CS202945B1

CS202945B1 - Cylinder for heat treatment of thermoplastic webs

Info

Publication number: CS202945B1
Application number: CS260579A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Srstka
Original assignee: Jaroslav Srstka
Priority date: 1979-04-17
Filing date: 1979-04-17
Publication date: 1981-02-27

Description

Vynález se týká válce pro tepelnou úpravu termoplastických plošných materiálů, obsahujícího'. dvě čela nesoucí válcový plášť a v něm souose umístěné duté válcové jádro, kde dutina mezi pláštěm, jádrem a čely je rozdělena šroubovité vytvořenými přehradními žebry na sudý počet šroubovitých kanálků, jejichž průřez se plynule zmenšuje od jednoho čela válce k jeho druhému čelu a které jsou největším průřezem napojené na přívod vyhřívacího nebo chladicího média a svým nejmenším průřezem na odvod tohoto média. Válec vyniká rovnoměrnou. teplotou celého svého povrchu.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a roll for heat treating thermoplastic sheet materials comprising. two faces carrying a cylindrical shell and a hollow cylindrical core disposed coaxially therein, wherein the cavity between the shell, the core and the faces is divided by helically formed dam ribs into an even number of helical channels whose cross section decreases continuously from one cylinder face to the other face; the largest cross-section connected to the inlet of the heating or cooling medium and its smallest cross-section to the outlet of the medium. The cylinder stands out evenly. temperature of its entire surface.

Je známa celá řada strojů, vybavených vyhřívanými nebo chlazenými otáčejícími se pracovními válci a používaných k tepelné úpravě textilních nebo podobných termoplastických plošných útvarů.A variety of machines are known, equipped with heated or cooled rotating work rolls and used to heat treat textile or similar thermoplastic sheets.

Jednak jsou to těžké, konstrukčně složité a materiálově nákladné válce, opatřené podélně nebo šroubovité uspořádanými kanálky, pravidelně rozmístěnými po celém pracovním povrchu válce. Každý kanálek má samostatný přívod vyhřívacího nebo chladicího média. Nevýhodou těchto válců je jejich omezená možnost využití; nejsou totiž vhodné pro tepelnou úpravu, při níž není nutné nebo vhodné vyvíjet vysoký' tlak na upravovaný plošný termoplastický materiál.On the one hand, they are heavy, structurally complex and materially expensive rollers, provided with longitudinally or helically arranged channels, regularly distributed over the entire working surface of the roll. Each duct has a separate supply of heating or cooling medium. The disadvantage of these rollers is their limited use; they are not suitable for a heat treatment in which it is not necessary or appropriate to apply high pressure to the treated sheet of thermoplastic material.

Pak jsou to lehké svařované válce, sestávající ze dvou poměrně lehkých, do sebe zasunutých trubek. Dutina mezi oběma trubkami slouží k vedení vyhřívacího nebo chladicího média. Tato dutina bývá rozdělena šroubovitými žebry na několik kanálků o stejném průřezu. Každý kanálek je napojen na samostatný přívod a odvod média. Obvykle jsou kanálky napojeny na protichůdný tok média, takže jedna polovina počtu kanálků má přívod od jednoho konce válce a druhá polovina počtu kanálků má přívod od opačného konce válce.Then they are light welded cylinders, consisting of two relatively light, inserted tubes. The cavity between the two tubes serves to guide the heating or cooling medium. This cavity is usually divided by helical ribs into several channels of the same cross-section. Each channel is connected to a separate media inlet and outlet. Typically, the channels are connected to an opposing flow of media so that one half of the number of channels has a feed from one end of the cylinder and the other half of the number of channels has a feed from the opposite end of the cylinder.

