kuviosta 4; kuvio 5 esittää kuviota 1 vastaavan kaaviokuvan telan toisesta suoritusmuodosta; ja kuvio 6 esittää suuremmassa mittakaavassa osan kuviosta 1 suih-kutuslaitteen ollessa muunnetussa muodossa.

Kuvio 1 esittää esimerkkinä osaleikkauksessa telan, joka on muodostettu edellä mainitun US-patenttijulkaisun no 3 802 044 mukaan. Tela käsittää kiinteän kannattimen 1, joka on kiinni telalaitteen esittämättömässä telineessä, so. on pyörimättömästi tuettu, ja kannattimen 1 ympäri pyörivän telan vaipan 2. Telan vaippa 2 on laakeroitu kannattimeen 1 vierintälaakereilla 3. Telan vaipan päät on suljettu sulkulevyillä 4 ja tiivisteillä 5. Kannattimeen on sijoitettu tiivistävästi ja sen ohjaamiseksi hydrostaattisia tukimäntiä 6, joille telan vaippa 2 on tuettu. Nämä tukimännät, jotka ovat tunnetut US-patenttijulkaisusta no 3 802 044, eivät esillä olevassa tapauksessa kuulu keksintöön ja ovat siksi vain kaaviollisesti esitetty.

Keksinnön mukaan on kannattimeen 1 kiinnitetty syöttölaitteita 7 (kuvio 2), jotka tässä tapauksessa ovat laatikoiden muodossa. Jokaisessa syöttölaitteessa on telan vaipan sisäpintaan päin suunnattu seinä 8 ja 8', joihin on muodostettu reikiä 10, joista käytössä tulevat ulos lämmönsiirtonestesuihkut 11, jotka törmäävät telan vaipan sisäpintaan 2' ja siten vaikuttavat tämän lämpötilaan. Lämmönsiirto-neste muodostaa telan vaipan alaosaan nestekeräymän 12, josta se johdetaan poistoputken 13 ja poistojohdon 14 läpi takaisin keruusäiliöön 15. Poistojohtoon 14 voi olla asennettu pumppu 16.

Kuten kuviosta 1 voidaan nähdä, keruusäiliö 15 on tässä tapauksessa, koska kyseessä on kuumennettu tela, varustettu kuumennuslait-teella 17, joka on esitetty venttiilillä 18 varustetuksi putkikieru-kaksi. Venttiiliä ohjaa säädin 20, johon vaikuttaa lämpötila-anturi 21. Kuumennin 17 voi matalammissa lämpötiloissa toimia kuumalla vedellä tai vesihöyryllä. Korkeampien lämpötilojen saavuttamiseksi voidaan järjestää sähkövastuskuumennus. Tätä käytettäessä venttiili 18 korvataan sopivalla kytkimellä.

Kuten vielä kuviosta 1 voidaan nähdä, keruusäiliössä 15 olevaa lämmönsiirtonestettä voidaan syöttää pumpulla 22’ syöttöjohdon 22 lä- 5 68708 pi haarajohtoihin 23, joissa jokaisessa on venttiili 24, jota lämpö-tilansäädin 25 ohjaa. Jokainen lämpötilansäädin 25 saa mittaussignaalinsa lämpötila-anturilta 26, joka tuntee eli mittaa telan vaipan 2 pinnan lämpötilan.

Kuten vielä kuviosta 1 ilmenee, kokoomasäiliöstä 15 lähtee vielä yksi pumpulla 28 ja paineensäätölaitteistolla 30 varustettu paine-johto 27 hydrostaattisiin tukielementteihin 6. Paineensäätölaitteis-toon 30 kuuluu sinänsä tunnetusti ylijuoksujohto 31, jossa on säätö-venttiili 32, jota säädin 33 ohjaa paineenmittauslaitteesta 34 riippuvasta.

