KR20030028740A - Water cooled transport roller for a roller-hearth kiln - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원통형 본체(1), 본체(1)의 외측 둘레에 있는 단열재(2), 및 본체(1)의 중심에 배치된 냉각수용 도관(8)을 구비하는 롤러 하스 킬른용 수냉식 이송 롤러에 관한 것이다. 냉각수는 회전이 가능하게 배치된 본체(1)의 일 단부에서 도관(3)에 공급되어 도관을 통해 흐르고 도관의 유출측 단부에서 전향된 후에 도관과 본체 사이의 환형 공간(4)으로 역류된다. 본체에는 도관의 물 유입측 단부용 수납부, 본체의 회전 축선과 일렬로 정렬되어 냉각수를 공급하는 중심 구멍(7), 및 물 수집 챔버와 연통되는 역류수용 유출 채널을 구비한 샤프트(5)가 고정된다. 샤프트(5)는 냉각수를 중심 구멍(7)에 공급할 수 있고 역류수를 물 수집 챔버로부터 추출할 수 있는 물 분배 헤드(11)에 회전 가능하게 접속된다.The present invention relates to a water-cooled transfer roller for a roller hearth kiln having a cylindrical body (1), a heat insulating material (2) on the outer periphery of the body (1), and a conduit (8) for cooling water arranged at the center of the body (1). It is about. Cooling water is supplied to the conduit 3 at one end of the rotatable body 1, flows through the conduit and is redirected at the outlet end of the conduit and then flows back into the annular space 4 between the conduit and the body. The main body has a shaft (5) having a water inlet end portion of the conduit, a central hole (7) arranged in line with the rotation axis of the main body to supply the coolant, and an outflow channel for the backflow water in communication with the water collection chamber. It is fixed. The shaft 5 is rotatably connected to a water distribution head 11 capable of supplying cooling water to the center hole 7 and extracting backflow water from the water collection chamber.
Description
본 발명의 출발점인 실제의 공지된 구성에 따르면, 도관은 물 유입측 단부 쪽으로 점감되도록 형성되어 이격 홀더의 개재 하에 본체에 유지된다. 물의 공급은 도관의 점감된 접속 단부 내에 끼워 넣어진 물 유입관에 의해 이뤄진다. 역류되는 물은 이격 링의 브리지 사이를 통해 흐르고 본체 내에 삽입된 접속 요소의 단부측 개구부로부터 유출된다. 도관의 타 단부에는 반경 방향 구멍을 구비한 전향 헤드가 접속되고, 그 전향 헤드는 맨드릴(mandrel) 상에 클램핑된다. 그러한 공지의 이송 롤러에서는 물을 인도하는데, 특히 물을 공급하는데 취약점이 있는 것으로 판명되었다. 본체에 유지되어 그 본체와 함께 회전되는 도관과 회전이 불가능하게 배치된 물 유입관 사이의 상대 이동으로 인해, 물 유입관의 마모가 발생되게 된다.본체에 내장되어 물을 인도하는 도관은 길이가 길고 벽이 얇은 관으로 이뤄지는데, 그러한 관을 본체의 회전 축선 방향으로 정확하게 정향시키는 것은 언제나 보장될 수 있는 것이 아니다. 도관 단부가 어긋나거나 약간 굽어질 경우에는 도관 내에 끼워 넣어진 물 유입관이 상당한 전단 응력을 받는데, 그러한 전단 응력은 단시간 내에 물 유입관의 손상을 일으키게 된다. 물 공급이 단시간 동안 차단되거나 단지 물 공급에 어떠한 장애만 있더라도, 이미 킬른 온도가 높아짐으로 인해 이송 롤러의 돌이킬 수 없는 손상이 즉각적으로 일어나게 된다. 전술된 손상 과정은 불시에 발생되고, 이송 롤러의 작업 중에는 분별될 수 없다.According to an actual known configuration which is the starting point of the present invention, the conduit is formed to be tapered toward the water inlet side end and held in the body under the interposition of the separation holder. The supply of water is by means of a water inlet pipe which is fitted into the tapered connecting end of the conduit. The water flowing back flows between the bridges of the spacing rings and exits from the end side openings of the connecting elements inserted in the body. The other end of the conduit is connected with a turning head with radial holes, the turning head being clamped on the mandrel. Such known transport rollers have proven to be vulnerable to delivering water, in particular to supplying water. The relative movement between the conduit held in the body and rotated with the body and the non-rotatable water inlet tube causes wear of the water inlet tube. It consists of a long, thin walled tube, which is not always guaranteed to be oriented exactly in the direction of the axis of rotation of the body. If the end of the conduit is misaligned or slightly bent, the water inlet tube inserted into the conduit is subjected to significant shear stress, which will cause damage to the water inlet tube in a short time. Even if the water supply is cut off for a short time or if there is only a failure in the water supply, the already high temperature of the kiln will immediately result in irreversible damage to the feed rollers. The above-described damage process takes place unintentionally and cannot be discerned during the operation of the conveying roller.