I když se médium přivádí střídavě od obou konců válce, tak přesto je obtížné udržovat rovnoměrnou teplotu na celém pracovním povrchu válce. Je tomu tak proto, že centrální přívod média je uspořádán pouze u jednoho konce válce, odkud se část média musí přivést ke druhému konci válce pomocí trubky vedené dutým jádrem válce, takže dochází ke ztrátě teploty média při jeho průchodu trubkou. Následkem toho se na jednom konci válce přivádí do kanálku médium, jehož teplota se poněkud liší od teploty média přiváděného od opačného konce válce.Although the medium is fed alternately from both ends of the roll, it is nevertheless difficult to maintain a uniform temperature over the entire working surface of the roll. This is because the central medium supply is provided at only one end of the cylinder, from which a portion of the medium must be fed to the other end of the cylinder by means of a tube guided by the hollow core of the cylinder, thereby losing the temperature of the medium as it passes through the tube. As a result, at one end of the cylinder, a medium is supplied to the channel, the temperature of which is somewhat different from the temperature of the medium supplied from the opposite end of the cylinder.

Jiný známý válec má souběžně vinuté kanálky, vytvořené vložením šroubovitého žebra mezi válcový plášť a kuželové jádro, tak202945 žq průřez kanálků se postupně zužuje od jednoho konce válce k jeho druhému konci. Přívody média jsou uspořádaný na tom konci válce, kde jsou průřezy kanálků největší, kdežto všechny odvody média jsou na opačném konci válce, kde jsou průřezy kanálků nejmenší. Konstrukce tohoto známého válce, která je poměrně nákladná, využívá zužujícího se' průřezu ke zrychlování toku média a tím se vyrovnává teplotní spád média. Ukázalo se však, že tomu tak je pouze v omezeném rozsahu teplot a rychlostí.Another known cylinder has parallel wound channels formed by inserting a helical rib between the cylindrical housing and the conical core, so that the cross-section of the channels gradually narrows from one end of the cylinder to the other end thereof. The media inlets are arranged at the end of the cylinder where the channel cross-sections are the largest, while all the media outlets are at the opposite end of the cylinder where the channel cross-sections are the smallest. The construction of this known cylinder, which is relatively expensive, utilizes a tapered cross-section to accelerate the flow of the medium and thereby equalize the temperature gradient of the medium. However, this has been shown to be only within a limited range of temperatures and speeds.

Konečně je známý válec opatřený systémem šroubovité uspořádaných kanálků zařízených na protiběžný tok média pro výměnu tepla. U tohoto válce jsou v dutině mezi pláštěm, jádrem a čely válce uspořádána alespoň dvě šroubovité vinutá přehradní žebra o relativně rozdílném stoupání závitů, která dělí zmíněnou dutinu na šroubovité kanálky, jejichž šířka se plynule mění od jednoho čela válce k jeho druhému čelu. Tento válec v podstatě využívá konstrukčních prvků dvou výše popsaných známých válců, tj. zmenšujícího se průřezu kanálků a protlběžného toku média, z čehož vyplývá jistý pokrok ve snaze dosáhnout stejnoměrné teploty na celém pracovním povrchu válce. Vytváření kanálků návinem žeber je poměrně pracný výrobní postup, přičemž zde není odstraněna nevýhoda ztráty teploty u té části média, která se převádí ke druňémú' konči válce trubkou věděnou' dutým válcem, jak bylo již výše uvedeno.Finally, a known cylinder is provided with a system of helically arranged channels arranged for counter-flowing heat exchange medium. In this cylinder, at least two helical coiled ribs with relatively different thread pitches are disposed in the cavity between the jacket, the core and the cylinder faces, dividing said cavity into helical channels whose width fluently varies from one cylinder face to its other face. This cylinder essentially utilizes the structural elements of the two known rollers described above, i.e., the decreasing cross-section of the channels and the flow of the medium flowing therefrom, which implies some progress in achieving an even temperature over the entire working surface of the roll. The formation of the ribs through the ribs is a relatively laborious manufacturing process and does not eliminate the disadvantage of a loss of temperature for that portion of the medium which is transferred to the other 'end of the cylinder by a tube known as the hollow cylinder as mentioned above.

