NO150775B - Rull beregnet for varmeoverfoering samt fremgangsmaate og maskin for fremstilling av denne - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en rull som er fremstilt av to på hverandre lagte baner, av hvilke den ene er korrugert. Rullen er først og fremst beregnet på å anvendes i en såkalt regenerativ varmeveksler.

Det er kjent å fremstille ruller for roterende varmegjen-vinner ved å vikle på hverandre en slett og en korrugert bane av metallfolie, vanligvis aluminiumsfolie, idet disse

to baner innbyrdes forenes med et bindemiddel av to- eller flerkomponenttype. Oppviklingen skjer på en slik måte at de to baners indre ender festes på en roterbart drevet kjernehylse. Den slette bane avvikles fra en forrådsrull på en spindel forsynt med bremse. Banene vikles således til rull under en strekkspenning fra den slette banes forrådsrull. Ettersom dreiemomentet fra kjernehylsen øker, alt ettersom oppviklingsrullens diameter øker, oppstår det en situasjon hvor strekkraften i den slette bane på grunn av bremsevirk-ning fra avviklingsspindelen bevirker at limforbindelsen mellom den slette bane og ribbene på den korrugerte bane brister og således en eller flere av vindingene blir frie fra hverandre. Det oppstår da risiko for at hele rullen skal bryte sammen, når den for herding av bindemiddelet forflyttes til en herdeovn. Riktignok kan det forekomme at tilstrekke-lig store mengder av bindemiddelet, etter at limforbindelsen er brutt, blir værende igjen på den korrugerte banes ribber for å kunne feste disse til den slette bane, men bindemiddelet på den slette bane ved de opprinnelige festesteder vil da bli liggende i mellomrommet mellom ribbene, hvilket har den ulempe at gjennomstrømningstverrsnittet for luften gjennom varmegjenvinnerens roterbart drevne rull minsker.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er helt å unngå lime-operasjonen samtidig som det etterstrebes et vesentlig effek-tivere varmeutbytte enn ved varmevekslere som er utstyrt med ruller av tidligere kjent type.

Det som kjennetegner rullen ifølge oppfinnelsen fremgår av

de etterfølgende patentkrav. Dessuten omfatter oppfinnelsen en fremgangsmåte for fremstilling av rullen og en maskin for

utførelse av fremgangsmåten, hvilken fremgangsmåte og maskin kjennetegnes av det som fremgår av de etterfølgende sideord-nede krav og underkravene.

I det følgende skal oppfinnelsen beskrives nærmere under hen-visning til vedføyede tegninger, hvor Fig. 1 er et skjematisk sideriss av en maskin ifølge oppfinnelsen for å fremstille ruller av to sammenførte materialbaner. Fig. 2-4 viser tverrsnitt i større målestokk av tre forskjellige stasjoner for utformning av den ene materialbane.

Fig. 5 er et sideriss av den på fig. 4 viste stasjon.

Fig. 6 og 7 er planriss av rullens oppviklingsstasjon med dennes ene endestykke i forskjellige stillinger. Fig. 8 viser i større målestokk et vertikalt lengdesnitt av oppviklingsstasjonen i begynnelsen av oppviklingen, og fig.

9 samme stasjon i en senere fase av oppviklingen.

Fig. 10 viser i enda større målestokk et snitt gjennom den ytre kant av det roterbart drevne endestykke i oppviklings-stas jonen.

Fig. 11 er ét perspektivisk riss av en del av rullen.

Fig. 12 viser i større målestokk et tverrsnitt av en del av rullen, og fig. 13 et snitt i rullens lengderetning, tatt etter linjen XIII-XIII på fig. 12.

Fig. 14 er et enderiss av rullen delvis i snitt.

På de to ender av et langstrakt stativ 1 er det roterbart lagret to spindler 2, 3, som hver opptar hver sin forrådsrull 4 resp. 5 av slett aluminiumsfolie 6 resp. 7. Stativet bærer dessuten en stasjon 8 for korrugering av materialbanen 6, en stasjon 9 for utførelse av innpresninger ved topp og bunn av ribbene 10 av den korrugerte bane og en stasjon 11 for opp-vikling av banene 6 og 7 til en rull 12.