본 발명은 원통형 본체, 본체의 외측 둘레에 있는 단열재, 및 본체의 중심에 배치된 냉각수용 도관을 구비하고, 냉각수가 회전이 가능하게 지지된 본체의 일 단부에서 도관에 공급되어 도관을 통해 흐르고 도관의 유출측 단부에서 전향된 후에 도관과 본체 사이의 환형 공간으로 역류되는 롤러 하스 킬른(roller hearth kiln)용 수냉식 이송 롤러에 관한 것이다.The present invention includes a cylindrical body, a heat insulating material on the outer periphery of the body, and a conduit for cooling water disposed at the center of the body, wherein the coolant is supplied to the conduit at one end of the body rotatably supported and flows through the conduit And a water-cooled feed roller for a roller hearth kiln, which is turned back to the annular space between the conduit and the main body after it has been diverted at the outflow side end.
이하, 본 발명을 단 하나의 실시예가 도시되어 있는 첨부 도면에 의거하여 설명하기로 한다. 개략적인 첨부 도면 중에서,Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings in which only one embodiment is shown. Among the schematic accompanying drawings,
도 1은 본 발명에 따라 형성된 롤러 하스 킬른용 냉각식 이송 롤러의 단면도이고,1 is a cross-sectional view of a cooled feed roller for a roller hearth kiln formed in accordance with the present invention,
도 2는 도 1에 비해 확대된 이송 롤러의 냉각수 유입측 단부의 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view of the cooling water inflow side end of the conveying roller enlarged as compared with FIG. 1. FIG.
본 발명의 목적은 서두에 전제한 구성의 수냉식 이송 롤러를 물을 인도함에 있어서의 조기 결함이 배제되도록 개선시키는 것이다.It is an object of the present invention to improve the water-cooled transfer roller of the construction presupposed at the outset so that early defects in guiding water are eliminated.
그러한 목적은 본 발명에 따라 도관의 물 유입측 단부용 수납부, 본체의 회전 축선과 일렬로 정렬되어 냉각수를 공급하는 중심 구멍, 및 물 수집 챔버와 연통되는 역류수용 유출 채널을 구비한 샤프트가 본체에 고정되고, 냉각수를 중심 구멍에 공급할 수 있고 역류수를 물 수집 챔버로부터 인출할 수 있는 물 분배기가 회전이 가능하게 샤트프에 접속되도록 함으로써 달성된다. 본 발명에 따른 사상은 전술된 공지의 구성의 손상을 분석함으로써 비롯된 것이다. 본 발명에 따른 장치에서는 물 유입 및 물 유출에 필요한 회전 부싱이 도관의 구역으로부터 샤프트와 물 분배 헤드로 이뤄진 부품 군으로 옮겨진다. 그러한 부품 군의 요소는 견고한 정밀 가공 부품이다. 그럴 경우, 부품의 서로 회전 이동될 수 있는 접속 요소가 좁은공차를 유지하면서 정확하게 일렬로 정렬되는 것이 보장될 수 있게 된다. 물을 인도하는 도관의 단부는 회전이 불가능하게 샤프트 내에 끼워 맞춰진다. 따라서, 혹시라도 도관이 이송 롤러의 회전 축선에 대해 어긋나고/어긋나거나 굽어지더라도 본 발명에 따른 장치의 기능에는 전혀 해가 되지 않는다.Such an object is characterized in that the shaft comprises a receiving body for the water inlet side end of the conduit, a central hole arranged in line with the rotational axis of the body to supply the coolant, and an outlet channel for the backflow water in communication with the water collection chamber. And a water distributor capable of supplying cooling water to the center hole and withdrawing backflow water from the water collection chamber is rotatably connected to the shaft. The idea according to the invention comes from analyzing the damage of the above known construction. In the device according to the invention, the rotary bushings necessary for water inlet and water outlet are transferred from a section of the conduit to a group of parts consisting of a shaft and a water distribution head. Elements of such a family of parts are solid precision machined parts. In such a case, it is possible to ensure that the connecting elements of the parts which can be rotated to each other are correctly aligned in line while maintaining a narrow tolerance. The ends of the conduits leading the water are fitted in the shaft so that they cannot be rotated. Thus, even if the conduit is misaligned and / or bent with respect to the axis of rotation of the feed roller, it does not harm the function of the device according to the invention at all.