Uvedené nevýhody si klade za úkol odstranit válec pro tepelnou úpravu termoplastických plošných materiálů, obsahující dvě čela nesoucí válcový plášť a v něm souose umístěné duté válcové jádro, kde dutina mezi pláštěm, jádrem a čely je rozdělena šroubovité vytvořenými přehradními žebry na sudý počet šroubovitých kanálků, jejichž průřez se plynule zmenšuje od jednoho čela válce k jeho druhému čelu a které jsou největším průřezem napojené na přívod vyhřívacího nebo chladicího média a svým nejmenším průřezem na odvod tohoto média a podstata tohoto válce spočívá podle vynálezu v tom, že hloubka kanálků se plynule zmenšuje ve směru od jednoho čela válce k jeho druhému čelu a to tak, že u poloviny počtu kanálků je směr zmenšování jejich hloubky protichůdný vzhledem ke druhé polovině počtu kanálků, přičemž jak přívod média do přiváděči trubky, procházející celou délkou dutého válcového jádra, tak i odvod média z odváděči trubky, procházející celou délkou dutého válcového jádra, jsou vytvořeny pouze v jednom čepu čela válce. Přiváděči trubka a odváděči trubka jsou souose uspořádané s dutým válcovým jádrem, přičemž vnější průměr přiváděči trubky je menší než vnitřní průměr odváděči trubky, do jejíž celé délky je přiváděči trubka zasunuta. Přiváděči trubka je napojena nejméně na jeden největší průřez kanálku, kdežto odváděči trubka je napojena ·· nejméně na jeden nejmenší průřez kanálku.The aforementioned disadvantages are to eliminate a roll for heat treatment of thermoplastic sheet materials comprising two faces carrying a cylindrical shell and a hollow cylindrical core coaxially disposed therein, wherein the cavity between the shell, the core and the faces is divided by helically formed dam ribs into an even number of helical channels. the cross-section of which is continuously reduced from one face of the cylinder to its other face and which are the largest cross-section connected to the inlet of the heating or cooling medium and their smallest cross-section to the outflow of the medium; direction from one face of the cylinder to its other face in such a way that for half of the number of channels, the direction of decreasing their depth is opposite to the other half of the number of channels, where The cylindrical core, as well as the discharge of the medium from the discharge tube, extending through the entire length of the hollow cylindrical core, are formed in only one cylinder face pin. The feed tube and the discharge tube are coaxially arranged with the hollow cylindrical core, the outer diameter of the supply tube being smaller than the inner diameter of the discharge tube, into which the supply tube is inserted. The inlet pipe is connected to at least one of the largest channel cross sections, while the outlet pipe is connected to at least one of the smallest channel cross sections.

Válec podle‘vynálezu umožňuje udržovat s maximální přesností stejnoměrnou teplotu na celém jeho pracovním povrchu vlivem tří vzájemně se doplňujících konstrukčních prvků. Žá^! prvé je to tvar kanálků, jejichž hloubka se postupně zmenšuje, aby se dosáhlo postupného zvyšování průtokové rychlosti média a tím i zvyšování přenosu tepla z média do povrchu pláště. Zá. druhé .je to protiběžný směr toku média tý sousedících kanálcích, který pomáhá vyrovnávat teplotu na povrchu pláště. Konečně, zá třetí je to uložení přiváděči trubky do odváděči · trub, ky, takže teplé odváděné médium obklopuje ' ‘ vriejší povrch přiváděči trubky a tím zabraňuje ztrátě teploty přiváděného média při jeho průtoku přiváděči trubkou..The roller of the present invention makes it possible to maintain a uniform temperature throughout its working surface with maximum accuracy by virtue of three complementary components. Žá ^! the first is the shape of the ducts, the depth of which gradually decreases in order to achieve a gradual increase in the flow rate of the medium and thus an increase in heat transfer from the medium to the shell surface. For. second, it is the opposite flow direction of the medium flow to adjacent channels, which helps to equalize the temperature on the shell surface. Finally, it is to place the supply tube in the discharge tube, so that the hot exhaust medium surrounds the wider surface of the supply tube and thus prevents the loss of the supply medium temperature as it flows through the supply tube.

