Валок к валковым машинам
Владельцы патента RU 2269413:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная технологическая академия" (RU)
Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов, в частности к конструкции валков валковых машин. Валок к валковым машинам содержит обечайку, барабан с зоной теплообмена, имеющий винтовые каналы, выполненные от центра барабана к его торцам с противоположным друг относительно друга направлением нарезки и выполненные переменного поперечного сечения с увеличением их глубины, и цапфу с каналами подвода к центру валка и отвода с его торцов хладагента. Валок снабжен дополнительной зоной теплообмена, образованной внутренними полостями барабана, цапфами и каналами подвода и отвода хладагента. Барабан жестко соединен с обечайкой, а каналы подвода и отвода хладагента расположены в общем патрубке, установленном в одной из цапф. Увеличение глубины винтовых каналов выполнено от центра барабана к его торцам. Изобретение позволяет равномерно охлаждать валок и повышает эффективность теплообмена. 4 ил.
Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов, в частности к конструкции валков валковых машин.
Известен валок к валковым машинам (А.с. №1426808, В 29 В 7/56, 7/82, Бюл. №36, 1988 г.), содержащий полый корпус с выполненными в нем периферийными каналами, соединенными на входе и выходе наклонными каналами с полостью корпуса, снабженной с одной стороны заглушкой, и смонтированный в полости поршень, соединенный с трубой для подвода теплоносителя.
Но этот валок не может использоваться при производстве тонких лент, так как теплоноситель подается с одного торца валка, а отводится с другого торца. Вследствие этого температура валка с одной стороны будет отличаться от температуры валка с другой стороны, что недопустимо при производстве тонкой ленты.
Наиболее близким по технической сущности является валок к валковым машинам (А.с. №829438, В 29 В 1/08, Бюл. №18 1981 г.), содержащий барабан с винтовыми двухзаходными каналами, обечайку и цапфы с каналами подвода и отвода теплоносителя, в котором двухзаходные каналы выполнены переменного сечения с непрерывным изменением площади сечения от торцов к середине валков, барабаны смонтированы на цапфах с возможностью поворота, а винтовые каналы выполнены от центра барабана к его торцам с противоположным относительно друг друга направлением нарезки.
Этот валок не может использоваться при производстве тонкой ленты ввиду следующих недостатков:
- барабан и обечайка выполнены подвижными относительно друг друга, поэтому между ними есть зазор и возможны утечки между каналами барабана и обечайкой, а утечки снижают эффективность теплообмена,
- более холодная жидкость подается с торцов валка, тогда как в реальном процессе торцы валка охлаждаются окружающей средой в большей степени, чем середина, таким образом создается неравномерность температурного поля: середина обечайки более нагретая по сравнению с торцами,
- сечение каналов на входе меньше, чем в середине, вследствие этого на входе скорость течения хладагента будет больше, и коэффициент теплообмена будет выше чем в середине, таким образом снова создается неравномерность температурного поля: середина обечайки более нагретая по сравнению с торцами,
- поверхность теплообмена представлена только площадью винтового канала и неэффективно используется подводящие и отводящие каналы для охлаждения массы барабана.
Техническая задача изобретения - увеличение равномерности охлаждения валка и повышение надежности и эффективности теплообмена.
Поставленная задача достигается тем, что в валок к валковым машинам, содержащем обечайку, барабан с зоной теплообмена, имеющей винтовые каналы, выполненные от центра барабана к его торцам с противоположным друг относительно друга направлением нарезки и выполненные переменного поперечного сечения с увеличением их глубины, и цапфы с каналами подвода к центру валка и отвода с его торцов хладагента, снабжен дополнительной зоной теплообмена, образованной внутренними полостями барабана, цапфами и каналами подвода и отвода хладагента, барабан жестко соединен с обечайкой, а каналы подвода и отвода хладагента расположены в общем патрубке, установленном в одной из цапф, причем увеличение глубины винтовых каналов выполнено от центра барабана к его торцам.