Kuvion 1 mukaisessa suoritusesimerkissä saavat siis syöttölaitteet 7 samoin kuin tukimännätkin 6 samanlämpötilaista nestettä samasta keruusäiliöstä 15. Toisin ilmaistuna tuennan hydraulista väliainetta käytetään samalla suihkutuslaitteiden lämmönsiirtonesteenä. Tämä on mahdollista siksi, että se soveltuu hyvin myös lämmönsiirtoai-neeksi. Tällä toimenpiteellä saavutetaan samalla taipumansäätötelan ja syöttölaitteen olennainen yksinkertaistus.

Kuvioiden 1 ja 2 mukaisen telan ollessa toiminnassa, pumpataan toivotun lämpötilan omaavaa nestettä säiliöstä 15 pumpulla 22' syöttö johtoon 22 ja johdetaan syöttölaitteisiin 7. Säätimet 25 suorittavat tällöin venttiilien 24 avulla nestevirran määräsäädön, niin että kulloisenkin lämmöntarpeen mukaan yksilöllisten syöttölaitteiden 7 alueella suihkutetaan enemmän tai vähemmän lämmönsiirtonestettä, jota kukin syöttölaite 7 saa samassa lämpötilassa.

Kuvio 4 esittää laitteen lämmönsiirtonesteen lämpötilaan vaikuttavan laitteen, jota voidaan käyttää kuvion 1 venttiilien 24 sijasta tai yhdessä näiden kanssa. Kuvion 4 mukaan on haarajohtoon 23 asennettu kaaviollisesta esitetty kuumennuslaite 35, jonka lämmitys-tehoa säädin 36 ohjaa singaalijohdolla 26' syötetystä mittaussignaalista riippuen. Tässäkin tapauksessa on kaaviollisesti esitetty kuumennuslaite 35 varustettu putkikierukalla 37, mutta siinä voi myös olla sähkökuumennuskierukoita tai samantapainen kuumennuselementti.

Kuviossa 5 kaaviollisesti esitetty tela eroaa kuvion 1 mukaisesta telasta pääasiassa siten, että yksilöllisiä syöttölaitteita 7 varten järjestetyt kannattimen 1 ja telan vaipan 2 välitilan 9 osat on erotettu toisistaan väliseinillä 40. Yksi väliseinistä 40 on osoitettu katkoviivoin kuviossa 2. Se ulottuu melkoisen pitkälle neste- 6 68708 keräymän 12 pinnan yläpuolelle ja siten estää eri osissa olevan öljyn suurehkon toisiinsa sekoittumisen öljyn lämpötilan poiketessa toisistaan eri osissa. Näin muodostetut välitilan 9 sen alueen osat tai lokerot 9^9^, 911^ jossa nestekeräymä 12 on, on omakohtaisilla poistojohdoilla 14', 14'14''' yhdistetty erillisiin keruusäi-liöihin 15', 15'15 * *'. Poistojohdot on varustettu pumpuilla 16’, 16 * *, ie'''. Keruusäiliöistä 15', 15'15' ' * lähtevät pumpuilla 23 varustetut syöttöjohdot 22 yksilöllisiin syöttölaitteisiin 7, joita ei ole kuviossa 5 esitetty. Pumput 23 voivat tarpeen mukaan pumpata vakioita tai muutettavia nestemääriä. Lisäksi on johdoissa 22 esitetty olevan kuvion 4 mukaiset kuumennuslaitteet 35, joihin voivat samalla tavalla kuin venttiileihin 24 kuviossa vaikuttaa telanvai-palla olevat lämpötilan mittauspisteet 26.

Kuvio 3 esittää suuremmassa mittakaavassa leikkauskuvan kuviosta 1 tämän kuvan koskiessa pääasiassa vasemman ja keskisen syöttölaitteen raja-aluetta. Tällöin on kuitenkin vasen syöttölaite 7 korvattu syöttölaitteella 7', jossa on enemmän reikiä 10 kuin keskisyöt-tölaitteessa 7. Telan vaipan lämpötilojen symmetrisyyden saavuttamiseksi voidaan tietenkin myös oikea syöttölaite 7 kuviossa 1 korvata tällaisella suihkutuslaitteella 7'.