Výhody vynálezu lépe vyniknou z popisu příkladu jednoho možného provedení válce, schematicky znázorněného na výkrese představujícím podélný řez válcem v bočním pohledu.The advantages of the invention will become more apparent from the description of an example of one possible embodiment of the roll, shown schematically in the drawing, showing a longitudinal section of the roll in a side view.

Válec sestává z válcového pláště 1 a v něm souose umístěného dutého válcového jádraThe cylinder consists of a cylindrical shell 1 and a hollow cylindrical core arranged coaxially therein

2. Konce tohoto pláště 1 a jádra 2 jsou uloženy v přiváděcím čele 3, respektive v čele 4 náhonové,strany. Čela 3, 4 jsou zakončena čepy 5, které jsóu na obrázku nakresleny jen částečně. Čep 5 na čele 4 náhonové strany je opatřen neznázorněným ozubeným kolem pro pohon válce.2. The ends of this casing 1 and of the core 2 are mounted in the supply face 3 and the drive face 4 respectively. The ends 3, 4 are terminated by pins 5, which are only partially illustrated in the figure. The pin 5 on the drive end face 4 is provided with a gear (not shown) for driving the roller.

Dutina mezíjjláštěm 1 a jádrem 2 je rozdělena sudým počtem, zde dvěma stejně širokými šroubovitými kanálky 6, 7, jejichž hloubka se plynule zmenšuje od jednoho konce válce k jeho druhému konci, a to u prvního kanálku 6 ve směru od přiváděcího čela 3 k čelu 4 náhonové strany, kdežto u druhého kanálku 7 v opačném směrů, tj. od čela 4 náhonové strany k priváděcímu čelu 3.The cavity between the core 1 and the core 2 is divided by an even number, here two equally wide helical channels 6, 7, the depth of which decreases continuously from one end of the cylinder to its other end, at the first channel 6 in the direction from the feed face 3 to the face 4 drive side, while at the second channel 7 in the opposite direction, i.e. from the drive side face 4 to the supply face 3.

V celé délce dutiny jádra 2 je souose uspořádána přiváděči trubka 8 a odváděči trubka 9, přičemž vnější průměr přiváděči trubky 8 je menší než vnitřní průměr odváděči trubky 9, do jejíž celé délky je přiváděči trubka 8 zasunuta, takže mezi oběma trubkami je prstencovitá dutina.A feed tube 8 and a drain tube 9 are coaxially disposed throughout the core cavity 2, the outer diameter of the feed tube 8 being smaller than the inner diameter of the drain tube 9 into which the feed tube 8 is inserted so that there is an annular cavity between the two tubes.

Přiváděči trubka 8 je napojena svými přiváděcími odbočkami 10 na kanálky 6, 7 v místě jejich největšího průřezu, což je na vstupním konci kanálků buď u přiváděcího čela 3 nebo u čela 4 náhonové strany.The supply pipe 8 is connected by its supply branches 10 to the channels 6, 7 at their largest cross-section, which is at the inlet end of the channels either at the supply face 3 or at the drive side face 4.

Odváděči trubka 9 je napojena svými odváděcími odbočkami 11 na kanálky 6, 7 v místě jejich nejmenšího průřezu, což je na výstupním konci těchto kanálků v sousedství čel 3, 4 válce.The discharge tube 9 is connected by its discharge branches 11 to the ducts 6, 7 at their smallest cross-sectional area, which is at the outlet end of these ducts adjacent the cylinder ends 3, 4.

Neznázorněná zásoba vyhřívacího nebo chladicího média je umístěna na straně přiváděcího čela 3, kterým médium nejen vtéká do válce, ale i z něho vytéká, jak ukazují přítokové šipky 12 a odtokové šipkyA supply of heating or cooling medium (not shown) is located on the side of the supply face 3 through which the medium not only flows into and out of the cylinder, as shown by the inlet arrows 12 and the outlet arrows

13.13.

