CS242980B1

CS242980B1 - Apparatus for transferring thermal energy of a working cylinder of screw machines for extrusion or injection of elastomers or plastics

Info

Publication number: CS242980B1
Application number: CS844162A
Authority: CS
Inventors: Jaromir Valecko
Original assignee: Jaromir Valecko
Priority date: 1984-06-04
Filing date: 1984-06-04
Publication date: 1986-05-15
Also published as: CS416284A1

Abstract

Účelem je zvýšení účinnosti přestupu tepla v teplosměnném okruhu šnekového zařízení, usnadnění pravidelné údržby, čištění ' teplosměnné sekce pracovního válce, snížení výrobních nákladů, lepší zhodnocení materiálu válce, zvýšení tuhosti vnějšího pláště, zlepšení dlouhodobé spolehlivosti těsnění sekce, s praktickým důsledkem zvýšení užitných hodnot zařízení, zvýšení provozní spolehlivosti, účinnosti temperace zařízení, zvýšení kvality výrobků. Uvedeného účelu je dosaženo novým řešením tělesa pracovního válce a vnějšího pláště teplosměnné sekce válce. Na vnějším průměru pracovního válce je vytvořená soustava chladicích žeber, kolmých na osu válce. V žebrech jsou zhotoveny podélné drážky až k jádru vnějšího průměru válce, pravidelně rozmístěné po obvodu chladicích žeber, pro kvalitnější obtékání žeber a průtok média postupně z jednoho žebra na další. Na žebra je nasunutý vnější plášť sekce, který má na vnitřním průměru zhotovenou šroubovici pro vedení toku teplonosného média. Mimo uvedené řešení jsou další možné varianty obtoku média vycházející z tohoto řešení.The purpose is to increase the efficiency of heat transfer in the heat exchange circuit of the screw device, facilitate regular maintenance, cleaning of the heat exchange section of the working cylinder, reduce production costs, better utilization of the cylinder material, increase the rigidity of the outer shell, improve the long-term reliability of the section seal, with the practical consequence of increasing the utility values of the device, increasing operational reliability, efficiency of temperature control of the device, and increasing the quality of products. The stated purpose is achieved by a new solution of the body of the working cylinder and the outer shell of the heat exchange section of the cylinder. A system of cooling ribs is formed on the outer diameter of the working cylinder, perpendicular to the axis of the cylinder. Longitudinal grooves are made in the ribs up to the core of the outer diameter of the cylinder, regularly distributed around the circumference of the cooling ribs, for better flow around the ribs and the flow of the medium gradually from one rib to the next. The outer shell of the section is pushed onto the ribs, which has a helix made on the inner diameter for guiding the flow of the heat transfer medium. In addition to the above solution, there are other possible media bypass variants based on this solution.

Description

Předmětem vynálezu je teplosměnné sekce pracovních válců šnekových zařízení pro vytlačování nebo vstřikování kaučukových směsí či plastů, sloužící k přenosu tepelné energie v teplosměnné soustavě zařízení. Vynález řeší způsob tohoto přenosu se záměrem zvýšení účinnosti temperace, celkové provozní spolehlivosti a ekonomičnosti výroby.The subject of the invention is the heat exchange sections of the working rolls of the screw devices for extruding or injecting rubber mixtures or plastics, serving for the transfer of thermal energy in the heat transfer system of the device. The invention solves the method of this transmission with the aim of increasing the tempering efficiency, overall operational reliability and economy of production.

V současné době jsou u šnekových vytlačovacích či vstřikovacích strojů pro zpracování kaučukových směsí nebo plastů, používány různé způsoby převodů tepelné energie v teplosměnných okruzích pracovních válců.At present, various methods of heat energy transfer in the heat exchange circuits of the working rolls are used in screw extruders or injection machines for processing rubber mixtures or plastics.

Úkolem všech těchto systémů je zajistit optimální tepelný režim pracovních válců, závislý na typu šnekového vytlačovacího či vstřikovacího zařízení, druhu zpracovávaného materiálu, kvalitativních i kvantitativních nárocích apod.The task of all these systems is to ensure the optimum thermal regime of the working rolls, depending on the type of screw extruder or injection device, the type of processed material, qualitative and quantitative requirements, etc.

Šneková zařízení pro vytlačování plastů dnes k ohřevu pracovních válců užívají v převážné míře elektrická topná tělesa /pásy, tyče/. Chlazení je ventilátory, či jinými zdroji chladicího média, vzduchu.Nowadays, screw extruders for plastic extrusion use electric heaters (belts, rods) to heat the working rolls. Cooling is by fans or other sources of coolant, air.

