NO315392B1 - Fremgangsmåte ved oppvarming av en mantel-arbeidsflate på en roterende valse og roterbar valse for oppvarming av et banemateriale - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører oppvarming av banematerialer, nærmere bestemt en fremgangsmåte ved oppvarming av en mantel-arbeidsflate på en roterende valse som angitt i innledningen til det selvstendige fremgangsmåtekrav og en roterbar valse for oppvarming av et banemateriale som angitt i innledningen til de selvstendige anordningskrav.

Oppfinnelsen er særlig utviklet for bruk ved varmebehandling av tekstil vevnader, særlig filt og virer til bruk ved papirfremstilling. Under behandling av filt og virer til papir-maskiner i strekk- og fikseringsmaskiner, hvor det anvendes oljeoppvarmede valser, kreves det nøyaktig styring av temperaturen over den anvendte valses overflate. Valsen må kunne oppvarmes (og kjøles) raskt og gi en jevn fordelt varme til det banemateriale som legges over valsen. Stabil oppvarming og varmepåvirkning er viktig, da de anvendte materialer i banene (filt og vire) er varmeømfintlige og tendensen går mot stadig mer avanserte og varmeømfindtlige banematerialer. For filt og vire kan 2°-3° C forskjell være kritisk. Det er også vesentlig å unngå temperaturspenninger i valsen. Det er kjent å la den oppvarmede olje strømme i dertil dannede rom i valsen fra en valseende og bringe oljen til å strømme tilbake gjennom tilstøtende rom. Ved avvekslende frem- og tilbakestrømning av oljen oppnås en viss styring av temperaturen over valsens overflate.

Fra US 3,903,961 er det eksempelvis kjent en valse for bruk i en strekk-og fikserings-maskin. Denne kjente valse er bygget opp med en ytre og en indre mantel som er skilt fra hverandre med langsgående skillevegger som danner langsgående, vekslende strømningskanaler mellom den indre og ytre mantel. Hver strømnningskanal er ved hjelp av en skjerm utformet som en U-formet strømningsbane hvor den ene gren virker som inngangsgren, tilknyttet et mate-plenum ved den ene valseende mens den andre gren virker som utgangsgren og er tilknyttet et retur-plenum ved samme valseende.

Det skal også nevnes at det fra DE 40 36 121 Al er kjent å føre et fluid varmemedium frem og tilbake i hosliggende kanaler under en valses overflate. I den der viste varme-ZkjøIevalse sendes olje gjennom perifere, akseparallelle boringer. Boringene kan være seriekoblet eller parallellkoblet. To eller flere parallelle boringer kan være seriekoblet. Boringene er slik modifisert at varmeavgivelsen til valsens overflate skal være i hovedsaken konstant. Spesielt endres diametrene i boringene og/eller det foreslås å sette inn fortrengningslegemer for å endre gjennomstrømningshastigheten i ønsket grad.

DE 26 58 380 Al viser en farvevalse for offsettrykkemaskiner hvor et tempererings-middel føres i motstrøm med stor strømningshastighet i to konsentriske ringspalter.

En hovedhensikt med foreliggende oppfinnelse er å muliggjøre nye og forbedrede strømningsmønstre for oljen i en roterbar valse som benyttes for varmebehandling av et banemateriale, for derved å oppnå raskere oppvarming av valsen, jevnere og mer stabil varme over valsens overflate, med bedre temperaturstyirngsmuligheter, samtidig som valsen skal kunne bygges slik at den ikke vil være utsatt for vesentlige temperaturspenninger, og skal kunne realiseres på en teknisk relativ enkel måte.

Det tilstrebes derfor ifølge oppfinnelsen å la inngående, oppvarmet olje gå i motstrøm med utgående olje på en ny og unik måte, slik at oljestrømmene påvirker hverandre på en måte som gir jevn og stabil varme som overføres til banematerialet som føres i kontakt med den roterende valsen.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor en fremgangsmåte som angitt i det selvstendige fremgangsmåtekrav, og en roterbar valse som angitt i de selvstendige anordningskrav.

Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte ved oppvarming av en mantel-arbeidsflate på en roterende valse, hvor et fluid varmemedium bringes til å strømme frem og tilbake i hosliggende kanaler under mantel-arbeidsflaten. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved at en første andel av varmemediet bringes til å strømme i annenhver av kanalene fra en første valseende og til en andre valseende og tilbake til den første valseende, mens en andre andel av varmemediet bringes til å strømme direkte, utenom kanalene fra den første valseende og til den andre valseende og derfra gjennom de andre av kanalene, tilbake til den første valseende. Foretrukne trekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige krav 2-4.

Oppfinnelsen vedrører også en roterbar valse for oppvarming av et banemateriale, innbefattende et sylindrisk mantellegeme mellom en første og andre valseende, hvilket mantellegeme innbefatter en konsentrisk indre og ytre mantel som danner et mellomliggende ringformet strømningsrom, skillevegger som strekker seg mellom den indre og ytre mantel og danner et antall vekslende første og andre strømningsbaner i strømnings-rommet, idet hver strømningskanal har en inngang og en utgang, et ved den første valseende anordnet mate-plenumkammer som har strømningsforbindelse med innganger til strømningskanaler, og et ved den første valseende anordnet retur-plenumkammer som har strømningsforbindelse med utganger fra strømningskanaler 20. Den roterende valsen ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved et andre retur-plenumkammer som har en strømningsforbindelse med utgangene fra de strømningskanaler hvis innganger har strømningsforbindelse med mate-plenumkammeret ved den første valseende, et andre mate-plenumkarnmer som har strømningsforbindelse med inngangene til de strømnings-kanaler hvis utganger har strømningsforbindelse med retur-plenumkammeret ved den første valseende, en direkte strømningsforbindelse mellom mate-plenumkamrene ved den første og andre valseende, og en direkte strømningsforbindelse mellom retur-plenum-kamrene ved den første og andre valseende.

Anordningen ifølge oppfinnelsen innbefatter også en roterbar valse for oppvarming av et banemateriale, innbefattende et sylindrisk mantellegeme mellom en første og andre valseende, hvilket mantellegeme innbefatter en konsentrisk indre og ytre mantel som danner et mellomliggende ringformet strømningsrom, skillevegger som strekker seg mellom den indre og ytre mantel og danner et antall vekslende første og andre strømningskanaler i strømningsrommet, skjermer som strekker seg over en del av lengden av nevnte strømningskanaler slik at det dannes en respektiv U-formet strømningsbane i hver strømningskanal, hvilke U-formede strømningsbaner hver bare har to grener bestående av en inngangsgren og en utgangsgren, anordnet radielt i forhold til hverandre, et ved den første valseenden anordnet mate-plenumkammer som har strømningsforbindelse med inngangsgrener i strømningskanalene, og et ved den første valseende anordnet retur-plenumkammer som har strømningsforbindelse med utgangsgrener i strømningskanalene. Den roterbare valsen ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved et mate-plenumkammer og et retur-plenumkammer ved den andre valseende, idet mate-plenumkammeret ved den andre valseende har strømningsforbindelse med inngangsgrenene i de nevnte vekslende andre strømningskanalene hvis utgangsgrener har strømningsforbindelse med retur-plenumkammeret ved den andre valseende, en direkte strømningsforbindelse mellom de to retur-plenumkamre og en direkte strømningsforbindelse mellom de to mate-plenumkamre.

Foretrukne utførelsesformer av anordningen ifølge oppfinnelsen fremgår av de med-følgende krav 7-9.

Ved å føre en andel av det fluide varmemedium, primært olje, direkte til den andre valseende, oppnås meget fordelaktige motstrømmer av oljen, med meget gunstige innbyrdes varmevekslinger internt i valsen.

Omkretsstrømningene ved valseendene bidrar til gunstig varmefordeling der, slik at såkalte "spots" med en vesentlig avvikende temperatur i varmeovergangsområdet unngås.

