RU2269413C1

RU2269413C1 - Roller for the roller machines

Info

Publication number: RU2269413C1
Application number: RU2004121389/12A
Authority: RU
Inventors: Юрий Николаевич Шаповалов (RU); Юрий Николаевич Шаповалов; Виктор Владимирович Свинарев (RU); Виктор Владимирович Свинарев
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2006-02-10
Also published as: RU2004121389A

Abstract

FIELD: chemical industry; devices for reprocessing of the polymeric materials.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to the field of chemical industry, in particular, to the design of the rollers for the roller machines of reprocessing of the polymeric materials. The roller for the roller machines contains: a shell ring; a drum with a heat-exchange area having the screw-type channels, which are passing from the center of the drum towards its butts with an opposite to each other direction of the rifling and made in the form of a variable cross-section with their depth increasing; a journal with channels for a refrigerant feeding to the center of the roller and the refrigerant withdrawal from the roller butts. The roller is supplied with an additional heat-exchange area formed by the internal cavities of the drum, the journals and the channels for the refrigerant feeding and withdrawal. The drum is rigidly coupled with the shell ring and the channels for the refrigerant feeding and withdrawal are arranged in the general branch-pipe mounted inside one of the journals. The increase of the depth of the screw-type channels is made from the center of the drum towards its butts. The invention ensures the uniform cooling of the roller and increases effectiveness of the heat-exchange.

EFFECT: the invention ensures the uniform cooling of the roller and increases effectiveness of the heat-exchange.

4 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов, в частности к конструкции валков валковых машин.The invention relates to equipment for the processing of polymeric materials, in particular to the design of rolls of roll machines.

Известен валок к валковым машинам (А.с. №1426808, В 29 В 7/56, 7/82, Бюл. №36, 1988 г.), содержащий полый корпус с выполненными в нем периферийными каналами, соединенными на входе и выходе наклонными каналами с полостью корпуса, снабженной с одной стороны заглушкой, и смонтированный в полости поршень, соединенный с трубой для подвода теплоносителя.Known roll to roll machines (AS No. 1426808, 29 V 7/56, 7/82, Bull. No. 36, 1988), containing a hollow body with peripheral channels made therein, connected at the input and output inclined channels with a body cavity, equipped with a plug on one side, and a piston mounted in the cavity, connected to a pipe for supplying a coolant.

Но этот валок не может использоваться при производстве тонких лент, так как теплоноситель подается с одного торца валка, а отводится с другого торца. Вследствие этого температура валка с одной стороны будет отличаться от температуры валка с другой стороны, что недопустимо при производстве тонкой ленты.But this roll cannot be used in the production of thin tapes, since the coolant is supplied from one end of the roll, and removed from the other end. As a result, the temperature of the roll on the one hand will differ from the temperature of the roll on the other hand, which is unacceptable in the production of thin tape.

Наиболее близким по технической сущности является валок к валковым машинам (А.с. №829438, В 29 В 1/08, Бюл. №18 1981 г.), содержащий барабан с винтовыми двухзаходными каналами, обечайку и цапфы с каналами подвода и отвода теплоносителя, в котором двухзаходные каналы выполнены переменного сечения с непрерывным изменением площади сечения от торцов к середине валков, барабаны смонтированы на цапфах с возможностью поворота, а винтовые каналы выполнены от центра барабана к его торцам с противоположным относительно друг друга направлением нарезки.The closest in technical essence is the roll to the roll machines (A.S. No. 829438, 29 In 1/08, Bull. No. 18 1981), containing a drum with two-way screw channels, a shell and trunnions with coolant inlet and outlet channels in which the two-way channels are made of variable cross-section with a continuous change in the cross-sectional area from the ends to the middle of the rolls, the drums are mounted on pins with the possibility of rotation, and the screw channels are made from the center of the drum to its ends with a cutting direction opposite to each other.

Этот валок не может использоваться при производстве тонкой ленты ввиду следующих недостатков:This roll cannot be used in the production of thin tape due to the following disadvantages:

- барабан и обечайка выполнены подвижными относительно друг друга, поэтому между ними есть зазор и возможны утечки между каналами барабана и обечайкой, а утечки снижают эффективность теплообмена,- the drum and the shell are made movable relative to each other, so there is a gap between them and leaks between the drum channels and the shell are possible, and leaks reduce the heat transfer efficiency,

- более холодная жидкость подается с торцов валка, тогда как в реальном процессе торцы валка охлаждаются окружающей средой в большей степени, чем середина, таким образом создается неравномерность температурного поля: середина обечайки более нагретая по сравнению с торцами,- colder liquid is supplied from the ends of the roll, while in the real process the ends of the roll are cooled by the environment to a greater extent than the middle, thus creating an uneven temperature field: the middle of the shell is warmer than the ends,