Korrugeringsstasjonen 8 består av to roterbart drevne, med hverandre samvirkende tannhjulslignende valser 13, 14, mellom hvilke materialbanen 6 føres slik at det dannes tversgående ribber 10 på denne.

Etter korrugeringsstasjonen 8 ligger stasjonen 9, i hvilken det utformes innpresninger ved ribbenes 10 topp og bunn. Stasjonen 9 består av to tannvalser 15, 16 og to rullval-

ser 17, 18. Sistnevnte er forsynt med periferielle vulster 19 (se fig. 5), som svarer til formen av uttagninger 20 i toppene av tannvalsenes 15, 16 tenner 21. Ved at materialet flyter i det pressnip som dannes mellom valsene 15, 17 resp. 16, 18 bibringes ribbene innpresninger 22 ved såvel topp som bunn.

Innpresningene 22 ved ribbenes 10 topp og bunn er forskjøvet en halv deling i forhold til hverandre (se fig. 13), for at det indre gjennomstrømningsareal skal være konstant langs hele den kanal A som dannes.

Etter stasjonen 9 er det anbragt en bæreplate 23, på hvilken den korrugerte bane 6 glir fritt under fremmatingen. Banen gjennomløper videre et par styre- eller mastervalser 24, 25 før oppviklingsstasjonen 11. Disse valser regulerer bl.a. valsenes 13, 14 rotasjonshastighet i forhold til rullens 12 oppviklingshastighet.

Den slette bane 7 mates fra sin forrådsrull 5. Den løper gjennom et par samvirkende valser 26 (lignende valsene 17, 18), som er forsynt med periferielle vulster for å bibringe banen 7 rifler 27. Disse rifler har samme deling som innpresningene 22 i ribbenes 10 topp og bunn. Banen 7 passerer videre en oppvarmingsanordning 28, som fortrinnsvis består av to munnstykker tilsluttet en varmluftkilde (ikke vist). Før banen når oppviklingsstasjonen 11, styres den i sin sideret-ning ved hjelp av en innretningsanordning 29, slik at banens 7 rifler 27 legges i banens 6 innpresninger 22. Ettersom banen 7 er oppvarmet, vil denne når den avkjøles trekke seg i sammen, hvorved det fås en sikker fiksering av de i rullen 12 inngående baner 6, 7 i forhold til hverandre.

I oppviklingsstasjonen 11 inngår det to koaksiale roterbart lagrede endestykker 30, 31. Avstanden mellom endestykkene 30, 31 er i virksom stilling omtrent lik bredden av materialbanene 6, 7, av hvilke den med rifler forsynte banes 7 bredde bør være ubetydelig (fortrinnsvis ca. 2 mm) mindre enn den korrugerte banes 6 bredde. Det ene endestykke 30 er med sin aksel 32 roterbart lagret i et lager 33 på stativet 1 og dri-ves via et kjedehjul 34 på akselens 32 ytre ende. Akselen 32 er på den ende som ligger motsatt hjulet 34 utformet til en tapp 35, på hvilken er påtredbar den ene ende av en kjernehylse 36, på hvilken materialbanene 6, 7 skal vikles opp. Hylsen 36 er fastklembar ved tappen 35 ved hjelp av en ek-spanderbar klemhylse 37, som en med hode 38 forsynt bolt 39 går igjennom, hvilken bolt på den motsatte ende har utvendige skruegjenger, som samvirker med innvendige gjenger på en i akselen 32 dreibar men aksielt ikke forflyttbar spennhylse 40.

Det andre endestykke 31 er med sin aksel 41 roterbart lagret i et lager 4 2 på den ytre ende av en arm 43, som omkring en vertikal aksel 44 på stativet 1 er utsvingbar ved hjelp av en spak 45. I innsvingt stilling (fig. 7, 8 og 9) griper en tapp 46 på akselen 41 inn i kjernehylsens 36 frie ende (den venstre ifølge fig. 8 og 9).

Endestykket 30 er på den side som vender mot det motsatte endestykke 31 forsynt med en rondell 47 av gummi eller lignende elastisk materiale, som med skruer 48 er festet langs

sine indre og ytre kanter til selve endestykket 30. I dette er det dessuten forskyvbart anordnet et stort antall stempler 49, hvert forsynt med et hode 50, beliggende i en fordypning 51 i endestykket innenfor rondellen 47. Med sin frie ende

52 rager stemplene 49 ut av endestykkets 30 bakside 53.