샤프트와 물 분배 헤드로 이뤄진 부품 군의 또 다른 구조적 구성을 위한 각종의 방안이 제공된다. 일 실시예에 따르면, 물 분배 헤드는 회전 축선과 일렬로 정렬된 물 공급관을 구비하고, 그 물 공급관은 그 단부에서 회전이 가능하게 샤프트의 중심 구멍 내에 맞물린다. 또 다른 구성에 따르면, 샤프트는 중심 구멍과 일렬로 정렬된 원통형 핀을 구비하고, 그 원통형 핀은 물 분배 헤드의 축 부싱을 통해 맞물려서 회전이 가능하게 냉각수 공급 장치에 접속될 수 있다. 양자의 구성에 있어서, 물 분배 헤드는 역류수를 위해 종방향으로 그 직경이 물 공급관 또는 원통형 핀의 직경보다 더 큰 블라인드 구멍을 구비하는 것이 바람직하다. 역류수는 블라인드 구멍 및 물 공급 라인과 경계를 이룬 환형 공간을 통해 흘러 블라인드 구멍과 연통된 횡방향 구멍을 통해 유출된다.Various alternatives are provided for another structural configuration of a family of parts consisting of a shaft and a water distribution head. According to one embodiment, the water dispensing head has a water supply line aligned with the axis of rotation, the water supply line being engaged in the center hole of the shaft to enable rotation at its end. According to yet another configuration, the shaft has a cylindrical fin aligned in line with the central hole, which can be connected to the coolant supply device by rotation through engagement with the axial bushing of the water dispensing head. In both configurations, the water dispensing head is preferably provided with a blind hole whose diameter is larger than the diameter of the water supply pipe or the cylindrical fin in the longitudinal direction for countercurrent water. Backflow water flows through the annular space bounded by the blind hole and the water supply line and flows out through a transverse hole in communication with the blind hole.
본 발명의 바람직한 구성에 따르면, 샤프트는 본체의 단부면에 나사 결합될 수 있다. 그를 위해, 샤프트는 본체의 단부면에 고정될 수 있는 플랜지 및 본체 내에 끼워 맞춰져 샤프트를 본체의 중심에 위치시키는 접속 단부를 구비한다.According to a preferred configuration of the invention, the shaft can be screwed to the end face of the body. For that purpose, the shaft has a flange which can be fixed to the end face of the body and a connecting end fitted in the body to position the shaft in the center of the body.
본 발명의 사상의 또 다른 구성에서는 도관의 물 유입측 단부에 반경 방향 브리지를 구비한 이격 홀더가 배치되고, 이격 홀더용 수납 공간을 구비한 중공 샤프트가 본체 내에 삽입된다. 설명된 그러한 장치에서는 물이 도관으로부터 축방향으로 유출되어 이격 홀더가 삽입된 수납 공간에서 전향되게 된다. 그와 같이 구성할 경우, 물의 유출 횡단면이 커져서 압력 손실이 적게 물이 전향되는 것이 보장된다. 아울러, 그것은 냉각수를 인도하는 작동 기능이 신뢰성이 있도록 하는데 기여한다. 중공 샤프트는 구동 장치의 접속을 위한 축 연장부를 구비할 수 있다.In another configuration of the idea of the present invention, a space holder with a radial bridge is disposed at the water inlet side end of the conduit, and a hollow shaft having a storage space for the space holder is inserted into the main body. In such a device described, water flows axially out of the conduit and is diverted in the receiving space into which the space holder is inserted. In such a configuration, the outflow cross section of the water is enlarged, so that the water is diverted with less pressure loss. In addition, it contributes to the reliable operation of the cooling water. The hollow shaft may have an axial extension for the connection of the drive device.
