Валок к валковым машинам для переработки полимерных материалов Советский патент 1993 года по МПК B29B7/82 

Изобретение относится к области полимерного машиностроения и может быть ис- пользовано в оборудовании для переработки пластмасс, а также в валках бумагоделательных машин, полиграфических машин и в легкой промышленности.

Задачей изобретения является равномерное распределение температурного поля вдоль валка и надежного соединения пористого материала с вкладышами.

На фиг.1 изображен общий вид валка, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - схематическое изображение капиллярно-пористого слоя.

Валок к валковым машинам для переработки полимерных материалов содержит наружную обечайку 1, концентрично смонтированную внутри нее внутреннюю обечайку 2 с выполненными в ней каналами 3 для подачи охлаждающего агента, установленные во внутренней обечайке 2 элементы нагрева 4, и смонтированные в каналах 5, образованных внутренней поверхностью наружной обечайки 1 и наружной поверхностью внутренней обечайки 2 цилиндрические вкладыши 6, покрытые пористым материалом 7. Каналы 5 покрыты пористым материалом 8. Пористый материал 7 и 8 состоит из двух слоев, один из которых комнатный 9 для сцепления поверхности каналов 5 с вкладышами 6, а другой слой 10 - капиллярно-пористый, образованный сферолитами 11, между которыми расположены и проходят по толщине слоя капиллярные каналы 12. Капиллярные каналы 12 имеют на поверхности диаметр 0,3 - 0,8 сферолита,

СО

го ю ы ю

ы

а в глубине слоя диаметр канала 12 равен 0.05 - 0,15 сферолита.

В теле сферолита 11 проходят капиллярные каналы 13. Элементы нагрева 4 представляют собой трубчатые электрические нагреватели сопротивления (ТЭН). а в каналы охлаждения 3, подается охлаждающий агент (например, вода).

В зависимости от технологической необходимости эксплуатации валков каналы могут выполнять следующие функции: нагрев, охлаждение, нагрев и охлаждение; в связи с чем в них могут быть установлены: элементы нагрева или охлаждения, элементы и нагрева и охлаждения.

Подвод электроэнергии к элементам нагрева 4 и охлаждающего агента к каналам охлаждения 3 осуществляют через цапфы 14, выполненные с обеих сторон валка.

Валок к валковым машинам для переработки полимерных материалов работает следующим образом.

В режиме разогрева валка элементы 4 нагревают внутреннюю обечайку 2 и соответствующую поверхность обечайки 1. Легкоиспаряющаяся жидкость, находящаяся в капиллярно-пористом покрытии 10 этой поверхности испаряется. Пары жидкости конденсируются на более холодной поверхности обечайки 1, нагревая ее. Сконденсировавшаяся жидкость по капиллярно- пористому покрытию 10 на поверхности обечайки 1 и внешней поверхности цилиндрических вкладышей б возвращается к поверхности внутренней обечайки 2,откуда снова испаряется.

В режиме охлаждения происходит обратный процесс. Тепло от перерабатываемого материала передается на обечайку 1, нагревая ее. Легкоиспаряющаяся жидкость, находящаяся в капиллярно-пористом покрытии 10 этой поверхности испаряется, а пары жидкости конденсируются на более- холодной поверхности внутренней обечайки 2.

В качестве теплоносителя в валке может использоваться вода, как наиболее подходящий теплоноситель с точки зрения температурного рабочего диапазона и теп- лофизических свойств. Наличие компактного слоя меди на поверхности обечаек и артерий позволяет их выполнит), из нержавеющей или углеродистой сталей, так как этот слой защищает поверхности обечаек и артерий от коррозии.

Капиллярно-пористое покрытие 10 представляют собой развитую систему каналов в трехмерном пространстве, к тому же сами сферолиты 11 способны удерживать дополнительное количество жидкости (за

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

счет собствен ной системы мелких пор). Собственная система пор сферолитов позволяет производить дополнительный съем тепла тогда, когда основная система (капиллярные каналы 12 между сферолитами) уже будет осушенной.

Перетекание жидкости из зоны конденсации в зону испарения происходит за счет обеспечения соотношения между размера ми капиллярных каналов капиллярно-пористой структуры на поверхности и в глубине слоя, что позволяет увеличить ее теплопере- дающую способность, так как уменьшение размера пор в глубине слоя капиллярно-пористой структуры приводит к уменьшению эффективного радиуса, следовательно к увеличению капиллярного напора (теплового потока), что видно из формулы: 2 7COS0

ДР

гэф

где Р - капиллярный напор;

а- коэффициент поверхностного натяжения;

В- угол смачивания;

Гэф - эффективный радиус пор.

Кроме этого, эффективное перетекание жидкости обеспечивается также за счет того, что цилиндрические вкладыши находятся в полном контакте с обечайками.

Конструкция валка за счет разветвлен ной сети капиллярных каналов обеспечивает эффективный перенос тепла как ы режиме нагрева, так и в режиме охлаждения, что в свою очередь дает возможность получить качественные изделия из полимерных материалов, перерабатываемых на валках.

Надежное сцепление фитиля с подложкой обеспечивает повышение эксплуатационной надежности, а именно срока службы валка благодаря исключению случаев отслаивания капиллярно-пористой структуры от теплопередающей поверхности.

Формула изобретения

1. Валок к валковым машинам для переработки полимерных материалов, содержащий наружную обечайку, конценгрично смонтированную внутри нее внутреннюю обечайку с выполненными в ней каналами для подачи охлаждающего агента, установленное во внутренней обечайке элементы нагрева, и смонтированные в каналах, образованных внутренней поверхностью наружной обечайки и наружной поверхностью внутренней обечайки, цилиндрические вкладыши,покрытые пористым материалом, отличающийся тем, что, с целью равномерного распределения температурного поля вдоль валка и надежного соединения пористого материала с вкладышами,

каналы покрыты пористым материалом, причем пористый материал состоит из двух слоев, один из которых компактный для сцепления поверхности каналов с вкладышами, а другой слой - капиллярно-пористый, образованный сферолитами, между которыми расположены и проходят по толщине слоя капиллярные каналы, которые

выполнены диаметром 0,3-0,8 диаметра сферолита на поверхности слоя и с диаметром 0,05-0,15 диаметра сферолита в глубине слоя.

2. Валок по п.1, отличающийся тем, что капиллярные каналы расположены в различных плоскостях по толщине капиллярно-пористого слоя.,

Использование: в полимерном машиностроении и может быть использовано в валковых машинах. Существо изобретения: валок содержит наружную обечайку (НО) и внутреннюю обечайку (ВО), установленную концентрично НО. Внутренней поверхностью НО и наружной поверхностью ВО образованы каналы (К). Внутри К установлены вкладыши (В), которые покрыты пористым материалом. К покрыты пористым материалом, который состоит из двух слоев. Один из них компактный для сцепления поверхности К с В. Другой из слоев - капиллярно-пористый, образованный сферолитами (С). Между С расположены и проходят по толщине слоя капиллярные каналы, которые выполнены диаметром 0,3-0,8 диаметра С на поверхности слоя и с диаметром 0.05-0,15 диаметра С в глубине слоя. Капиллярные каналы расположены в различных плоскостях по толщине капиллярно-пористого слоя. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

ipt/&4

13

О

рс/г.З