DE1504436A1 - Heating device for calender rolls - Google Patents

Description

Heizeinrichtung für Kalanderwalzen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Dampfheizeinrichtungen sowie die bekannten Heißwassereinrichtungen für die Beheizung von Kalanderwalzen zu verbessern. Derartige Heizeinrichtungen mit großer Wärmeleistung werden besonders für die Ziehkalander der Kunststoffindustrie verwendet, wobei Anordnungen bekannt sind, bei denen die im Inneren der Walze befindliche Heizbohrung in mehrere, unterschiedlich beheizbare Kammern unterteilt ist. Die Abdichtung dieser Heizkammern gegeneinander erfolgt hierbei durch abdichtende Trennwände. Die Verbesserungen der Erfindung beziehen sich gorzugsweise auf derartige Mehrkammer-Heizeinrichtungen mittels Dampf oder Heißwasser.Heating device for calender rolls The object of the invention is based on the known steam heating devices and the known hot water devices for the heating of calender rolls. Such heating devices with high heat output are particularly suitable for the drawing calenders of the plastics industry used, arrangements are known in which the inside of the roller is located Heating hole is divided into several, differently heatable chambers. The waterproofing these heating chambers against each other is done here by sealing partitions. the Improvements of the invention relate preferably to such multi-chamber heating devices by means of steam or hot water.

Dampfheizungen besitzen gegenüber den Heißwasserheizungen den Vorteil der kleineren unddlher billigeren Rohrquerschnitte, wobei auch der im Walzeninnern befindliche Heizeinsatz für Mehrkammerheizungen einfach und billig ist. Dagegenhaben sie den Nachteil, daß bei den geringsten Undichtigkeiten der Trennwände infolge des hohen Anteils der Kondensationswärme am Wärmeinhalt und wegen der Druckunterschiede in den einzelnen Kammern große Wärmemengen in die Kammern mit niedrigerem Druck übertreten und dadurch ein unerwünschter Wärmeausgleich entsteht. Dieser Nachteil tritt bei Heißwasserheizungen nicht in diesem Maße in Erscheinung; da selbst große Undichtigkeiten wegen der größeren Viskosität des Mediums keine nennenswerten Wassermengen übeitreten lassen und zudem die dadurch transportierte Wärmemenge im Gegensatz zur Kondensationswärme bei Dampfheizungen sehr gering ist. Auch sonst zeigen beide Heizsysteme Unterschiede, so vor allem in der Regelung Bei Heißwasserheizungen kann eine sehr gute Regelung dadurch erfolgen, daß mittels einfacher Thermostate lediglich die Wassertemperatur auf die der Walzenoberflächentemperatur entsprechende Höhe eingestellt wird. Die Walze entnimmt sich dann praktisch selbsttEtig den Wärmebedarf, den sie benötigt. Bei Dampfheizungen muß dagegen eine teure, vom Kondensat oder von der Oberflächentemperatur gesteuerte Mengenregelung vorgesehen werden, da der Dampf eine höhere Temperatur besitzt, als die Walze benötigt und daher die Zuflußmenge geregelt werden muß.Steam heaters have the advantage over hot water heaters of the smaller and therefore cheaper pipe cross-sections, including the one inside the roll located heating insert for multi-chamber heating is simple and cheap. Against it they the Disadvantage that with the slightest leaks in the partition walls due to the high proportion of condensation heat in the heat content and due to the pressure differences in the individual chambers large amounts of heat in the chambers with lower pressure and this creates an undesirable heat balance. This disadvantage does not appear to this extent with hot water heating; because even big ones Leaks due to the greater viscosity of the medium, no significant amounts of water let in and also the amount of heat transported in contrast to the The heat of condensation in steam heating is very low. Otherwise both heating systems show Differences, especially in the regulation. With hot water heating systems, there can be a lot good regulation takes place in that only the simple thermostats Water temperature adjusted to the level corresponding to the roller surface temperature will. The roller then takes the heat it needs practically automatically needed. In the case of steam heating, however, an expensive one, from the condensate or from the Surface temperature controlled volume control can be provided as the steam has a higher temperature than the roller needs and therefore the inflow rate must be regulated.

