DE2027420B2

DE2027420B2 - Vorrichtung zum kontinuierlichen, thermischen Behandeln von textlien o.dgl. flexiblen Warenbahnen

Info

Publication number: DE2027420B2
Application number: DE19702027420
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. 5023 Weiden Pabst
Original assignee: FA A MONFORTS 4050 MOENCHENGLADBACH
Current assignee: FA A MONFORTS 4050 MOENCHENGLADBACH
Priority date: 1970-06-04
Filing date: 1970-06-04
Publication date: 1980-04-17
Also published as: DE2027420A1; ES391127A1; FR2095892A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen, thermischen Behandeln von textlien od. dgl. flexiblen Warenbahnen mit mindestens einer Walze, welche wenigstens einen Teilweise mit einem flüssigen Wärmeträger gefüllten Hohlraum enthält.

Bei Walzen dieser Art soll auf dem Walzenumfang und der Walzenlänge überall die gleiche, konstante Temperatur herrschen. Solche Walzen werden zum Trocknen, Erwärmen, Polieren oder Kühlen und Ausrüsten von bahnartigen Stoffen, wie Geweben, Papier, Kunststoffolien u.dgl. verwendet. Insbesondere in der Textilindustrie werden derartige Walzen zum Thermofixieren oder Thermosolieren im Anschluß an einen Vortrockner benutzt. Walzen dieser Art sind auch Polierwalzen mit Längsnuten zum Behandeln von Florware.

Es sind schon derartige Walzen gebaut worden, denen

flüssige Wärmeträger unterhalb des Siedepunktes und somit fast drucklos über Dreheinführungen entweder durch einen Doppelmantel oder durch ein auf der Innenseite des Zylindermantels aufgebrachtes Rohrleitungssystem bzw. Kanalsystem zuzuführen war. Von den Wärmeträgern wurde die Wärme konvektiv an den Zylinder bzw. dessen Außenhaut abgegeben. Diese Konstruktionen erfordern neben einem getrennt zu betreibenden Heizkessel für den Wärmeträger, z. B.

in Thermoöl, einen erheblichen Fertigungsaufwand. Ferner ist eine exakte Temperaturgleichheit über die Länge des Zylinders bedingt durch die naturgemäße Abkühlung des Wärmeträger? beim Durchlauf durch den Zylinder nicht möglich.

Aus der US-PS 24 88 937 sind ferner Heizzylinder bekannt, die von innen, von einer Stirnseite her, mit einer direkten Beheizung (Öl-, Gasbrenner usw.) ausgestattet sind. Die Zylinder sind dabei als Doppelmantel ausgebildet und sie enthalten eine Flüssigkeit, welche durch die genannte Heizvorrichtung auf Temperaturen zu erhitzen ist, die zum Vermeiden von Druckanstieg unterhalb des Siedepunktes der Flüssigkeit liegen sollen. Durch schaufelartige Einbauten im Doppelmantel wird die Flüssigkeit mitteis Rotation des Zylinders in koaxiale Bewegung versetzt, was zum Vergleichmäßigen dzr Temperatur auf «Jer Zylinderlänge beitragen soll. Auch bei diesen Ausführungen sind der erreichbaren Temperaturgleichmäßigkeit Grenzen gesetzt, die je nach Ausführung zwischen ±3° C bis +10⁰C betragen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zu einer Vorrichtung eingangs genannter Art eine Walze zu schaffen, die es erlaubt, bei geringstmöglichem Fertigungs- und Betriebsaufwand hohe Temperaturkonstanz auf der gesamten Fläche des Walzenmantels zu erreichen. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Hohlraum bis auf den Sattdampfdruck des Wärmeträgers bei Betriebstemperatur evakuierbar ist, so daß der Wärmeträger bei Betrieb auf den Siedepunkt erhitzt ist und daß der Hohlraum nach dem Evakuieren vakuumdicht verschließbar ist. Wesentliches Kennzeichen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist also, daß sich flüssige und gasförmige Phase des Wärmeträgers im Hohlraum des Zylinders im Gleichgewicht befinden.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Behandlungstemperatur auf einfache Weise dadurch vorgewählt und geregelt werden, daß man den Druck des Systems durch Energiezufuhr auf einen gewünsch ten Wert ansteigen läßt und somit eine durch die Dampfdruckkurve des Wärmeträgers genau definierte Temperatur im ganzen System erreicht. Die jeweils weitere Wärmezufuhr kann über einen Druck- oder Temperaturfühler, einen Regler und ein Stellglied so geregelt werden, daß die zugeführte Wärmemenge gleich der von der zu behandelnden Textilwarenbahn abgeführten Wärmemenge ist und somit der Dampfdruck bzw. die Temperatur im System auf dem gewünschten konstanten Wert bleibt.