Temperační zóny pracovních válců šnekových zařízení pro zpracování kaučukových směsí jsou v současné době řešeny několika různými způsoby. V převážné míře se jedná o kombinované tepelně-chladlcí systémy, s nepřímými či přímými okruhy chlazení. Způsoby temperace, ohřev a chlazení zón pracovních válců, často užívané ve šnekových vytlačovacích zařízeních na zpracování plastů, tj. ohřev elektrickými zdroji tepelné energie a chlazení zdroji tlakového média vzduchu, se u zařízení na zpracování kaučukových směsí, s ohledem na rozdílné provozně-technologické požadavky, prakticky nepoužívají.The tempering zones of the working rolls of the screw devices for processing rubber mixtures are currently solved in several different ways. They are mostly combined heat-cooling systems with indirect or direct cooling circuits. Processes for tempering, heating and cooling working zone zones, often used in screw extruders for plastics processing, ie heating by electrical sources of heat energy and cooling by pressurized air supply sources, with rubber processing equipment, with regard to different operational-technological requirements practically do not use.

Tepelně-chladlcí systémy temperace pracovních válců šnekových vytlačovacích zařízení na zpracování kaučukových směsí, užívané v různých modifikacích předními světovými výrobci, jsou v převážné míře schopny splňovat zvýšené tepelné nároky zařízení, a i při poměrně malých tepelných spádech těles pracovních válců odvést požadované množství disipované tepelné energie pro zajištění optimálního provozně-technologického režimu.The thermal-cooling systems of the working rolls of the screw extruders for the processing of rubber mixtures, used in various modifications by the leading world manufacturers, are largely able to meet the increased thermal demands of the equipment and even with relatively small thermal gradients of the working rolls ensuring optimal operational-technological regime.

Pracovní válec vytlačovacího zařízení, výměnné hlavy pro vytlačování, obstřik profilů a další pomocné temperované skupiny jsou obvykle rozděleny do samostatných temperačních sekcí. Sekce jsou jednotlivě či skupinově spojeny s teplosměnnýml jednotkami a tvoři s nimi uzavřený či otevřený temperační kruh podle uzavřeného či otevřeného systému chlazení tak, aby byl zajištěn optimální tepelný profil tělesa pracovního válce a splněny tepelné nároky zařízení.The extruder work cylinder, the extrusion heads, the extrusion profiles and other tempered auxiliary groups are usually divided into separate tempering sections. The sections are connected individually or in groups to the heat exchange units and form a closed or open tempering ring according to the closed or open cooling system, so as to ensure the optimum thermal profile of the working cylinder body and to meet the thermal requirements of the device.

Teplosměnné jednotky, samostatně řešené uzavřené bloky, obsahují zdroje tepelné energie, chladicího média pro temperacl sekce, spolu s regulačními a dalšími pomocnými ovládacími prvky. Šneková vytlačovací či vstřikovací zařízení na zpracování kaučukových směsí mají pracovní válce a jejich dělení do jednotlivých teplosměnných sekcí řešená různými způsoby. Rozdíly mezi těmito řešeními jsou způsobeny provozními a technologickými nároky, růzností určení zařízení, použitými systémy temperace s celkovou složitostí zařízení.Heat exchanger units, separately designed closed blocks, contain sources of thermal energy, cooling medium for the tempering section, together with control and other auxiliary controls. Worm extruders or injection molding machines for processing rubber compounds have working rolls and their division into individual heat exchange sections designed in different ways. The differences between these solutions are caused by operational and technological demands, the diversity of equipment designation, the used temperature control systems with the overall complexity of the equipment.

Někteří výrobci řeší pracovní válec stavebnicově, rozdělením válce do několika částí, sekcí, které jsou souběžně sekcemi teplosměnného okruhu. Jednotlivé části jsou vzájemně spojeny přírubami a celkově tvoří těleso pracovního válce. Každá část válce je složená z vnitřního pouzdra a vnějšího pláště, spolu rozebíratelně sestavených.Some manufacturers solve the working cylinder in a modular way by dividing the cylinder into several sections, sections that are parallel sections of the heat exchange circuit. The individual parts are connected to each other by flanges and generally form the body of the working cylinder. Each part of the cylinder is comprised of an inner sleeve and an outer shell, removably assembled together.