ErSindungsgemäß werdenbie Nahteile beider Heizsysteme dadurch vermieden und deren Vorteile dadurch ausgenutzt, daß ein kombiniertes Heizsystem geschaffen wird, durch das das Anheizen mittels Dampf erfolgt, während nach Erreichen der Soll-Temperatur die weitere betriebsmäßige Beheizung durch Umschalten der Dampfzuführungsleitungen und der Kondensatableitungen mittels Dreiwegventilen auf einen Heißwasserkreislauf erfolgt.According to the invention, the near parts of both heating systems are thereby avoided and their advantages exploited in that a combined heating system is created by which the heating takes place by means of steam, while after reaching the target temperature further operational heating by switching over the steam supply lines and the condensate drainage by means of three-way valves on a hot water circuit he follows.

Hierbei können auch für den Heißwasserkreis die engeren Querschnitte der Dampfzufiihrungen sowie der Dampfheizeinsatz der Walzen beibehalten werden, da der Wärmebedarf im Dauerbetriebszustand nur etwa 25 % des in der ersten halben Stunde der Anheizperiode benötigten Wärmebedarfs beträgt.The narrower cross-sections can also be used for the hot water circuit the steam supply and the steam heating use of the rollers are retained, because the heat requirement in continuous operation is only about 25% of that in the first half Hour of the heating-up period.

Die Erfindung sowie weitere Merkmale derselben seien anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen beschreiben. Es zeigen: Fig. 1 eine Anordnung, bei der für die Mittelkammern wie auch für die Randkammern zwei getrennte Heißwasserkreise mit verschiedener Temperatureinstellung angeordnet sind, 2 eine Anordnung, bei der der Heißwasserkreis für die Mittelkammern durch Anstellung einer Kühlyinrichtung auf die erforderliche Temperatur eingestellt wird.The invention, as well as other features thereof, are based on two Describe the embodiments shown in the drawing. They show: Fig. 1 an arrangement in which two for the central chambers as well as for the edge chambers separate hot water circuits with different temperature settings are arranged, 2 an arrangement in which the hot water circuit for the central chambers by adjustment a cooling device is set to the required temperature.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht die beispielsweise nur für die Walzen III und IV eines vierwalzigen Kunststoffziehkalanders erforderliche kombiniete Heizung aus dem mit Doppellinien gezeichneten Dampfheizkreis 2, 4, 4, 5R und 5M, der aus einer Dampfleitung 1 gespeist wird. Es erhalten somit die Randkammern 8 und die Mittelkammer M der beiden Walzen III und IV gleiche Dampfmengen, wobei die Annäherung an den Sollwert durch vom Kondensat gesteuerte Regelventile) e ingeregelt wird. Das sich in die Rand- und Mittelkammern bildende Kondensat fließt über die Kondensatleitungen 7R und 7M zu Kondensattöpfen- 8 und wird von diesen in eine Kondensatsammelleitung 9 abgelassen.As can be seen from Fig. 1, the combined heating, which is only required for rolls III and IV of a four-roll plastic drawing calender, for example, consists of the steam heating circuit 2, 4, 4, 5R and 5M, which is drawn with double lines and which is fed from a steam line 1. The edge chambers 8 and the middle chamber M of the two rollers III and IV thus receive the same amount of steam, the approach to the setpoint being achieved by means of control valves controlled by the condensate) regulated will. The condensate that forms in the edge and center chambers flows via the condensate lines 7R and 7M to the condensate pots 8 and is drained from these into a condensate collecting line 9.

Die Regelung erfolge beispielsweise durch eine Temperaturabtastung in Walzenmitte, wobei die Regler lo die Dampfregelventile 3 beeinflussen. Hierbei wird die unterschiedliche Heizleistung in den Kammern R und M dadurch erreicht, daß zwei Handventile llR und llM unterschiedlich eingestellt werden, wobei in der Regel die Ventile llR infolge des größeren Wärmebedarfs stärker geöffnet werden.The regulation takes place, for example, by means of a temperature scan in the middle of the roll, the controller lo influencing the steam control valves 3. Here the different heating power in chambers R and M is achieved by that two manual valves llR and llM are set differently, in which As a rule, the valves llR are opened more strongly as a result of the greater heat demand.

