ОХЛАЖДАЕМЫЙ ВАЛОК Российский патент 2006 года по МПК B21B27/08 

Изобретение относится к конструкциям валков, охлаждаемых изнутри, в частности к валкам каландров, и может быть использовано при переработке пластмасс и эластомерных композиций, в частности при формовании листов и пленок на каландрах.

Получение равнотолщинных листов и пленок на каландрах является актуальной проблемой. Одной из причин получения листов и пленок с отклонениями по толщине является неравномерное распределение температурного поля по длине валка, что связано с неравномерным распределением температурного поля по длине валка за счет большого охлаждения торцевых частей валков при контакте с внешней средой, что приводит к браку по кромкам каландруемого листа за счет недостаточной пластичности материала и возникновения утолщений и шероховатой поверхности по кромкам.

Для получения равнотолщинных изделий очень важно обеспечить равномерное температурное поле по длине валков, что достигается установкой дополнительных наружных инфракрасных или индукционных нагревателей (см. Техника переработки пластмасс / Под ред. Н.И. Басова и В.А. Броя. - М.: Химия, 1985. 473 с.).

Известен охлаждаемый валок, включающий систему охлаждения в виде осевого канала с входом и выходом охлаждающей жидкости и размещенных внутри канала регулируемых секций со сквозной полостью, соединенных с источником сжатого воздуха (см. авт. свид. СССР №498985, кл. В 21 В 27/08, опубл. в бюл. №2 за 1975 г.).

Недостатком известного валка является наличие двух охлаждающих сред, что ведет к усложнению конструкции, а также недостаточная эффективность выравнивания температуры по длине валка, особенно длинного.

Известен также охлаждаемый валок, содержащий бандаж (гильзу), вал-радиатор, включающий систему охлаждения с двумя охлаждающими средами (вода и ацетон или фреон) (см. авт. свид. СССР №567517, кл. В 21 В 27/08, опубл. в бюл. №29 за 1977 г.).

Недостатком известного устройства является наличие двух охлаждающих сред, что усложняет конструкцию валка.

Известен валок, содержащий систему охлаждения с использованием одной охлаждающей среды (см. патент РФ №2149070, кл. В 21 В 27/08, опубл. в 2000 г.).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции системы охлаждения и невозможность создания равномерного температурного поля в центре и по торцевым частям валков вследствие охлаждения торцевых частей окружающей средой.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является охлаждаемый валок, состоящий из рубашки и корпуса, включающего систему охлаждения, состоящего из трубы для подачи охлаждающей жидкости во внутреннюю полость валка уплотнительного кольца и каналов для входа и выхода охлаждающей среды. Интенсивная циркуляция теплоносителя в кольцевом зазоре между корпусом валка и рубашкой позволяет уменьшить тепловую инерцию и повысить коэффициент теплоотдачи.

Недостатком известного валка является разность температур по торцевым частям валка вследствие подачи теплоносителя по каналам с одной стороны валка и неравномерное температурное поле за счет дополнительного охлаждения торцевых частей валка.

В основу заявляемого технического решения положена задача создать охлаждаемый валок, который был бы достаточно простым в изготовлении, надежным в эксплуатации, эффективным в охлаждении наружной поверхности валка и выравнивании температуры по всей его длине, то есть поддержании равномерной температуры поверхности валка по всей его длине.

Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение эксплуатационных возможностей, повышение надежности, равномерности охлаждения и долговечности валка.

Указанный технический результат достигается тем, что охлаждаемый валок, содержащий рубашку, корпус с внутренней полостью, в которой расположена труба, систему охлаждения с входом и выходом теплоносителя, отличается тем, что в трубе имеются отверстия для подачи теплоносителя в напорную камеру, а система охлаждения состоит из напорной камеры, образованной уплотнительными кольцами, расположенными во внутренней полости, центральных каналов, соединенных через кольцевой зазор между корпусом и рубашкой с периферийными каналами для выхода теплоносителя с двух сторон, причем рубашка выполнена в виде цилиндра с постоянным внутренним диаметром и конусной наружной поверхностью.