Vnitřní pouzdro ve tvaru trubky má otvor totožný s průměrem vytlačovacího šneku. Otvor současně tvoří pracovní prostor pracovního válce zařízení. Na vnějším povrchu pouzdra je vytvořen teplosměnný profil tvaru šroubovice pro usměrnění toku teplosměnného či chladicího média v temperační sekci. Vnější plášt sekce tvaru silnostěnné trubky je nasunut na vnitřní pouzdro sekce. Teplosměnný povrch je tvořen vnitřním prostorem mezi šroubovicí vnitřního pouzdra a vnitřním průměrem vnějšího pláště sekce válce.The inner tube-shaped sleeve has an opening identical to the diameter of the extruder screw. The opening also forms the working space of the machine's working cylinder. A helical-shaped heat-exchange profile is formed on the outer surface of the housing to direct the flow of the heat-transfer or cooling medium in the tempering section. The outer shell of the thick-walled tube section is slid onto the inner shell of the section. The heat transfer surface is formed by an inner space between the helix of the inner sleeve and the inner diameter of the outer shell of the cylinder section.

Na začátku a na konci vnějšího pláště jsou přívodní šroutiení pro napojení sekce do teplosměnného okruhu. Na obou stranách je každá část válce ukončená přírubami pro vzájemné spojení do jednoho celku.At the beginning and at the end of the outer shell there are inlet fittings for connecting the section to the heat exchange circuit. On both sides, each part of the cylinder is terminated by flanges for connection to one another.

Tato koncepce pracovního válce děleného do jednotlivých částí je celkově značně složitá, s množstvím dílů, výrobně, montážně náročná. Klade značné nároky na přesnost výroby, požadavky dodržení úchylek tvarů, kolmostí apod., a zvláště v současné době, při požadavcích zpracovávání obtížněji zpracovatelných směsí s vyššími hodnotami Defo, klade zvýšené pevnostní a dynamické požadavky na svěrná, přírubová spojení částí válce.This concept of the work roll divided into individual parts is generally quite complex, with many parts, production-intensive. It places considerable demands on manufacturing accuracy, requirements for shape deviations, perpendicularity, etc., and especially at present, when processing more difficult to process mixtures with higher Defo values, it places increased strength and dynamic requirements on clamping, flange connections of cylinder parts.

Pracovní válec některých dalších výrobců je nedělené koncepce, s vnitřním otvorem, tvořícím společně s vytlačovacím šnekem pracovní prostor zařízení. Na vnějším povrchu válce je vytvořená šroubovice, pro zvětšení povrchu tělesa válce k přenosu tepelné energie temperaoe.The work cylinder of some other manufacturers is of the undivided concept, with an internal bore forming the working space of the device together with the extruder worm. A helix is formed on the outer surface of the cylinder to increase the surface of the cylinder body to transfer the thermal energy of the temperature.

šroubovice válce je rozdělená do jednotlivých sekcí teplosměnných okruhů. Vnější povrch sekcí je nerozebíratelně uzavřen, obvykle svařením, vnějším pláštěm trubkového tvaru. Teplosměnný povrch je tvořen vnitřním prostorem mezi šroubovicí sekce na vnějším povrchu válce, a vnitřním průměrem vnějšího pláště.the cylinder helix is divided into individual sections of the heat exchange circuits. The outer surface of the sections is non-removably closed, usually by welding, with a tubular outer shell. The heat transfer surface is formed by the internal space between the helical section on the outer surface of the cylinder, and the inner diameter of the outer shell.

Nevýhodou tohoto řešení je nerozebíratelnost teplosměnné sekce, tedy nemožnost pravidelné údržby, čištění od minerálních usazenin z teplosměnného média na plochách šroubovice, takže narůstáním usazenin dochází k postupnému snižování průtočného průřezu sekce, a přehřívání pracovního válce, tedy i kaučukových směsí, potíže s regulací tepelného režimu zařízení, s celkovým dopadem na kvalitu výrobků, snižování výkonu apod. Nevýhodou je rovněž veliká pracnost zhotovení šroubovice na tělese pláště.The disadvantage of this solution is non-detachable heat exchange section, ie impossibility of regular maintenance, cleaning of mineral deposits from heat transfer medium on helix surfaces, so that the growth of deposits leads to gradual decrease of section cross section and overheating of working cylinder and rubber mixtures. equipment, with an overall impact on product quality, performance degradation, etc. The disadvantage is also the great laboriousness of making the helix on the housing body.