Die Umschaltung der Dampfheizung auf die Heißwasserheizung geht nun wie folgt vor sicht In den Dampfzuleitungen5R und 5M sowie in den Kondensatleitungen #R und fiM sind Dreiwegventile 11 angeordnet, die nach Erreichen der Soll-Temperatur dadurch eine elektrische Schaltung mittels eines Handschalters 12 umgeschaltet werden. Gleichzeitig wird eine Druckpumpe 14 für die Förderung des Heißwassers angelassen0 Diese Umschaltung kann aber auch selbsttätig durch die mit Zweistufenwirkung arbeitenden Regler 10 erfolgen. Durch diese Umschaltung werden sämtliche Danpf- und Kondensatkreise auf einen HeißwAsserkreis umgeschaltet, bei dem das aus einer Kühlkondensatleitung 9 abfließende Kondensat von etwa 800C in einen Sammelbehälterl3 gelangt und von da mittels der Druckpumpe 14 zu zwei getrennten Heißwasserstr&ngen 16R und 16M fcir die Beheizung der Rand- und Mittelkammern der Walzen III und IV gedrückt wird. Das Kondensat im Sammelbehälter besitzt eine viel zu niedrige Temperatur und wird daher in zwei Wärmeaustauschern, beispielsweise mittels Dampf oder durch unmittelbare Einspritzung in Injektormischern 17R und 17M auf die erforderlichen unterschiedlichen Heiztemperaturen erhitzt. Der Heißwasserkreislauf schließt sich über die Dampfleitungen BR und 5M, Kammern R und M, Kondensatleitungen 6R und 6M, Leitung 18 und Kondensatleitung 9'.You can now switch from steam heating to hot water heating As follows, be careful in the steam supply lines 5R and 5M as well as in the condensate lines #R and fiM are three-way valves 11, which after reaching the target temperature as a result, an electrical circuit can be switched over by means of a manual switch 12. At the same time, a pressure pump 14 is started to deliver the hot water However, this switchover can also be carried out automatically by the two-stage effect Controller 10 take place. This switchover causes all of the steam and condensate circuits switched to a hot water circuit, in which this comes from a cooling condensate line 9 draining condensate of about 800C in a collecting tank and from because by means of the pressure pump 14 to two separate hot water lines 16R and 16M fcir the heating of the edge and middle chambers of the rollers III and IV is pressed. The condensate in the collecting tank has too low a temperature and is therefore used in two heat exchangers, for example by means of steam or by immediate injection in injector mixers 17R and 17M to the required levels heated to different heating temperatures. The hot water circuit closes Via the steam lines BR and 5M, chambers R and M, condensate lines 6R and 6M, Line 18 and condensate line 9 '.

Da die Randkammern R erfahrungsgemäß auch bei hoher Friktionswärme infolge der starken Wärmeabfünrung in die Lager usw. immer einen größeren Wärmebedarf als die Mittelkammern M besitzen, wird die Wassertemperatur im Strang 17R mittels des Thermostaten 20 auf eine Temperatur eingestellt, die für die gewünschte Walzenoberflächentemperatur an den Walzenenden erforderlich ist. Im Stang 17M dagegen, in dem meist eine Kühlung der Mittelkammern M notwendig ist, wird das Kondensat wenig oder gar nicht erhitzt und dadurch Wärme aus der-Mittelzone abgeführt. Durch die Umschaltung der Dreiwegventile sind gleichzeitig die Dampfregelventile 3 von den Reglern lo abgeschaltet und in den Heißwassersträngen 16M angeordnete Wasserregelventile 19 zugeschaltet worden, die nun dan Kondensatzufluß bzw. die Wärmeabfunr der Mittelkammern M regeln. Die Regelung der Temperatur in den Mittelkammern erfolgt durch eine Mengenregelung mittels der Regelventile 19 im Kondensatablauf.Experience has shown that the edge chambers R even with high frictional heat due to the strong heat dissipation into the warehouse, etc., there is always a greater need for heat than the central chambers M have, the water temperature in the strand 17R is means of the thermostat 20 is set to a temperature suitable for the desired roller surface temperature is required at the roller ends. In contrast, in the rod 17M, in which mostly cooling the central chambers M is necessary, the condensate is heated little or not at all and thereby heat dissipated from the central zone. By switching the three-way valves the steam control valves 3 are simultaneously switched off by the controllers lo and in the hot water lines 16M arranged water control valves 19 have been switched on, which then regulate the inflow of condensate and the heat dissipation of the central chambers M. the The temperature in the central chambers is regulated by means of a quantity control the control valves 19 in the condensate drain.