На Фиг.1 представлен валок, общий вид; на Фиг.2 - сечение Б-Б, на Фиг.3 - сечение В-В, на Фиг.4 - сечение Г-Г.
Валок к валковым машинам содержит (см. Фиг.1) обечайку 1, барабан 2, жестко смонтированный в обечайке 1, цапфы 3, цапфы 4, в которой установлен общий патрубок 5 с расположенными в нем трубкой 6 подвода хладагента и трубками 7 отвода его, при этом барабан 2 имеет винтовые каналы а, выполненные на его наружной цилиндрической поверхности, и образующие I зону теплообмена. Эти каналы имеют переменную глубину с непрерывным увеличением площади сечения от середины барабана 2 к его торцам. Винтовые каналы а выполнены от центра барабана к его торцам с противоположным друг относительно друга направлением нарезки, подводящие каналы 6 расположены по радиусам в центре барабана, отводящие каналы в - на торцах барабана. Барабан содержит дополнительные зоны II теплообмена, образованные внутренними полостями барабана 2, цапфами 3, 4 и трубками 6 и 7 (см. Фиг.1).
На Фиг.2 изображено сечение Б-Б общего вида валка (см. Фиг.1): 1 - обечайка, 2 - барабан, трубки подвода 6 и отвода 7 хладагента, винтовые каналы а и подводящие каналы б. На Фиг.3 изображено сечение В-В общего вида валка (см. Фиг.1): 1 - обечайка, 2 - барабан, 3 - цапфа, винтовые каналы а и отводящие каналы в, дополнительная зона II теплообмена. На Фиг.4 изображено сечение Г-Г общего вида валка (см. Фиг.1): 4-цапфа, 5-общий патрубок, трубки подвода 6 и отвода 7 хладагента.
Валок работает следующим образом:
По патрубку 6 внутрь валка, в его среднюю часть, подается хладагент, который попадает в винтовые каналы а по каналам б. Далее хладагент проходит в противоположных направлениях по винтовым каналам к торцам барабана и через каналы в попадает в зоны теплообмена, из правой полости барабана (см. Фиг.1) хладагент отводится по трубкам 7, из левой полости барабана хладагент отводится по каналам, образованным внутренней поверхностью патрубка 5 и наружными поверхностями трубок 6 и 7.
Хладагент обладает максимальной скоростью движения на входе в винтовые каналы а, обеспечивая высокие коэффициент теплоотдачи и эффективность теплообмена. Далее к торцам барабана площадь сечения канала увеличивается, тем самым уменьшаются скорость движения хладагента и коэффициент теплоотдачи. Поскольку с торцевых участков барабана часть теплоты дополнительно отводится в окружающую среду, предложенная конструкция валка обеспечивает одинаковую температуру его рабочей поверхности.
Хладагент, пройдя каналы а, поступает через каналы в зоны теплообмена, где дополнительно отбирает теплоту от массы барабана, повышая тем самым эффективность теплообмена в целом.
Так как барабан вращается вместе с обечайкой и ступицами, то не требуется уплотнения гребня винтовой линии барабана и установки подшипников внутри цапф.
По предлагаемой конструкции изготовлен опытный образец, который показал положительные результаты при изготовлении профильной ленты из полипропилена шириной 21 мм и средней толщиной (0,35÷0,4) мм.
Валок к валковым машинам, содержащий обечайку, барабан с зоной теплообмена, имеющий винтовые каналы, выполненные от центра барабана к его торцам с противоположным относительно друг друга направлением нарезки и выполненные переменного поперечного сечения с увеличением их глубины, и цапфы с каналами подвода к центру валка и отвода с его торцов хладагента, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной зоной теплообмена, образованной внутренними полостями барабана, цапфами и каналами подвода и отвода хладагента, барабан жестко соединен с обечайкой, а каналы подвода и отвода хладагента расположены в общем патрубке, установленном в одной из цапф, причем увеличение глубины винтовых каналов выполнено от центра барабана к его торцам.