Расширение эксплуатационных возможностей предложенного технического решения состоит в том, что при полном выравнивании температурного поля по длине валка возможна переработка наиболее термочувствительных полимеров и композиций. Повышение надежности связано с тем, что при каландровании полимерных композиций отпадает необходимость в дополнительных источниках обогрева с торцевых частей валков. Равномерность охлаждения достигается за счет подачи теплоносителя по центральным каналам и за счет дополнительного разогрева полимерного материала по торцевым частям валков за счет большей фрикции и ее плавного уменьшения к центру валков. Температура поверхности валков поддерживается равномерной по всей длине, что приводит к повышению качества полимерных и эластомерных листов и пленок, полностью исключает брак по кромкам и увеличивает срок службы валков.

На фиг.1 схематично показано устройство охлаждаемого валка. Охлаждаемый валок содержит рубашку 1, корпус 2, включающий систему охлаждения с входом 3 и выходами 4 теплоносителя. Корпус 2 выполнен с внутренней полостью 5, в которой проходит труба 6 с отверстиями 7 для подачи теплоносителя в напорную камеру. Напорная камера 8 образована двумя уплотнительными кольцами 9 и соединена центральными каналами 10 для подачи теплоносителя в кольцевой зазор 11 между рубашкой 1 и корпусом 2. Кольцевой зазор соединен периферийными каналами 12 для вывода теплоносителя через внутреннюю полость 5 и выходы 4.

На фиг.2 представлено устройство из двух валков в сборе.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При работе валка теплоноситель через вход 3 по трубе 6, проходящей через внутреннюю полость 5, через отверстие 7 заполняет напорную камеру 8, образующуюся двумя уплотнительными кольцами 9; из напорной камеры теплоноситель по центральным каналам 10 поступает в кольцевой зазор 11 между рубашкой 1 и корпусом валка 2, отвод теплоносителя осуществляется по периферийным каналам 12 во внутреннюю полость 5 и выходы 4.

Дополнительный обогрев торцевых зон валков происходит за счет диссипативного разогрева перерабатываемого вязкоупругого полимерного материала при увеличении фрикции от центра валков к торцам за счет конической поверхности рубашки 1.

Таким образом, полное выравнивание температурного поля по длине валка достигается: за счет подачи теплоносителя по центральным каналам валка при симметричном обогреве; за счет дополнительного разогрева полимерного материала по торцевым частям валков и плавного уменьшения фрикции к центру валков, в результате чего температура поверхности валков поддерживается равномерной по всей длине, что приводит к повышению качества полимерных и эластомерных листов, пленок и полностью исключает брак по их кромкам, кроме того, увеличивает срок службы валков.

Изобретение относится к области изготовления валков для производства равнотолщинных полимерных листов и пленок. Задача изобретения - обеспечение возможности поддержания равномерной температуры поверхности валка по всей его длине. Охлаждаемый валок содержит рубашку, корпус с внутренней полостью, в которой расположена труба, систему охлаждения с входом и выходом теплоносителя. В соответствии с изобретением в трубе имеются отверстия для подачи теплоносителя в напорную камеру. Система охлаждения состоит из напорной камеры, образованной уплотнительными кольцами, расположенными во внутренней полости центральных каналов, соединенных через кольцевой зазор между корпусом и рубашкой с периферийными каналами для выхода теплоносителя с двух сторон. Рубашка выполнена в виде цилиндра с постоянным внутренним диаметром и конусной наружной поверхностью. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции, расширение эксплуатационных возможностей и повышение надежности, равномерности охлаждения и долговечности валка. 2 ил.

Охлаждаемый валок, содержащий рубашку, корпус с внутренней полостью, в которой расположена труба, систему охлаждения с входом и выходом теплоносителя, отличающийся тем, что система охлаждения состоит из напорной камеры, образованной уплотнительными кольцами, расположенными во внутренней полости, центральных каналов, соединенных через кольцевой зазор между корпусом и рубашкой с периферийными каналами для выхода теплоносителя с двух сторон, при этом в трубе имеются отверстия для подачи теплоносителя в напорную камеру, а рубашка выполнена в виде цилиндра с постоянным внутренним диаметром и конусной наружной поверхностью.