Den nye roterbare valse kan bygges opp på en teknisk sett enkel måte, fordelaktig under utnyttelse av den fremstillingsmåte som er beskrevet i NO 140 685.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere, under henvisning til tegningene, hvor

Figur 1 viser en valse ifølge en første utførelsesform av oppfinnelsen, i skjematisk lengdesnitt,

Figur 2 viser strømningsmønsteret for valsen i figur 1,

Figur 3 viser en annen valse ifølge oppfinnelsen, i skjematisk lengdesnitt,

Figur 4 viser strømningsmønsteret for valsen i figur 3,

Figur 4a viser strømningsmønsteret i figur 4 nærmere, i et utfoldet snitt,

Figur 5 viser en tredje valseutførelse ifølge oppfinnelsen, i skjematisk lengesnitt, og

Figur 6 viser strømningsmønsteret for valsen i figur 5.

De tre viste valser har flere stort sett like konstruktive trekk, som derfor er gitt samme henvisningstall i de ulike figurer.

Den i figur 1 viste valse har en ytre mantel 1, anordnet konsentrisk om en indre mantel 2. De to mantler 1 og 2 er forbundne med hverandre i det mellom dem dannede ringrom med et antall langsgående skillevegger 19 som danner et antall langsgående strømningskanaler 20 mellom mantlene 1,2. De to mantler 1 og 2 er i den ene enden forbundet med en ringformet endeplate 3, som er forbundet med en akseltapp 4.1 den andre enden er de to mantler 1,2 likeledes forbundet med en ringformet endeplate 5, som er forbundet med en aksel 6. Inne i valserommet, som omgis av den indre mantel 2, er det ved hver ende av den indre mantel 2 anordnet en respektiv ringformet indre ende-/bæreplate 7 henholdsvis 8. Disse ringplater 7,8 er forbundet med de respektive aksler 4,6. Mellom endeplaten 3 og den hosliggende indre endeplate 7 er det anordnet en likeledes ringformet skillevegg 9, og tilsvarende er det mellom endeplaten 5 og dens hosliggende indre endeplate 8 anordnet en ringformet skillevegg 10. På denne måten dannes det ved den ene valse- enden et plenumkammer 11 og et plenumkammer 12. Tilsvarende ved den andre valseenden dannes det to plenumkamre 13 og 14. Akseltappen 4 er hul og utformet med konsentriske innløp 15 og utløp 16. Disse løp 15,16 er tilknyttet en ikke vist medium(olje)sirkulator, på i og for seg kjent måte. Fra det ringformede innløp 15 går det radielt rettede åpninger 17 til plenumkammeret 11, som derved er et mate-plenumkammer for det fluide medium (olje). Mellom plenumkammeret 12 og utløpet 16 er det utformet åpninger 18, slik at plenumkammeret 12 er et retur-plenumkammer for oljen. Strømningsretningene kan naturligvis snus. Mate-plenumkammer 11 er gjennom åpninger 21 strømningsforbundet med annenhver strømningskanal 20 mens retur-plenumkammer 12 gjennom åpninger 22 er strømnings-forbundet med de resterende strømningskanaler 20, se også figur 2. I den andre valseende er det som nevnt utformet to plenumkamre 13 og 14. Disse virker som henholdsvis et mate-plenumkammer 13 og et retur-plenumkammer 14, idet plenumkammeret 13 gjennom åpninger 23 er strømningsforbundet med de strømningskanaler 20 som gjennom åpningene 22 er strømningsforbundet med retur-plenumkammer 12, og plenumkammeret 14 gjennom åpninger 24 er strømningsforbundet med de resterende strømningskanaler 20 som gjennom åpningene 21 er strømningsforbundet med mate-plenumkammer 11. Derved går oljen i motstrømmer 20 som vist i figur 2. Bare en første andel av oljen går fra mate-plenumkammeret 11 til strømningskanalene (annenhver) 20. En andre andel, tilsvarende den første, går direkte til det andre mate-plenumkammer 13, gjennom ett eller flere rør 25. Den første andel går etter kanalpassering fra retur-plenumkammeret 14 direkte til retur-plenumkammeret 12, gjennom ett eller flere rør 26. Det er ikke vist, men rørene 25,26 utformes med en liten ekspansjonsmulighet, eksempelvis ved at hvert rør 25,26 forsynes eller utformes med en ekspansjonsbelg eller hensiktsmessig rørføring eller begge deler, slik det vil være kjent for fagmannen.