Jiná koncepce sdružuje obě výše uvedená řešení. Pracovní válec je sestaven z několika částí, které jsou vzájemně rozebíratelně spojeny čelními přírubami. Tyto části jsou současně teplosměnnými sekcemi válce. Každá část má opět na vnějším povrchu tělesa válce vytvořenou teplosměnnou šroubovicí a je nerozebíratelně uzavřená, obvykle svařením, vnějším pláštěm trubkového tvaru.Another concept combines the above two solutions. The working cylinder is composed of several parts which are detachably connected to each other by means of front flanges. These parts are simultaneously heat exchange sections of the cylinder. Each part again has a heat exchange helix formed on the outer surface of the cylinder body and is non-detachably closed, usually by welding, with a tubular outer shell.

Jelikož je teplosměnný prostor každé sekce opět nerozebíratelně uzavřen, není možno běžně, při údržbě zařízení, bez hrubých zásahů do tělesa sekce, minerální usazeniny odstranit. Tento způsob řešení sice umožňuje zanesenou sekci válce vyměnit a tím závadu odstranit, ale za cenu zvýšených nákladů, materiálových nároků,’ dalších náhradních dílů apod. I zde jsou celkově vyšší požadavky na kvalitu a přesnost výroby, návaznosti jednotlivých dílů válce a další.Since the heat exchange space of each section is permanently closed again, it is not normally possible to remove mineral deposits during the maintenance of the device without gross interference with the section body. This method of solution allows the clogged section of the cylinder to be replaced and thus eliminated the defect, but at the expense of increased costs, material requirements, other spare parts, etc. Here too, there are generally higher requirements for quality and accuracy of production, traceability of individual cylinder parts and more.

Jiná koncepce dělí pracovní válec na několik částí, vzájemně rozebíratelně spojených přírubovými spoji. Každá část válce je složená ze dvou hlavních dílů, které jsou do sebe vzájemně nasunuty a těsněny - vnější těleso části válce a vnitřní pouzdro.Another concept divides the working cylinder into several parts, which are removably connected by flange joints. Each cylinder part is composed of two main parts which are slid together and sealed together - the outer body of the cylinder part and the inner sleeve.

Vnitřní pouzdra tvoří při spojení jednotlivých části, společně s vytlačovacím šnekem, pracovní prostor zařízení. Vnitřní pouzdro má hladký, trubkovitý tvar, vlastní šroubovitý profil je vytvořen na vnitřním průměru vnějšího tělesa dílu pracovního válce a slouží hlavně k navádění oběhu teplosměnného média v sekci.The inner sleeves form the working space of the device when the individual parts are joined together with the extruder worm. The inner sleeve has a smooth, tubular shape, the actual helical profile is formed on the inner diameter of the outer body of the work cylinder part and serves mainly to guide the circulation of the heat transfer medium in the section.

Nevýhodou tohoto řešení je nižší účinnost přestupu tepla z tělesa pracovního válce do teplosměnného okruhu, neboř hladký, válcový tvar vnitřního pouzdra nedovoluje při malé teplosměnné ploše odvést větší množství disipované energie, zvláště při zpracování kaučukových směsí s vyššími hodnotami Defo.The disadvantage of this solution is the lower efficiency of heat transfer from the working cylinder body to the heat exchange circuit, because the smooth, cylindrical shape of the inner sleeve does not allow larger amounts of dissipated energy to be dissipated with a small heat transfer surface, especially when processing rubber mixtures with higher defo values.

Vůle mezi tímto vnitřním pouzdrem a vnějším tělesem se šroubovicí nedovoluje větší tepelný příchod energie z vnitřního prostoru válce do vnějšího tělesa, což snižuje teplosměnnou účihnost okruhu.The clearance between this inner sleeve and the helical outer body does not allow greater thermal energy input from the cylinder interior to the outer body, which reduces the heat exchange efficiency of the circuit.

Další řešení vychází z neděleného pracovního válce, s teplosměnnou šroubovici na vnějším povrchu válce. Šroubovice je rozdělená do několika části, pro jednotlivé teplosměnné sekce. Vnější plášt válce, uzavírající teplosměnné prostory je zhotoven z pružného poddajného materiálu, navléknutého na vnější povrch šroubovice a čel válce. Na obou koncích každé sekce je plášt pevně sevřen a uchycen po obvodu pracovního válce.Another solution is based on an undivided working cylinder, with a heat exchange helix on the outer surface of the cylinder. The helix is divided into several parts for individual heat exchange sections. The outer shell of the cylinder enclosing the heat exchange spaces is made of a resilient flexible material, threaded onto the outer surface of the helix and the cylinder faces. At both ends of each section, the sheath is tightly clamped and attached to the circumference of the work cylinder.