Ved endestykkenes 30, 31 rotasjon ruller en rulle 54 mot bak-siden 53 av endestykket 30, hvilken rulle er roterbart lagret på en aksel 55 på den nedre ende av en styrestang 56, som med en føring 57 er vertikalt forflyttbar i et styrespor 58

i en ovenfor lageret 33 anordnet stender 59. Styrestangen 56 er forbundet med en arm 60, som strekker seg ned i mellomrommet 61 mellom endestykkene 30, 31 og ved hvis nedre ende er roterbart lagret en belastningsrulle 62, beliggende omtrent på samme nivå som trykkrullen 54.

Etter'at armen 43 (fig. 6) er svingt ut og en kjernehylse 36 med den ene ende er tredd på tappen 35 og med ekspansjonshylsen 37 er klemt fast til denne, festes endene av materialbanene 6 og 7 med bindemiddel til kjernehylsen. Maskinens drivverk startes, og påviklingen på kjernehylsen 36 begynner ved dennes og endestykkenes 30, 31 rotasjon. De to baner 6, 7 legges på hverandre med riflene 27 gripende inn i innpresningene 22. Etterhvert som den ene vinding etter den andre legges på kjernehylsen 36, løftes rullen 62, medtagende armen 60 og stangen 56 med sin klemrulle 54. Når stemplene 49 under endestykkets 30 rotasjon passerer forbi rullen 54, tryk-kes de av denne inn mot rondellen 47, som derved buktes noe inn i mellomrommet 61 mellom endestykkene 30, 31. Derved blir de for anledningen senest oppviklede vindinger av banene 6, 7 utsatt for et sidetrykk og blir derved fastklemt mellom endestykkene. Dette innebærer at trekkraften fra akselen 32 overføres direkte til disse vindinger, og strekkspenningen fra den med rifler 27 forsynte bane 7, som av en bremse på avviklingsspindelen 3 holdes strukket, opptas således av ban-enes 6, 7 friksjon mot endestykkene 30, 31. De innerste vindinger av banene på kjernehylsen 36 avlastes. Noen risiko for at de allerede oppviklede vindinger skal presses sammen foreligger altså ikke.

Etter at rullen 12 er ferdigviklet og den ytre vinding er blitt festet med bindemiddel til den nest ytterste vinding, svinges armen 4 3 igjen ut og trykket på ekspansjonshylsen 37 lettes. Rullen 12 kan deretter sammen med sin kjernehylse 36 fjernes fra maskinen. En etterfølgende avkjøling av rui-len 12 i værelsestemperatur gir den foran beskrevne fiksering av båndene i forhold til hverandre på grunn av den ved avkjøl-ing tilveiebragte sammentrekking av det med rifler forsynte bånd. Fikseringen medfører at den ferdigviklede rull ikke kan bryte sammen.

Riflene 27 og innpresningene 22 medfører at strømningskanal-ene A for det medium som strømmer gjennom varmeveksleren får det utseende som er vist på fig. 13. Denne form innebærer at den varmeoverførende flate blir større og at strømningen gjennom kanalene A vil skje turbulent og ikke laminært. Ved laminær strømning (som ville finne sted dersom kanalens be-grensningsflater var helt plane) virker som kjent det nærmest begrensningsflaten strømmende mediesjikt som en isolasjon og hindrer resten av mediet i å komme i kontakt med flaten. Den turbulente strømning som blir tilfellet i kanalene i rullen ifølge oppfinnelsen medfører at en større andel av det strømmende medium kommer i intim berøring med begrens-ningsflatene. Denne effekt sammen med at kanalenes A varme-overførende flate på grunn av riflene 27 er forstørret, gjør at varmevekslernes varmeutbytte forbedres vesentlig.

Den viste og beskrevne utførelsesform er kun ment som et eksempel, og maskinens forskjellige deler kan konstruktivt forandres på flere måter innenfor rammen av de etterfølgende krav.' Således kan rullen 54 utenfor endestykket 30 erstattes med en slepesko båret av stangen 56. Også det motsatte endestykke 31 kan eventuelt være forsynt med en rondell 47 av elastisk materiale. Slepeskoen kan ha en slik lengde og/eller bredde at den samtidig trykker inn to eller flere stempler 49. Det forefinnes også andre måter å avlaste de indre oppviklede vindinger på. Et arrangement med pneumatiske stempler som overfører trekkmomentet til den ytterste vinding

er også tenkelig.