Kuten kuviosta 6 ilmenee, syöttölaitteessa 7 on, kuten kuviossa 1 on myös esitetty, seinäänsä 8 muodostettuja porausreikiä 10, joiden halkaisija on merkitty D:llä ja jotka on järjestetty kolmeen riviin R1, R2, R3, jolloin rivin porausreikien välimatka on A. Poraus-reiät on niin muodostettu, että kunkin rivin porausrei1istä 10 ulos tulevat suihkut ovat yhdensuuntaiset. Yksilöllisten rivien R1, R2, R3 porausreiät 10 on järjestetty vuorottaisesti toisiinsa nähden käyttäen kuvion 6 mukaista puolijakoa A. Tällöin rivit R1, R2, R3 sijaitsevat toisistaan etäisyydellä B, joka on valittu niin suureksi, että vierekkäisten rivien porausreikien vinotkin etäisyydet ovat välimatkan A päässä toisistaan. Optimien olosuhteiden saavuttamiseksi etäisyydet A voivat olla, kuten jo mainittiin 5-15 kertaa halkaisija D.

Mitä syöttölaitteeseen 7' tulee, niin tässä on reiät 10' järjestetty viiteen riviin M1, M2, M3, M4 ja M5, jolloin reikien keskinäiset etäisyydet A' ovat pienemmät kuin reikien 10 välimatkat A.

li 68708

Porausreikien 10' muodostamien aukkojen halkaisija D' voi olla yhtä suuri kuin halkaisija D, mutta se voi myös poiketa siitä.

Yksinkertaisimmissa suoritusmuodoissaan reiät ovat sileitä teräväreunaisia lieriöreikiä, jotka parhaimmillaan takaavat neste-virran tasaisen jaon erillisille aukoille. On kuitenkin selvää, että porausreiät voivat olla toisinkin muodostetut ja niillä voi esim. olla suuttimien muoto.

Kuvion 2 vasemman puoliskon ja kuvion 3 mukaan syöttölaitteen seinä 8 on muodoltaan tasainen, jolloin erillisissä riveissä olevien porausreikien 10 tai 10' akselit ovat keskenään yhdensuuntaiset. Tällöin valmistuskustannukset ovat alimillaan. On kuitenkin myös mahdollista muodostaa, kuvion 2 oikean puolen mukaisesti, seinä 8' vähäisesti kaarevaksi käyttäen kaarevuussädettä P, joka kulkee telan kannattimen ja vaipan 2 akselin 0 kautta. Suihkujen 11 suunta voi muodostaa osumakohdan normaalien N kanssa kulman O- . Tämä kulma oi ei saisi olla 30° suurempi optimien olosuhteiden saamiseksi.

On ymmärrettävää, että keksintöä ei ole rajoitettu esimerkkinä kuvioissa 1, 2 ja 5 esitettyyn US-patenttijulkaisun no 3 802 044 mukaiseen telaan. Keksintö on periaatteessa sovellettavissa myös muihin telatyyppeihin, jotka toimivat hydraulisella tai hydrostaattisella periaatteella tai myös muulla periaatteella.

Niinpä kuviossa 3 on kuviota 2 vastaavassa leikkauksessa esitetty tela, jossa on kannattimen 1 ja telan vaipan 2 väliin järjestetty hydraulinen painetila 50, joka on suljettu listamaisilla tii-vistyselementeillä 51. Tällainen tela on tunnettu esim. US-patentis-ta no 3 703 862.

Kuvion 3 mukaisessa telassa on syöttölaitteet 7 muodostettu kannattimessa 1 oleviksi uriksi, jotka ovat seinien 8 sulkemat. Muutoin voivat syöttölaitteet olla samalla tavalla kytketyt kuin edeltävissä suoritusesimerkeissä.