본 발명의 바람직한 구성에 따르면, 본체의 외측에 있는 단열재는 본체와 미끄럼 베어링면을 형성하는 외부 관 사이에 탄성적으로 밀봉된 채로 클램핑되는 고온 내열성 무기 섬유제 섬유 매트로 이뤄진다. 외부 관은 공지의 형식대로 본체에 용접된 브리지에 고정된다. 섬유로서는 예컨대 세라믹 섬유, 유리 섬유, 및 SiO2섬유가 적합하다.According to a preferred configuration of the present invention, the heat insulating material on the outside of the main body is made of a high temperature heat resistant inorganic fiber fiber mat clamped elastically between the main body and the outer tube forming the sliding bearing surface. The outer tube is fixed to the bridge welded to the body in a known fashion. Suitable fibers are, for example, ceramic fibers, glass fibers, and SiO 2 fibers.
첨부 도면에 도시된 이송 롤러는 그 기본적 구성에 있어서 원통형 본체(1), 본체(1)의 외측 둘레에 있는 단열재(2), 및 본체(1)의 중심에 배치되는 냉각수용 도관(3)으로 이뤄진다. 냉각수는 회전이 가능하게 지지된 본체(1)의 일 단부에서도관(3)에 공급되어 도관의 유출측 단부에서 전향된 후에 도관과 본체 사이의 환형 공간(4)으로 역류된다.The conveying roller shown in the accompanying drawings has, in its basic configuration, a cylindrical body 1, a heat insulating material 2 around the outer periphery of the body 1, and a conduit 3 for cooling water disposed at the center of the body 1. It is done. Cooling water is also supplied to the conduit 3 at one end of the rotatably supported body 1 and redirected at the outlet end of the conduit and then flowed back into the annular space 4 between the conduit and the body.
본체(1)에는 도관의 물 유입측 단부(6)용 수납부, 본체(1)의 회전 축선과 일렬로 정렬되어 냉각수를 공급하는 중심 구멍(7), 및 물 수집 챔버(8)와 연통되는 역류수용 유출 채널(9)을 구비한 샤프트(5)가 고정된다. 유출 채널(9)은 중심 구멍(7)의 둘레에 동심상으로 배치되는 구멍으로 이뤄진다. 물 수집 챔버(8)는 커버(10)에 의해 폐쇄되는 원통형 챔버로 이뤄진다. 샤프트(5)에는 냉각수를 중심 구멍(7)에 공급할 수 있고 역류수를 물 수집 챔버(8)로부터 인출할 수 있는 물 분배 헤드(11)가 회전이 가능하게 접속된다. 특히 도 2의 확대도로부터 알 수 있는 바와 같이, 물 분배 헤드(11)는 회전 축선과 일렬로 정렬된 물 공급관(12)을 구비하고, 그 물 공급관(12)은 그 단부에서 회전이 가능하게 샤프트(5)의 중심 구멍(7) 내에 맞물린다. 샤프트 단부와 중심 구멍(7) 사이에는 작은 갭이 마련되어 물 공급관(12)이 샤프트(5)에 대해 마모가 없이 회전 이동되는 것이 보장되게 된다. 누출이 생기고 그에 수반하여 유입수와 고온 역류수 사이의 재혼합이 일어나는 것은 해당 물 처리 용량에서는 얼마든지 감수될 수 있다. 그러나, 물 공급관(12)과 중심 구멍(7) 사이의 밀봉 장치는 제외되어서는 안 된다. 물 분배 헤드(11)는 베어링면이 상응하게 가공되어 있는 베어링 커버로서 형성된 커버(11)에 회전이 가능하게 지지된다.The main body 1 is in communication with the receiving portion for the water inlet side end 6 of the conduit, the central hole 7 which is aligned in line with the rotation axis of the main body 1 to supply the coolant, and the water collection chamber 8. The shaft 5 with the outflow channel 9 for backflow water is fixed. The outflow channel 9 consists of a hole arranged concentrically around the center hole 7. The water collection chamber 8 consists of a cylindrical chamber closed by a cover 10. The shaft 5 is rotatably connected to a water distribution head 11 capable of supplying cooling water to the center hole 7 and withdrawing backflow water from the water collection chamber 8. In particular, as can be seen from the enlarged view of FIG. 2, the water dispensing head 11 has a water supply tube 12 aligned with the axis of rotation, the water supply tube 12 being rotatable at its end. Is engaged in the central hole 7 of the shaft 5. A small gap is provided between the shaft end and the center hole 7 to ensure that the water supply pipe 12 is rotated without abrasion with respect to the shaft 5. Leakage and subsequent remixing between influent and hot backwash water can be tolerated by the water treatment capacity. However, the sealing device between the water supply pipe 12 and the center hole 7 should not be excluded. The water dispensing head 11 is rotatably supported by a cover 11 formed as a bearing cover whose bearing surface is correspondingly machined.