go Wird der Wärmeträger Wasser verwendet, so hat man zwar bei relativ hohem Dampfdruck doch den Vorteil der chemischen Beständigkeit sowie ausgezeichnete Wärmeübergangs- und Kondensationsverhältnisse. Wenn der Dampfdruck dagegen besonders niedrig sein

h5 soll, so ist es zweckmäßig, Wärmeträger, wie z. B. ein Gemisch von Diphenyloxid und Diphenyl zu verwenden, die bei den gewünschten Behandlungstemperaturen (z. B. 200° bis 400°C) einen um mehrere Größenordnun-

gen kleineren Sättigungsdampfdruck besitzen als Wasser.

Bei der Erfindung wird ausgenutzt, daß in einem geschlossenen System eine Flüssigkeit, die mit ihrer Dampfphase in freiem Austausch steht, sich immer mit dieser im Gleichgewicht befindet und somit die Temperatur des gesamten Systems nur eine Funktion des Sättigungsdampfdruckes der Flüssigkeit ist. Das gleiche gilt auch für Flüssigkeitsgemische, wenn sie azeotropes Verhalten zeigen, das heißt, wenn die Zusammensetzung der Flüssigkeit und der sich bildenden Dämpfe gleich ist.

Es ist günstig, wenn als Kohlraum der Raum zwischen Innen- und Außenmantel einer Walze mit Doppelmantel vorgesehen ist. Innerhalb des Innenmantels befindet sich dann eine Beheizung durch Gas- oder Ölbrenner, wenn die Walze zum Erwärmen einer Ware vorgesehen ist. Um in diesem Falle eine zu große Erwärmung des Innenmantels im Bereich der Flamme zu vermeiden, wird um die Flamme des Brenners ein Strahlungsschutz-Zylinder mit Abstand zum Innenmantel gesetzt, djr vorzugsweise als perforiertes Rohr ausgebildet ist, welches durch den ganzen Innenmantel reicht. Der Strahlungsschutzzylinder dient auch als Verdrängungskörper für die Rauchgase. Damit wird eine höhere Geschwindigkeit der Rauchgase im Ringkanalquerschnitt erreicht, als bei einer Rauchgasführung über den gesamten Querschnitt des Innenzylinders. Das ergibt einen besseren Wärmeübergang und somit eine bessere Ausnutzung des Wärmeinhaltes der Rauchgase. Eine ungleichmäßige Erwärmung der Walzenköpfe kann zweckmäßig dadurch verhindert werden, daß die Lagerzapfen der Walze mit Abstand zum Walzenrand an der Innenfläche des Innenmantels mittels Flanschen befestigt sind.

Es ist gemäß weiterer Erfindung auch günstig, wenn der Hohlraum den ganzen Innenraum einer Hohlwalze ausfüllt. Zweckmäßig ist der Wärmeträger im Hohlraum dann unmittelbar, insbesondere elektrisch oder mit Dampf- bzw. Olumlauf, beheizt.

Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung als System mit mehreren Walzen ausgebildet ist, ist es günstig, wenn alle Walzen aus einer gemeinsamen Heizquelle, z. B. Dampfkessel, beheizt werden. Wird die Vorrichtung zum Kühlen von Ware benutz', so gilt Entsprechendes für eine Kühlmittelquelle. Je nach den sonstigen Bedingungen kann auch bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Kühlen von Ware sowohl eine Hohlwalze, als auch eine Walze mit Doppelmantel vorgesehen sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, ist besonders vorteilhaft verwendbar, wenn sie zwischen einen Vortrockntr, z. B. Infrarot-Trockner, und eine Breitstreckvorrichtung geschaltet ist.

Anhand der schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispiels einer von innen beheizten erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zylindrischer Walze werden Einzelheiten der Erfindung erläutert.