Muista tunnetuista hydrostaattistuentaisista telamuodoista, joihin keksintö on sovellettavissa, on mainittava etenkin patenttijulkaisun DE-AS 21 65 118 ja US-patenttijulkaisun no 4 089 094 mukainen tela.

Claims (8)

8 68708

1. Taipumansäätötela, jossa on kiinteä kannatin (1) ja tämän ympäri pyörivä telan vaippa (2), jolloin telan vaipan ja kannattimen välissä on välitila, sekä vähintään yksi kannattimeen sovitettu laatikkomainen syöttölaite (7,7’) telan vaipan sisäpinnan käsittelemiseksi lämpötilaltaan säädetyllä lämmönsiirtonesteellä, jossa syöttölaitteessa on aukkoja (10,10') lämmönsiirtonestettä varten, tunnettu siitä, että laatikkomaisen syöttölaitteen (7,7') aukot (10,10'), jotka soveltuvat yhtenäisten nestesuihkujen (11) muodostamiseen, on suunnattu telan vaipan (2) sisäpinnalle (2') ja poikkeavat sisäpinnan (2') normaaleista (N) korkeintaan 30° (kulma oC)/ jolloin aukot (10,10') on sovitettu toisistaan etäisyyksille (A,A'), jotka ovat 5-15 kertaa niiden halkaisija (D,D') ja sijaitsevat useissa akselin suuntaisissa riveissä (R,M), yhden rivin aukoista (10) ulos tulevat suihkut (11) ovat keskenään yhdensuuntaiset ja vierekkäisten rivien aukot (10) on järjestetty siirretystä toisiinsa nähden .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tela, tunnettu siitä, että aukkojen (10) etäisyydet (A,A') ja/tai halkaisijat (D,D') ovat lämmönsiirron haluttua intensiteettiä vastaavasti erilaiset telan eri aksiaalisissa osissa (kuvio 6).

3. Jonkin patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tela, tunnettu siitä, että nestesuihkujen (11) pituus (L) aukosta (10) telan vaipan (2) sisäseinään (2') on 4-10 kertaa aukon (10) halkaisija (D,D') .

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen tela, tunnet-t u siitä, että telan akselisuuntaan on jaetusti sovitettu useita syöttölaitteita (7), jotka on liitetty toisistaan erotettuihin syöttö johtoihin (22,23) lämpötiloiltaan erilaista lämmönsiirtonestettä varten.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen tela, tunnettu siitä, että kun telassa on useita akselisuuntaan jaetusti sovitettuja syöttölaitteita (7), on nämä liitetty lämmönsiirtonesteen lämpötilaan vaikuttavilla laitteilla (24,25) varustettuihin haarajohtoihin (23), jotka on haaroitettu yhteisestä syöttöjohdosta (22), joka lähtee keruusäiliöstä (15), joka on samoin varustettu nesteen lämpötilaan vaikuttavalla laitteella (17). Il 9 68708

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen tela, tunnettu siitä, että vähintään yhteen syöttöjohtoon (22,23) on sovitettu kuristinelin (24), joka säätää nestemäärän, joka syötetään asianomaiseen syöttölaitteeseen (7).

7. Patenttivaatimuksen 4 mukainen tela, tunnettu siitä, että yksittäisiä syöttölaitteita (7) varten on järjestetty erotusseiniä (40), jotka ainakin osaksi erottavat toisistaan yksittäisille syöttölaitteille (7) järjestetyt välitilan (9) osat (9,,9,,,9,,,) ja että kukin osa (9',9'',9''1) on varustettu erityisellä poistojohdolla (14',14'’,14'''), joka laskee erityiseen keruusäiliöön (15',15'',15''').

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen tela, tunnettu siitä, että syöttölaitteessa (7) on telan vaipan (2) sisäpintaan (2‘) päin suuntautuva tasainen tai vähän kaareva seinä (8), johon on muodostettu aukkoja (10) sisäseinään törmäävien nestesuihkujen (11) muodostamiseksi. ίο 6 8 70 8