도 2로부터 또한 알 수 있는 바와 같이, 물 분배 헤드(11)는 역류수를 위해 종방향으로 그 직경이 물 공급관(12)의 직경보다 더 큰 블라인드 구멍(13)을 구비한다. 블라인드 구멍(13)에는 유출수용 횡방향 구멍(14)이 연통된다.As can also be seen from FIG. 2, the water dispensing head 11 has a blind hole 13 whose diameter is larger than the diameter of the water supply pipe 12 in the longitudinal direction for countercurrent water. The blind hole 13 communicates with the lateral hole 14 for outflow.
샤프트(5)는 나사(15)에 의해 본체(1)의 단부면에 고정될 수 있는 플랜지 및 본체(1) 내에 끼워 맞춰지는 접속 단부를 구비한다.The shaft 5 has a flange which can be fixed to the end face of the body 1 by screws 15 and a connecting end that fits within the body 1.
첨부 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 도관(3)의 물 유출측 단부에는 반경 방향 브리지(17)를 구비한 이격 홀더(16)가 배치된다. 본체(1) 내에는 이격 홀더용 수납 공간(19)을 구비한 중공 샤프트(18)가 삽입된다. 도관(3)은 회전이 불가능하게 이격 홀더(16)에 의해 중심에 위치된 상태로 배치된다. 중공 샤프트(18)는 본체(1)에 용접되거나 냉각수 유입측 샤프트(5)와 같은 형식으로 나사에 의해 본체(1)의 단부면에 플랜지 결합될 수 있다. 냉각수는 도관(3)의 단부면에서 유출되어 중공 샤프트(18)의 수납 공간(19)에서 전향된다. 냉각수는 이격 홀더(16)의 반경 방향 브리지(17)에 의해 형성된 채널(17)을 통해 흘러 도관(3)과 본체(1) 사이의 환형 공간(4)으로 유출되는데, 그러면서 한편으로 고온의 본체와 다른 한편으로 냉각된 도관(3) 사이의 열 교환이 이뤄지게 된다. 또한, 중공 샤프트(18)는 구동 장치의 접속을 위한 축 연장부를 구비한다.As can be seen from the accompanying drawings, at the water outlet side end of the conduit 3, a space holder 16 with a radial bridge 17 is arranged. In the main body 1, the hollow shaft 18 provided with the storage space 19 for space holders is inserted. The conduit 3 is arranged in a centered position by the spacer holder 16 so as not to rotate. The hollow shaft 18 may be welded to the body 1 or flanged to the end face of the body 1 by screws in the same form as the coolant inlet shaft 5. Cooling water flows out of the end face of the conduit 3 and is redirected in the receiving space 19 of the hollow shaft 18. Cooling water flows through the channel 17 formed by the radial bridge 17 of the spacing holder 16 and outflows into the annular space 4 between the conduit 3 and the body 1, while on the one hand the hot body And on the other hand heat exchange between the cooled conduits 3 takes place. The hollow shaft 18 also has an axial extension for connection of the drive device.
단열재(2)는 예컨대 세라믹 섬유 또는 SiO2섬유와 같은 고온 내열성 무기 섬유로 된 섬유 매트로 이뤄진다. 그러한 섬유 매트는 본체(1)와 관 세그먼트로 이뤄져 미끄럼 베어링면을 형성하는 외부 관(20) 사이에 탄성적으로 밀봉된 상태로 클램핑된다. 외부 관(20) 또는 관 세그먼트는 외측에서 본체(1) 상에 용접된 브리지(21)에 고정된다. 본체(1)는 절연 구역의 양측에 있는 섹션(22)에 지지된다.The heat insulator 2 consists of a fiber mat of high temperature heat resistant inorganic fibers such as, for example, ceramic fibers or SiO 2 fibers. Such a fiber mat is clamped in an elastically sealed state between the main body 1 and the outer tube 20 consisting of tube segments to form a sliding bearing surface. The outer tube 20 or tube segment is fixed to the bridge 21 welded on the body 1 from the outside. The body 1 is supported by sections 22 on both sides of the insulation zone.
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