Um zu verhindern, daß in den Heißwassersträngen oder den Heizkammern eine Verdampfung eintreten kann, muß das Heißwasser mti inem Druck zugeführt werden, der höher liegt als der Druck der der höchsten vorkommenden Temperatur entspricht, Ein Uberdruckventil 15 , Drosselventile 22, sowie nicht dargestellte Rilckschlagventile sorgen für die Sicherung des Heißwasserkreises.To prevent getting in the hot water lines or the heating chambers one Evaporation can occur, the hot water must be supplied under pressure, which is higher than the pressure which corresponds to the highest occurring temperature, A pressure relief valve 15, throttle valves 22 and non-return valves (not shown) ensure that the hot water circuit is secured.

Ein anderes Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 2. Dieser Ausführung zufolge wird noch ungekühltes Kondensatz von hoher Temp-eratur benutzt. Trotzdem muß bei der Beheizung der Randkammern R das Kondensat ebenso erhitzt werden wie bei der Anordnung nach Fig. 1. Für die Mittelkammern dagegenmuß das Kondensat gekühlt werden. Zu diesem Zweck ist in den Strängen 17M Sh Kühler 21 vorgesehen, der mittels Luft oder Kühlwasser das Kondensat kühlt.Another embodiment is shown in FIG. 2. This embodiment According to this, condensate that is still uncooled and has a high temperature is used. Nevertheless the condensate must be heated as well when heating the edge chambers R in the arrangement according to FIG. 1. For the central chambers, however, the condensate has to be cooled will. For this purpose, cooler 21 is provided in the strands 17M Sh, which by means of Air or cooling water cools the condensate.

Die Regelventile 22 in den Heizkreisen der Mittelkammern M sind bei dieser Ausführung in den Kondensatableitern der Mittelkammern angeordnet. Falls in den Mittelkammern statt der Kürzung ein höherer Wärmebedarf auftritt, wird der Thermostat 2o des Kühlers 21 von Hand oder selbsttätig durch den Regler auf eine höhere Temperatur eingestellt.The control valves 22 in the heating circuits of the central chambers M are at this version is arranged in the condensate drains of the central chambers. If instead of the reduction in the central chambers, there is a higher heat demand, the Thermostat 2o of the cooler 21 by hand or automatically by the controller on a higher temperature set.

Beide Anordnungen besitzen außerdem den großen Vorzug, daß sie nachträglich an vorhandene Dampfheizeinrichtungen angeschlossen werden können.Both arrangements also have the great advantage that they can be retrofitted can be connected to existing steam heating devices.

Patentansprüche:Patent claims:

Claims (9)