- сечение каналов на входе меньше, чем в середине, вследствие этого на входе скорость течения хладагента будет больше, и коэффициент теплообмена будет выше чем в середине, таким образом снова создается неравномерность температурного поля: середина обечайки более нагретая по сравнению с торцами,- the cross-section of the channels at the inlet is less than in the middle, as a result of which the flow rate of the refrigerant will be greater at the inlet and the heat transfer coefficient will be higher than in the middle, thus creating an uneven temperature field: the middle of the shell is warmer than the ends,

- поверхность теплообмена представлена только площадью винтового канала и неэффективно используется подводящие и отводящие каналы для охлаждения массы барабана.- the heat exchange surface is represented only by the area of the helical channel and the inlet and outlet channels are inefficiently used to cool the mass of the drum.

Техническая задача изобретения - увеличение равномерности охлаждения валка и повышение надежности и эффективности теплообмена.The technical task of the invention is to increase the uniformity of cooling the roll and increase the reliability and efficiency of heat transfer.

Поставленная задача достигается тем, что в валок к валковым машинам, содержащем обечайку, барабан с зоной теплообмена, имеющей винтовые каналы, выполненные от центра барабана к его торцам с противоположным друг относительно друга направлением нарезки и выполненные переменного поперечного сечения с увеличением их глубины, и цапфы с каналами подвода к центру валка и отвода с его торцов хладагента, снабжен дополнительной зоной теплообмена, образованной внутренними полостями барабана, цапфами и каналами подвода и отвода хладагента, барабан жестко соединен с обечайкой, а каналы подвода и отвода хладагента расположены в общем патрубке, установленном в одной из цапф, причем увеличение глубины винтовых каналов выполнено от центра барабана к его торцам.The task is achieved by the fact that in the roll to the roll machines containing the shell, the drum with a heat exchange zone having helical channels made from the center of the drum to its ends with a cutting direction opposite to each other and made of variable cross section with increasing depth, and trunnions with channels of supply to the center of the roll and removal of refrigerant from its ends, is equipped with an additional heat exchange zone formed by the internal cavities of the drum, trunnions and channels of supply and removal of refrigerant, drum rigidly coupled to the shell, and the channels supplying and discharging coolant arranged in a common nozzle installed in one of the pivots, the increase in depth of the screw channels formed by the drum center to its ends.

На Фиг.1 представлен валок, общий вид; на Фиг.2 - сечение Б-Б, на Фиг.3 - сечение В-В, на Фиг.4 - сечение Г-Г.Figure 1 presents the roll, a General view; figure 2 is a section bB, figure 3 is a section bb, figure 4 is a section GG.

Валок к валковым машинам содержит (см. Фиг.1) обечайку 1, барабан 2, жестко смонтированный в обечайке 1, цапфы 3, цапфы 4, в которой установлен общий патрубок 5 с расположенными в нем трубкой 6 подвода хладагента и трубками 7 отвода его, при этом барабан 2 имеет винтовые каналы а, выполненные на его наружной цилиндрической поверхности, и образующие I зону теплообмена. Эти каналы имеют переменную глубину с непрерывным увеличением площади сечения от середины барабана 2 к его торцам. Винтовые каналы а выполнены от центра барабана к его торцам с противоположным друг относительно друга направлением нарезки, подводящие каналы 6 расположены по радиусам в центре барабана, отводящие каналы в - на торцах барабана. Барабан содержит дополнительные зоны II теплообмена, образованные внутренними полостями барабана 2, цапфами 3, 4 и трубками 6 и 7 (см. Фиг.1).The roll to the roll machines contains (see FIG. 1) a shell 1, a drum 2, rigidly mounted in a shell 1, a journal 3, a journal 4, in which a common pipe 5 is installed with a refrigerant supply pipe 6 therein and its discharge pipes 7, while the drum 2 has screw channels a, made on its outer cylindrical surface, and forming the heat exchange zone I. These channels have a variable depth with a continuous increase in the cross-sectional area from the middle of the drum 2 to its ends. The screw channels a are made from the center of the drum to its ends with a cutting direction opposite to each other, the supply channels 6 are located radially in the center of the drum, the discharge channels in - at the ends of the drum. The drum contains additional heat transfer zones II formed by the internal cavities of the drum 2, trunnions 3, 4 and tubes 6 and 7 (see Figure 1).