Tento systém má nedostatky ve značných nárocích na jakost materiálu pružného pláště s ohledem na tvarovou, rozměrovou dlouhodobou stálost, chemickou, tepelnou a tlakovou netečnost materiálu, nároky na těsnost uzavření jednotlivých průchozích výstupů, ukončení sekcí apod.This system has shortcomings in considerable demands on the quality of the material of the flexible jacket with respect to the dimensional, dimensional long-term stability, chemical, thermal and pressure inertia of the material, demands on tightness of closing individual through outlets, termination of sections, etc.

Pracovní válec jiné koncepce je nedělený a má na vnějším povrchu vytvořenou teplosměnnou šroubovici. šroubovice je rozdělená do několika částí, jednotlivých teplosměnných sekcí. Na šroubovice a vnější průměry válce jsou usazeny vnější pláště sekcí podélně rozdělené dělicí rovinou na dvě stejné části.The working cylinder of another concept is non-split and has a heat exchange helix formed on the outer surface. The helix is divided into several parts, individual heat exchange sections. The outer casings of the sections are longitudinally divided into two equal parts on the helix and the outer diameter of the cylinder.

Na začátku a na konci pláště sekce jsou vstupní a výstupní Sroubení, pro přívod a výstup teplosměnného média temperačního okruhu. Vnitřní průměr vnějšího pláště je hladký, válcového tvaru, podle průměru šroubovice pracovního válce.At the beginning and at the end of the section jacket there are inlet and outlet fittings, for the inlet and outlet of the heat transfer medium of the tempering circuit. The inner diameter of the outer shell is smooth, cylindrical in shape, according to the diameter of the helix of the working cylinder.

Výhodou této koncepce je možnost snadné demontáže jednotlivých vnějších pláštů. teplosměnných sekcí, tedy jednoduchá údržba válce, bez dalších materiálových, finančních a časových nároků apod.The advantage of this concept is the possibility of easy disassembly of individual outer casings. heat exchange sections, ie simple maintenance of the cylinder, without additional material, financial and time demands etc.

Určitou nevýhodou tohoto řešení, stejně jako některých předchozích řešení s podobným způsobem výroby teplosměnné šroubovice válce, je náročnost výroby této šroubovice, časová, finanční, energetická, s vyšším odpadem materiálu při obrábění šroubovice.A certain disadvantage of this solution, as well as some previous solutions with a similar method of manufacturing the heat transfer helix of the cylinder, is the difficulty of production of this helix, time, financial, energetic, with higher material waste during machining of the helix.

Zvýšené tepelné nároky zařízení na přenos tepelné energie z pracovního válce do teplosměnného okruhu a zpět, zvláště při zpracování obtížně zpracovatelných kaučukových směsí, ztěžuje možnosti navařování teplosměnných šroubovic na tělesa pracovních válců, či jiný náhradní způsob výroby šroubovic.The increased heat demand of the device for transferring heat energy from the working cylinder to the heat exchange circuit and back, especially when processing hard-to-process rubber mixtures, makes it difficult to weld heat transfer helices onto the work roll bodies or other alternative method of helix production.

Další nevýhody se týkají vnějších pláštů sekcí, a jejich časové tvarové nestálosti, nebot se jedná o tenkostěnné skořepinové díly /obvykle odlitky/. Také je zde ztížené utěsňování vnějších pláštů na pracovním válci a další těžkosti tohoto řešení.Further disadvantages relate to the outer shell of the sections and their temporal shape instability, since these are thin-walled shell parts (usually castings). Also, there is a difficulty in sealing the outer shells on the work roll and other difficulties of this solution.

Nedostatky uvedené u popisů jednotlivých kocepcí odstraňuje ve značné míře nové řešení teplosměnných sekcí pracovního válce šnekových zařízení pro vytlačování či vstřikováni elastomerů nebo plastů. ' < ·The drawbacks mentioned in the descriptions of the individual coceptions are largely eliminated by the new design of the heat exchange sections of the working cylinder of the screw devices for the extrusion or injection of elastomers or plastics. '<·

Tohoto nového řešení lze s výhodou užít pro celou rozměrovou řadu vyráběných šnekových zařízení. Podstatou vynálezu je vnitřní uspořádání teplosměnné sekce pracovního válce a z toho vyplývající tvarové řešení vnějšího povrchu tělesa válce a vnitřní částí pláště teplosměnných sekcí.This new solution can be advantageously used for the whole dimensional range of produced screw devices. The invention is based on the internal arrangement of the heat exchanger section of the working cylinder and the resulting shape of the outer surface of the cylinder body and the inner part of the jacket of the heat exchanger sections.