I figur 3 og 4 er det vist en variant av utførelsen i figurene 1 og 2. Valsen 1 i figur 3 har samme oppbygning som i figur 1 og de eneste forskjeller er at det er utformet et ringformet inngangskammer 30 mellom mate-plenumkammeret 11 og de tilknyttede strømningskanaler 20 og et ringformet inngangskammer 31 mellom plenumkammeret 13, som har byttet plass med retur-kammeret 14 relativt den i figur 1 viste valse, og de tilknyttede strømningskanaler 20. Disse ringformede inngangskamre 30,31 gir som vist i figur 4 og 4a gunstige omkretsrettede strømninger 33,34 ved valseendene, slik at "spots" unngås.

Valsen i figurene 5 og 6 har også stort sett samme konstruktive oppbygging som valsen i figur 1 og 2, men i tillegg er her strømningskanalene 20 ved hjelp av langsgående skjenner 36 mellom den indre mantel 2 og den ytre mantel 1 utformet slik at det dannes U-formede strømningsbaner i hver strømningskanal 20. Som i figur 4 har plenum-kammerme 13,14 byttet plass. Hver slik til mate-plenumkammeret 11 knyttet U-formet strømningsbane har en inngangsgren 37 og en utgangsgren 38. Oljen går inn via mate-plenumkammeret 11 og åpningene 21 og inn i inngangsgrenen 37, strømmer langs innside av skjermen 36 og går ved den andre valseende over i utgangsgrenen 38 og til retur-plenumkammeret 12 gjennom stusser 39, som overspenner inngangsgrenen 37.1 den andre valseenden har mate-plenumkammeret 13 strømningsforbindelse med inngangsgrener 40 i annenhver strømningskanal 20 mens plenumkammeret 13 mottar olje fra utgangsgrenen 41, gjennom en stuss 42, som ved den første valseende. Det oppnådde strømningsmønster er vist i figur 6.

De viste strømningskanaler er langsgående, akseparallelle kanaler. Dette er, som fagmannen vil forstå, ikke absolutt nødvendig. Man kan eksempelvis tenke seg kanaler som går i en mer eller mindre utpreget skruelinjeform mellom valseendene.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte ved oppvarming av en mantel-arbeidsflate på en roterende valse, hvor et fluid varmemedium bringes til å strømme frem og tilbake i hosliggende kanaler under mantel-arbeidsflaten, karakterisert ved at en første andel av varmemediet bringes til å strømme i annenhver av kanalene fra en første valseende og til en andre valseende, og tilbake til den første valseende, mens en andre andel av varmemediet bringes til å strømme direkte, utenom kanalene, fra den første valseende og til den andre valseende og derfra gjennom de andre av kanalene, tilbake til den første valseende.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at den første andel av varmemediet bringes til å strømme direkte tilbake til den første valseende, utenom kanalene.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den første andel av varmemediet før strømningen gjennom de nevnte annenhver av kanalene, bringes til å strømme i begge omkretsretninger under mantel-arbeidsflaten, i varmevekslende kontakt med denne, ved den første valseende, og at den andre andel av varmemediet før strømningen tilbake gjennom de nevnte andre av kanalene, bringes til å strømme i begge omkretsretninger under mantel-arbeidsflaten, i varmevekslende kontakt med denne, ved den andre valseende.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at den første andel av varmemediet bringes til å strømme tilbake til den første valseende gjennom kanaler anordnet radielt utenfor de nevnte annenhver kanaler, og at den andre andel av varmemediet føres tilbake til den første valseende gjennom de nevnte andre kanaler til den første valseende, derfra bringes til å strømme tilbake til den andre valseende, gjennom kanaler radielt utenfor de nevnte andre kanaler, og derfra tilbake til den første valseende.