На Фиг.2 изображено сечение Б-Б общего вида валка (см. Фиг.1): 1 - обечайка, 2 - барабан, трубки подвода 6 и отвода 7 хладагента, винтовые каналы а и подводящие каналы б. На Фиг.3 изображено сечение В-В общего вида валка (см. Фиг.1): 1 - обечайка, 2 - барабан, 3 - цапфа, винтовые каналы а и отводящие каналы в, дополнительная зона II теплообмена. На Фиг.4 изображено сечение Г-Г общего вида валка (см. Фиг.1): 4-цапфа, 5-общий патрубок, трубки подвода 6 и отвода 7 хладагента.Figure 2 shows a section BB of the general view of the roll (see Figure 1): 1 - shell, 2 - drum, supply pipes 6 and refrigerant pipes 7, screw channels a and supply channels b. Figure 3 shows a cross-section BB of a general view of the roll (see Figure 1): 1 — shell, 2 — drum, 3 — trunnion, screw channels a and outlet channels b, additional heat exchange zone II. Figure 4 shows a section GG of the General view of the roll (see Figure 1): 4-pin, 5-common pipe, supply pipe 6 and refrigerant outlet 7.

Валок работает следующим образом:The roll works as follows:

По патрубку 6 внутрь валка, в его среднюю часть, подается хладагент, который попадает в винтовые каналы а по каналам б. Далее хладагент проходит в противоположных направлениях по винтовым каналам к торцам барабана и через каналы в попадает в зоны теплообмена, из правой полости барабана (см. Фиг.1) хладагент отводится по трубкам 7, из левой полости барабана хладагент отводится по каналам, образованным внутренней поверхностью патрубка 5 и наружными поверхностями трубок 6 и 7.Through pipe 6, inside the roll, in its middle part, refrigerant is supplied, which enters the screw channels a through the channels b. Further, the refrigerant passes in opposite directions along the screw channels to the ends of the drum and through the channels it enters the heat exchange zones, from the right cavity of the drum (see Figure 1), the refrigerant is discharged through tubes 7, from the left cavity of the drum, the refrigerant is discharged through the channels formed by the inner surface pipe 5 and the outer surfaces of the tubes 6 and 7.

Хладагент обладает максимальной скоростью движения на входе в винтовые каналы а, обеспечивая высокие коэффициент теплоотдачи и эффективность теплообмена. Далее к торцам барабана площадь сечения канала увеличивается, тем самым уменьшаются скорость движения хладагента и коэффициент теплоотдачи. Поскольку с торцевых участков барабана часть теплоты дополнительно отводится в окружающую среду, предложенная конструкция валка обеспечивает одинаковую температуру его рабочей поверхности.The refrigerant has a maximum speed at the entrance to the screw channels and, providing high heat transfer coefficient and heat transfer efficiency. Further to the ends of the drum, the cross-sectional area of the channel increases, thereby reducing the speed of movement of the refrigerant and the heat transfer coefficient. Since part of the heat is additionally removed from the end sections of the drum to the environment, the proposed roll design ensures the same temperature of its working surface.

Хладагент, пройдя каналы а, поступает через каналы в зоны теплообмена, где дополнительно отбирает теплоту от массы барабана, повышая тем самым эффективность теплообмена в целом.The refrigerant, passing through the channels a, enters through the channels into the heat transfer zones, where it additionally removes heat from the mass of the drum, thereby increasing the heat transfer efficiency as a whole.

Так как барабан вращается вместе с обечайкой и ступицами, то не требуется уплотнения гребня винтовой линии барабана и установки подшипников внутри цапф.Since the drum rotates along with the shell and hubs, it is not necessary to seal the crest of the helical line of the drum and to install bearings inside the pins.

По предлагаемой конструкции изготовлен опытный образец, который показал положительные результаты при изготовлении профильной ленты из полипропилена шириной 21 мм и средней толщиной (0,35÷0,4) мм.A prototype was made according to the proposed design, which showed positive results in the manufacture of a polypropylene profile tape with a width of 21 mm and an average thickness (0.35 ÷ 0.4) mm.

Claims

A roll to the roll machines, containing a shell, a drum with a heat exchange zone having screw channels made from the center of the drum to its ends with a cutting direction opposite to each other and made of variable cross section with increasing depth, and trunnions with feed channels to the center of the roll and discharge from its ends of the refrigerant, characterized in that it is provided with an additional heat exchange zone formed by the internal cavities of the drum, pins and channels for supplying and removing refrigerant, the drum is rigidly connected to a shell, and the channels of supply and removal of refrigerant are located in a common pipe installed in one of the trunnions, and an increase in the depth of the screw channels is made from the center of the drum to its ends.