Temperační část pracovního válce je u vynálezu opět rozdělena do několika teplosměnných sekcí podle technologických nároků jako u předchozích uváděných řešení. Teplosměnná sekce podle vynálezu má vnitřní, temperační prostor sekce rozdělený do dvou částí.The tempering part of the working cylinder in the invention is again divided into several heat exchange sections according to the technological requirements as in the previous mentioned solutions. The heat exchange section according to the invention has an internal, tempering space of the section divided into two parts.

Na vnějším povrchu tělesa pracovního válce je vytvořena soustava chladicích žeber určeného tvaru a rozměrů, kolmých na osu vytlačování válce. V chladicích žebrech jsou vytvořeny podélné drážky až k jádru vnějšího průměru tělesa válce, pro průtok teplonosného média postupně z jednoho žebra na další.A plurality of cooling fins of a predetermined shape and dimensions perpendicular to the axis of extrusion of the roll are formed on the outer surface of the work roll body. In the cooling fins, longitudinal grooves are formed up to the core of the outer diameter of the cylinder body, in order to flow the heat transfer medium gradually from one fin to the next.

Vnější plášt válce, např. odlitek, je rovněž, stejně jako u přechozího řešení dutého, tenkostěnného válcového tvaru. Plášť má na vnitřním průměru zhotovenou šroubovici /jednoduchou či vícechodou, podle technologických požadavků/, pro vlastní vedení teplonosného média.The outer shell of the cylinder, such as a casting, is also, as in the previous solution, a hollow, thin-walled cylindrical shape. The casing has a helix made on the inner diameter (single or multi-pass, according to technological requirements), for the actual conduction of the heat transfer medium.

Na začátku a konci teplosměnné sekce válce jsou na vnějším plášti válce umístěny šroubení pro přívod a výstup teplosměnného média do prostoru temperace sekce. Teplosměnné médium je vedeno po vstupu do temperačního prostoru šroubovici na vnitřní části vnějšího pláště, a postupně obtéká jednotlivá chladicí žebra válce. Přitom dochází k turbulenci média, se zvýšenou účinnosti teplosměnného přestupu.At the beginning and end of the heat transfer section of the cylinder, a screw connection is provided on the outer shell of the cylinder for the inlet and outlet of the heat transfer medium into the temperature zone of the section. The heat transfer medium is guided after entering the tempering space by a helix on the inner part of the outer shell, and gradually bypasses the individual cooling fins of the cylinder. In this case, the medium is turbulent, with increased heat transfer efficiency.

Podélné drážky v chladicích žebrech slouží k usnadnění obtékání chladicích žeber válce, ke zvýšení účinnosti turbulence a k částečnému snížení hydrodynamických tlakových ztrát v teplosměnném okruhu. Pro usměrnění proudění média a další zvýšení turbulence v chladicích žebrech, je možno střídavě uzavřít sousední drážky v žebrech přepážkami tak, aby proudění média bylo vedeno žebry klikatě.The longitudinal grooves in the cooling fins serve to facilitate the bypassing of the cooling fins of the cylinder, to increase turbulence efficiency and to partially reduce the hydrodynamic pressure losses in the heat exchange circuit. To regulate the flow of the medium and further increase the turbulence in the cooling fins, it is possible to alternately close adjacent grooves in the fins so that the medium flow is guided in the ribs in a zigzag manner.

Při realizaci teplosměnné sekce podle vynálezu je možno s výhodou využít vnějšího pláště podélně děleného do dvou částí, vzájemně spolu rozebíratelně spojených podle popisu vynálezu k čs. autorskému osvědčení č. 223515. Podstatou vynálezu je podélné dělení vnějšího pláště teplosměnné sekce válce na několik stejných či nestejných částí.In the realization of the heat exchange section according to the invention, it is advantageous to use an outer casing longitudinally divided into two parts, which can be releasably connected to one another according to the description of the invention. The subject of the invention is the longitudinal division of the outer shell of the heat exchange section of the cylinder into several identical or unequal parts.