Claims (8)

1. Rull beregnet for varmeoverføring og bestående av to rundt en kjernehylse (36) viklede, på hverandre lagte materialbaner (6, 7), av hvilke den ene (6) har med jevn deling anordnede tversgående ribber (10) for dannelse av aksiale kanaler gjennom rullen og den andre materialbane (7) har langsgående rifler (27), karakterisert ved at den førstnevnte banes (6) ribber (10) såvel ved topp som bunn er forsynt med innpresninger (22) med samme deling som riflene (27) , i hvilke innpresninger (22) riflene (27) på den andre bane (7) griper inn for dannelse av en mekanisk låsing mellom de to baner.

2. Rull ifølge krav 1, karakterisert ved at innpresningene (22) i ribbenes (10) topp er forskjøvet en halv deling i forhold til de i ribbenes bunn.

3. Fremgangsmåte for fremstilling av ruller ifølge krav 1, ved på en roterbart drevet kjernehylse (36) å vikle to materialbaner (6, 7), av hvilke den ene (6) har tversgående ribber (10) og den andre bane (7) har langsgående rifler (27), karakterisert ved at i det minste én av banene styres slik at riflene legges inn i innpresningene.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at oppviklingen utføres mellom to sammen med kjernehylsen (36) roterende endestykker (30, 31), av hvilke i det minste den ene (30) er drevet og at i det minste en av materialbanene (6, 7), fortrinnsvis den med ribber (10) forsynte bane (6), under oppviklingen klemmes fast mellom endestykkene for derved å medbringes av disse.

5. Maskin for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 3, med en oppviklingsstasjon (11), som tilføres to materialbaner (6, 7), av hvilke den ene (6) har tversgående ribber (10), karakterisert ved at det i maskinen inngår dels organer (26) som er anordnet for under fremmating av den andre bane (7) å anbringe langsgående rifler (27) i denne og dels organer (15 - 18) som er anordnet for under den først-nevnte banes (6) fremmating å anbringe innpresninger (22), med samme deling som riflene, i såvel topp som bunn av ribbene i denne bane, samt dels organer (29) som er anordnet for å styre den ene og/eller den andre bane slik at riflene i den ene bane kommer i inngrep med innpresningene i den andre bane.

6. Maskin ifølge krav 5, karakterisert ved at organene for tilveiebringelse av innpresninger (22) i topp og bunn av ribbene (10) i den andre materialbane (6) utgjøres av uttagninger (20) i toppene på tennene (21) i en roterbart lagret tannvalse (16) og en med periferielle vulster (19) forsynt valse (18) som er således parallelt lagret med valsen (16) at vulstene (19) på den ene valse (18) griper inn i uttagningene (20) på den andre valse (16) ved disses rotasjon og danner et pressnip for denne materialbane.

7. Maskin ifølge krav 5, karakterisert ved et roterbart drevet endestykke (30) med en aksel (32), på hvilken er påtredbar og med den ene ende er fastklembar en kjernehylse (36), hvis motsatte ende bæres av en tapp (46) på et motstående, roterbart lagret endestykke (31), og et organ som er anordnet for under påviklingen på kjernehylsen (36) å utsette i det minste én av banene (6, 7) for et sidetrykk under fastklemming av denne bane mellom endestykkene (30, 31) for derved å medbringes i disses rotasjon.

8. Maskin ifølge krav 7, karakterisert ved at en valse (62) som avføler stillingen av den for anledningen ytterste vinding på rullen (12), er roterbart lagret på en arm (60), som er bevegelig til og fra kjernehylsen (36) langs en styring (57, 58) sammen med et trykk-organ, som er anordnet for å utsette nevnte vinding for et sidetrykk i retning mot det motsatte endestykke (31) og at det med drivakselen (32) forsynte endestykke (30) har et parti (47) av gummi eller'lignende elastisk materiale samt at trykkorganet utgjøres av en rulle (54) e.l. medfølgende valsen (62) ± sin rad±ale forfl (54) er anordnet for å trykke nevnte parti (47) ela., ■ • ved et- =f0^ i-, ^ elastisk innad vea et sted like overfor valsen (62).