5. Roterbar valse for oppvarming av et banemateriale, innbefattende et sylindrisk mantellegeme mellom en første og andre valseende, hvilket mantellegeme innbefatter en konsentrisk indre (2) og ytre (1) mantel som danner et mellomliggende ringformet strømningsrom, skillevegger (19) som strekker seg mellom den indre og ytre mantel (2,1) og danner et antall vekslende første og andre strømningsbaner (20) i strømnings-rommet, idet hver strømningskanal (20) har en inngang og en utgang, et ved den første valseende anordnet mate-plenumkammer (11) som har strømningsforbindelse (21) med innganger til strømningskanaler (20), og et ved den første valseende anordnet retur-plenumkammer (12) som har strømningsforbindelse (22) med utganger fra strømnings-kanaler (20), karakterisert ved et andre retur-plenumkammer (14) som har strømningsforbindelse (23) med utgangene fra de strømningskanaler (20) hvis innganger har strømningsforbindelse (21) med mate-plenumkammeret (11) ved den første valseende, et andre mate-plenumkammer (13) som har strømningsforbindelse (23) med inngangene til de strømningskanaler (20) hvis utganger har strømningsforbindelse (22) med retur-plenumkammeret (12) ved den første valseende, en direkte strømningsforbindelse (25) mellom mate-plenumkammerne (11 og 13) ved den første og andre valseende, og en direkte strømningsforbindelse (26) mellom retur-plenumkammerne (12 og 14) ved den første og andre valseende.

6. Roterbar valse for oppvarming av et banemateriale, innbefattende et sylindrisk mantellegeme mellom en første og andre valseende, hvilket mantellegeme innbefatter en konsentrisk indre (2) og ytre mantel (1) som danner et mellomliggende ringformet strømningsrom, skillevegger (19) som strekker seg mellom den indre og ytre mantel (2,1) og danner et antall vekslende første og andre strømningskanaler (20) i strømningsrommet, skjermer (36) som strekker seg over en del av lengden av de nevnte strømningskanaler (20) slik at det dannes en respektiv U-formet strømningsbane i hver strømningskanal (20), hvilke U-formede strømningsbaner hver bare har to grener bestående av en inngangsgren (37,40) og en utgangsgren (38,41), anordnet radielt i forhold til hverandre, et ved den første valseende anordnet mate-plenumkammer (11) som har strømnings-forbindelse (21) med inngangsgrener (37) i strømningskanalene (20), og et ved den første valseende anordnet retur-plenumkammer (12) som har strømningsforbindelse (22) med utgangsgrener (38) i strømningskanalene (20), karakterisert v e d et mate-plenumkammer (13) og et retur-plenumkammer (14) ved den andre valseende, idet mate-plenumkammeret (13) ved den andre valseende har strømnings-forbindelse (23) med inngangsgrenene (40) i de nevnte vekslende andre strømnings-kanaler (20) hvis utgangsgrener (41) har strømningsforbindelse (42) med retur-plenumkammeret (14) ved den andre valseende, en direkte strømningsforbindelse (26) mellom de to retur-plenumkamre (12,14), og en direkte strømningsforbindelse (25) mellom de to mate-plenumkamre (11,13).

7. Roterbar valse ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved et ringformet inngangskammer (30,31)mellom hvert mate-plenumkammer (11,13) og strømnings-kanalene (20).

8. Roterbar valse ifølge et eller flere av kravene 5-7, karakterisert ved at de respektive direkte strømningsforbindelser innbefatter ett eller flere innenfor mantellegemet anordnede rør (25,26) mellom de respektive plenumkamre (11,13,14,12).

9. Roterbar valse ifølge krav 8, karakterisert ved at rørene (25,26) er stive rør, med ekspansjonsanordninger.