Sestavením pláště na tělese pracovního válce s vhodnými těsnicími elementy je vytvořená teplosměnné sekce temperačního okruhu praoovního válce šnekových zařízení. Na tělese pracovního válce je u tohoto vynálezu vytvořený teplosměnný profil tvaru šroubovice.By assembling the sheath on the working cylinder body with suitable sealing elements, a heat exchange section of the tempering circuit of the prong cylinder of the screw devices is formed. A helical heat-exchanging profile is formed on the work roll body in the present invention.

Výhody přenosu tepelné energie podle vynálezu jsou:The advantages of the thermal energy transfer according to the invention are:

- zlepšená účinnost přestupu tepelné energie z tělesa válce do teplosměnného okruhu- improved thermal energy transfer efficiency from the cylinder body to the heat exchange circuit

- podstatné snížení výrobních nákladů pracovního válce, lepší zhodnocení materiálu válce při výrobě- Substantial reduction of the production cost of the working roll, better appreciation of the roll material during production

- zvýšená tuhost vnějšího pláště válce, snížení vlivů stárnutí materiálu pláště na spolehlivost těsnění čel pláště teplosměnné sekce- increased rigidity of the outer shell of the cylinder, reducing the effects of the aging of the shell material on the reliability of the seals of the shell of the heat exchange section

- menší těsnicí průměry čel sekce, z toho plynoucí vyšší spolehlivost těsnění při demontážích v rámci pravidelné údržby.- smaller sealing diameters of the section fronts, resulting in higher seal reliability during disassembly during regular maintenance.

Na výkresech jsou znázorněny předmět vynálezu, příkladné řešení teplosměnné sekce podle vynálezu a příkladné umístění oddělujících přepážek proudění média. Na obr. 1 je znázorněno celkové uspořádání předmětu vynálezu, v bokorysu obr. 1 je znázorněn řez tělesem válce s pohledem na chladicí žebro a šikmou drážku, v něm umístěnou, na obr. 2 je znázorněn v systému perspektivního promítání návrh řešení teplosměnné sekce pracovního válce se znázorněním návrhu chladicích žeber tělesa válce, vodicí šroubovice teplosměnného média a dalších upřesňujících elementů, obr. 3 ukazuje příkladné řešení umístění přepážky dvou drážek sousedních chladicích žeber válce, pro usměrnění proudění teplonosného média.The drawings show an object of the invention, an exemplary solution of a heat exchange section according to the invention, and an exemplary location of separating media flow baffles. Fig. 1 shows the overall arrangement of the invention; Fig. 1 shows a cross-section through the cylinder body with a view of the cooling fin and the inclined groove therein; Fig. 2 shows a perspective projection system of a heat transfer section of a work roll; with the design of the cooling fins of the cylinder body, the heat transfer medium guide helix and other refinements, FIG. 3 shows an exemplary solution for positioning a partition of two grooves of adjacent cooling fins of the cylinder to direct the flow of the heat transfer medium.

Na obr. 1 je znázorněna část pracovního válce s teplosměnnou sekcí. Na pracovním válci £ je vytvořená soustava chladicích žeber £, kolmých na osu vytlačování. V chladicích žebrech £ válce jsou zhotoveny až k jádru vnějšího průměru tělesa válce £, podélné drážky 2, pravidelně rozmístěné po obvodu chladicích žeber. Podélné drážky mohou být rovnoběžné s osou vytlačování nebo mohou s osou vytlačování svírat úhel natočení, jak je zřejmé z obr. 1. Podélné drážky 2 slouží k průtoku teplonosného média postupně z jednoho žebra na další atd.FIG. 1 shows a part of a working cylinder with a heat exchange section. A set of cooling fins 4 perpendicular to the extrusion axis is formed on the work roll. The longitudinal grooves 2, which are regularly spaced around the periphery of the cooling fins, are produced in the cylinder cooling fins 6 up to the outer diameter core of the cylinder body. The longitudinal grooves may be parallel to the extrusion axis or may form an angle of rotation with the extrusion axis as shown in FIG. 1. The longitudinal grooves 2 serve to flow the heat transfer medium gradually from one fin to the next, etc.