Die Walze gemäß F i g. 1 und 2 ist als Doppelmantel 1 mit einem Außenzylinder 2 und einem Innenzylinder 3 ausgeführt. Die F i g. 1 und 2 zeigen die Walze im Längsund Querschnitt. In dem Doppelmantel 1 ist bis zu einem bestimmten Niveau ein flüssiger Wärmeträger 4 eingefüllt, dessen Sättigungsdampfdruck bei den gewünschten Temperaturen genügend niedrig ist und der bei diesen Temperaturen eine ausreichende thermische Beständigkeit besitzt. Die Luft über dem flüssigen Wärmeträger 4 wird bis zum Erreichen des Flüssigkeitsdampfdruckes mit einer (nicht gezeichneten) Vakuumpumpe abgezogen und der Doppelniantel 1 sodann vakuumdicht verschlossen.

Die Beheizung der Walze erfolgt dadurch, daß ein Gas- oder ölbrenner 6 auf einer Stirnseite der Walze axial angeordnet ist und der Innenzylinder 3 direk: von den Rauchgasen 7 beaufschlagt wird. Dabei ist ein Strahluiigsschutzzylinder 8 vorgesehen, der eine zu große Heizflächenbelastung im Bereich der Flamme vermeidet. Der Strahlungsschutzzylinder 8 ist als perforiertes Rohr mit öffnungen 9 ausgebildet und dient somit auch als Verdrängungskörper, wodurch eine höhere Geschwindigkeit der Rauchgase 7 im Ringquerschnitt 10 zwischen dem Innenmantel 3 und dem Strahlungsschutzzylinder 8 erreicht wird. Die Rauchgase 7 werden über Schlitze 11 in dem dem Brenner 6 gegenüberliegenden Lagerzapfen 12 durch den Rauchgasabzug 13 abgezogen. Die Lagerzapfen 12 werden von dem Lager 14 aufgenommen und tragen auf der einen Seite den Antrieb 15 und auf der anderen Seite Schleifringe 16 zur Meßwertübertragung.

Die Lagerzapfen 12 sind am Innenzylinder 3 — wie in der Zeichnung dargestellt — angeflanscht, um Wärmeleitung von den durch die Rauchgase 7 aufgeheizten Zapfen 12 über die Flansche 17 auf den Außenzylinder 2 zu vermeiden.

Der Wärmeübergang erfolgt in der Weise, deß der flüssige Wärmeträger 4 am beheizten Innenmantel 3 verdampft und die Dampfblasen auf der Innenseite des Außenmantels 2 bzw. in der äußeren Grenzschicht des Flüssigkeitsrings, kondensieren und dabei freiwerdende Wärme auf die zu behandelnde Warenbahn auf dem Außenmantel 2 der Walze übertragen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen, thermischen Behandeln von textlien od. dgl. flexiblen Warenbahnen mit mindestens einer Walze, welche wenigstens einen teilweise mit einem flüssigen Wärmeträger gefüllten Hohlraum enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum bis auf den Sattdampfdruck des Wärmeträgers (4) bei Betriebstemperatur evakuierbar ist, so daß der Wärmeträger (4) bei Betrieb auf Siedetemperatur erhitzt ist, und daß der Hohlraum nach dem Evakuieren vakuumdicht verschließbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hohlraum der Raum zwischen Innen (3)- und Außenmantel (2) einer Walze mit Doppelmantel (t) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Innenmantels (3) eine Beheizung durch einen Gas- oder ölbrenner (6) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß um die Flamme des Gas- oder ölbrenners (6) ein Strahlungsschutzzylinder (8) mit Abstand zum Innenmantel (3) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsschutzzylinder (8) als perforiertes Rohr ausgebildet ist, welches durch den ganzen Innenmantel (3) reicht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerzapfen (12) der Walze mit Abstand zurr Walzenrand an der Innenfläche des Innenmantels (3) mittels Flansche (17) befestigt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum den ganzen Innenraum der Walze ausfüllt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger im Hohlraum elektrisch oder durch Dampf- bzw. ölumlauf beheizbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Walzen aus einer gemeinsamen Heizquelle, z. B. Dampfkessel, beheizt sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Walze ein Kühlmittel vorgesehen ist.