Patentansprüche: 1) heizeinrcihtung für kalanderwalze, vorzugsweise für Walzen für Kunststoff-Zeihkalander mit Mehrkammerbeheizung, dadurch gekennzeichnet, daß das Anheizen mittels Dampf erfolgt, während nach Erreichen der Soll-Temperatur die weitere betriebsmäßige Beheizung durch Umschaltung mittels in den Dampfzuführungsleitungen (2, 5R, 5M) und den Kondensatableitungen (6R, 6M) angeordneten Dreiweg-Ventilen (11) eine Umschaltung auf einen Heißwasserkeislauf (13 - 16R, 16M) erfolgt. Claims: 1) heating device for calender roll, preferably for rolls for plastic index calenders with multi-chamber heating, characterized in that that the heating takes place by means of steam, while after reaching the target temperature the further operational heating by switching over in the steam supply lines (2, 5R, 5M) and the condensate drains (6R, 6M) arranged three-way valves (11) a switchover to a hot water circuit (13-16R, 16M) takes place. 2) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen der Soll-Temperatur die Umschaltung auf den Heißwasserkreis mittels eines Handschalters (12) oder selbsttätig durch die Wirkung einer Zweistufenregelung erfolgt. 2) Device according to claim 1, characterized in that according to When the target temperature is reached, switch to the hot water circuit by means of a Manual switch (12) or automatically through the action of a two-stage control. 3) Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das für den Heißwasserkreis (13 - 16R , 16M) erforderliche Heißwasser der Kondensat-Sammelleitung (9, 9') entnommen und mittels einer Druckpumpe (14) gefUrdert wird, deren Überdruckventil (15) auf einen Druck eingestellt ist, der etwas höher liegt als derjenige Druck, der der höchsten vorkommenden Beheizungstemperatur entspricht. 3) Device according to claim 1 and 2, characterized in that the hot water of the condensate collecting line required for the hot water circuit (13 - 16R, 16M) (9, 9 ') is removed and conveyed by means of a pressure pump (14) whose pressure relief valve (15) is set to a pressure that is slightly higher than the pressure which corresponds to the highest occurring heating temperature. 4) Einrichtung nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung des Heißwasserkreises durch Wärmeaustauscher mittels Kohle, 1, Elektrizität oder Dampf erfolgt. 4) Device according to claim 1-3, characterized in that the The hot water circuit is heated by a heat exchanger by means of Coal, 1, electricity or steam is done. 5) Einrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung der Heißwasserkreise durch unmittelbare Dampfeinspritzung in Mischinjektoren (17R, 17M) erfolgt.5) Device according to claim 1 and 4, characterized in that the heating of the hot water circuits by direct steam injection in mixer injectors (17R, 17M) takes place. 6 Einrichtung nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen der Soll-Temperatur die Regelspannung der Regler von den Dampfregelventilen (3) auf in den Kondensatableitungen angeordnete Heißwasserregelventile (22) umgeschaltet wird.6 device according to claim 1 - 5, characterized in that after When the target temperature is reached, the regulating voltage of the regulators of the steam regulating valves (3) switched to hot water control valves (22) arranged in the condensate drains will. 7) Einrichtung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlauf-Wassertemperaturen für die Rand- und Mittelkammern mittels Theromataten (20) unterschiedlich, aber konstant sind, und die Heizregelung beider Kammern oder nur der Mittelkammer (bI) durch eine Mengenregelung erfolgt.7) Device according to claims 1-6, characterized in that the Flow water temperatures for the edge and middle chambers by means of thermomats (20) are different but constant, and the heating control of both chambers or only the middle chamber (bI) takes place through a volume control. 8) Einrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlauf temperatur des Heißwasserkreises (16M) der wärmeabführenden Mittelkammer (M) auf einen konstanten niedrigeren Wert eingestellt ist, wobei die Wärmeabfuhr durch eine Mengenregelung über ein Regelventil (19) geregelt wird.8) Device according to claim 1 and 7, characterized in that the flow temperature of the hot water circuit (16M) of the heat-dissipating central chamber (M) is set to a constant lower value, the heat dissipation is regulated by a volume control via a control valve (19). 9) Einrichtung nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißwasserkreise (16M, 171q') der wärmeabführenden Kammern (M) durch Wärmetauscher (17M) mittels Luft oder Kühlwasser oder durch unmittelbare Kaltwassereinspritzung gekühlt werden.9) Device according to claim 1-5, characterized in that the Hot water circuits (16M, 171q ') of the heat-dissipating chambers (M) through heat exchangers (17M) by means of air or cooling water or by direct cold water injection be cooled. L e e r s e i t eL e r s e i t e