Na chladicí žebra 2_ tělesa pracovního válce 2 je nasunutý vnější plášť 4_ teplosměnné sekce. Tento vnější plášť £ má na svém vnitřním průměru zhotovenou šroubovici £ či jinou soustavu žeber pro navádění a vedení protékajícího teplonosného média. Na obou stranách teplosměnné sekce válce jsou ve vnitřním prostoru vnějšího pláště £ vytvořeny vstupní a výstupní náběhy £ se vstupními a výstupními Sroubeními 7_ pro přívod a odvod teplosměnného média.The outer jacket 4 of the heat exchange section 4 is slid onto the cooling fins 2 of the working cylinder body 2. The outer casing 8 has a helix 8 or other set of ribs for guiding and guiding the flowing heat transfer medium on its inner diameter. On both sides of the heat transfer section of the cylinder, inlet and outlet ducts 4 are formed in the inner space of the outer casing 4 with inlet and outlet fittings 7 for the inlet and outlet of the heat transfer medium.

Obr. 2 znázorňuje příkladná řešení teplosměnné sekce, podle předmětu vynálezu znázorněného na obr. 1. Pro toto řešení je s výhodou použit vnější plášt podélně dělený do dvou či více částí, vzájemně rozebíratelně spojených.Giant. 2 illustrates exemplary solutions of a heat exchange section according to the present invention shown in FIG. 1. For this solution, an outer sheath divided longitudinally into two or more parts detachably connected to one another is preferably used.

Na pracovním válci 1 s chladicími žebry 2. je uchycen vnější plášt teplosměnné sekce, sestávající ze spodního dílu £ a horního dílu 9_. Oba díly vnějšího pláště jsou spolu vzájemně spojeny spojovacími prvky .12.· Na vnitřním průměru vnějšího pláště /3, 9J je zhotovená šroubovice 5. pro vedení teplonosnáho média. Na obou stranách teplosměnné sekce jsou vstupní a výstupní náběhy £ přívodů teplosměnného okruhu. Na obou stranách teplosměnné sekce je vnější plášť /8, 9/ těsněn pryžovými těsněními 10 a tvarovými těsněními 11The outer jacket of the heat exchange section, consisting of the lower part 8 and the upper part 9, is mounted on the working cylinder 1 with the cooling fins 2. The heat exchanger section is mounted. Both parts of the outer shell are connected to each other by connecting elements 12. A helix 5 is provided on the inner diameter of the outer shell / 3, 9 for guiding the heat transfer medium. On both sides of the heat exchange section there are inlet and outlet ramps 6 of the heat transfer circuit inlets. On both sides of the heat exchange section, the outer casing (8, 9) is sealed with rubber seals 10 and shaped seals 11

V případě požadavku usměrnění proudění teplonosného média v drážkách £ chladicích žeber 2 pracovního válce je možno střídavě uzavřít boky sousedních drážek přepážkami 13 tak, aby médium protékalo jednotlivými žebry klikatě s turbulentními sklony, zvyšujícími teplosměnnou účinnost sekce. Příkladné řešení pracovního válce s přepážkami 13 mezi sousedními drážkami £ chladicích žeber 2 je znázorněno na obr. 3. přepážky je možno mezi chladicí žebra umístit i jinak, s cílem zvýšení účinnosti přestupu tepla mezi tělesem válce a teplosměnným okruhem.If it is desired to direct the flow of heat transfer medium in the grooves 6 of the cooling fins 2 of the working cylinder, it is possible to alternately close the sides of the adjacent grooves through the baffles 13 so that the medium flows zigzags with turbulent slopes increasing the heat exchange efficiency of the section. An exemplary embodiment of the working cylinder with the baffles 13 between adjacent grooves 6 of the cooling fins 2 is shown in FIG. 3. The baffles may also be positioned differently between the cooling fins to increase the heat transfer efficiency between the cylinder body and the heat exchange circuit.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An apparatus for transferring thermal energy to a work roll of worm machines for extruding or injecting elastomers or plastics, wherein the work roll is divided into heat exchange sections, wherein the heat transfer section of the roll consists of a work roll body and an outer sheath, In the working cylinder (1), a system of cooling fins (2) is formed perpendicular to the extrusion axis, and on the inner diameter of the outer casing (4), a system of fins is formed in the shape of a single or multi-screw helix (5). input ramps (6) of the working cylinder heat exchange circuit (1).

Heat transfer device according to claim 1, characterized in that in the cooling fins (2) the longitudinal grooves (3) are regularly parallel or alternately spaced around the periphery of the cooling fins, when the longitudinal grooves (3) are either parallel to the axis of the working cylinder. (1), or form an approach angle with the working cylinder axis.

Heat transfer device according to claim 2, characterized in that the sides of the grooves (3) of adjacent cooling fins (2) are alternately or simultaneously closed by partitions (13).