Vyhřívání nebo chlazení pracovního povrchu válce probíhá takto:The heating or cooling of the working surface of the cylinder is as follows:

Médium o požadované teplotě vstupuje do válce ze strany přiváděcího čela 3 ve směru přítokové šipky 12 a je přiváděno přiváděči trubkou 8 a priváděcími odbočkami 10 do obou kanálků 6, 7 v místě jejich největšího průřezu, což je u prvního kanálku 6 v sousedství přiváděcího čela 3, kdežto u druhého kanálku 7 v sousedství čela 4 náhonové strany, jak ukazují přítokové šipky 12. Šroubovitým prvním kanálkem 6 teče médium směrem k čelu 4 náhonové strany, zatímco šroubovitým druhým kanálkem 7 teče opačným směrem, tj. k přiváděcímu čelu 3. Zmenšujícími se průřezy kanálků B, 7 dochází ke zrychlování toku média, čímž se zvětšuje přenos tepla z média do pláště 1, aby se vyrovnával teplotní spád média během jeho průtoku válcem.The medium of the desired temperature enters the cylinder from the side of the supply face 3 in the direction of the inflow arrow 12 and is fed by the supply pipe 8 and the supply branches 10 to both channels 6, 7 at their largest cross-section. whereas in the second channel 7 adjacent the drive side face 4, as the inflow arrows 12 show, the helical first channel 6 flows the medium towards the drive side face 4 while the helical second channel 7 flows in the opposite direction, i.e. the supply face 3. The cross-sections of the channels B, 7 accelerate the flow of the medium, thereby increasing the heat transfer from the medium to the housing 1 to compensate for the temperature gradient of the medium during its flow through the cylinder.

Médium vytéká z konců obou kanálků B, 7, což je v místě jejich nejmenšího průřezu nacházejícího se u prvního kanálku 6 v sousedství čela 4 náhonové strany a u druhého kanálku 7 v sousedství přiváděcího čela 3. Zde médium, jak ukazují odtokové šipky 13, přechází do odváděči trubky 9 obklopující přiváděči trubku 8, takže mezi oběma trubkami je prstencovitá dutina. Médium při svém odtoku odváděči trubkou 9 izoluje přiváděči trubku 8 a tím prakticky zabraňuje změně teploty média přiváděného přiváděči trubkou 8 ke kanálkům B, 7.The medium flows from the ends of both channels B, 7, which is at their smallest cross section located at the first channel 6 adjacent the drive end face 4 and at the second channel 7 adjacent the feed end 3. Here the medium, as indicated by the outlet arrows 13, passes into a discharge tube 9 surrounding the supply tube 8 so that there is an annular cavity between the two tubes. The medium, when discharged through the discharge tube 9, insulates the supply tube 8 and thus practically prevents the temperature of the medium supplied by the supply tube 8 to the channels B, 7 from changing.

Claims

PREDM8T

A roll for thermally treating thermoplastic sheet materials comprising two faces carrying a cylindrical shell and a hollow cylindrical core coaxially disposed therein, wherein the cavity between the shell, the core and the faces is divided by helically formed dam ribs into an even number of helical channels whose cross-section decreases continuously from one face of the cylinder to the other face and which are of the largest cross-section connected to the inlet of the heating or cooling medium and their smallest cross-section to the outlet of the medium, characterized in that the depth of the channels (6, 7) decreases continuously in the direction , 4) of the cylinder to its second face (3, 4) in such a way that for half of the number of channels (6, 7) the direction of decreasing their depth is opposed to the other half of the number of channels (6, 7),

YNALEZU of the supply tube (8) extending through the entire length of the hollow cylindrical core (2), as well as the discharge of the medium from the discharge tube (9) extending through the entire length of the hollow cylindrical core (2) are formed in only one pin of the cylinder face.

Roller according to claim 1, characterized in that the supply tube (8) and the discharge tube (9) are coaxially arranged with the hollow cylindrical core ¹ (2), the outer diameter of the supply tube (8) being smaller than the inner diameter of the discharge tube. (9), the entire length of which the supply tube (8) is inserted.

Roller according to Claims 1 and 2, characterized in that the inlet pipe (8) is connected to at least one of the largest cross-sections of the channels (6, 7), while the outlet pipe (9) is connected to at least one smallest cross-section of the channels (6, 7). 7).