DE741123C

DE741123C - Device for dissipating the heat generated when processing synthetic rubber or plastics on rollers

Info

Publication number: DE741123C
Application number: DEK147832D
Authority: DE
Inventors: Hermann Carl Amme
Original assignee: HERMANN CARL AMME; Joh Kleinewefers Soehne KG
Current assignee: HERMANN CARL AMME; Joh Kleinewefers Soehne KG
Priority date: 1937-09-09
Filing date: 1937-09-09
Publication date: 1943-11-04

Description

Joh. Kleinewefers Söhne in Krefeld und Hermann Carl Amme in Düsseldorf Einrichtung zum Abführen der beim Verarbeiten von Kunstkautschuk oder Kunststoffen auf Walzen entstehenden Wärme Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Einrichtung zum Abführen der beim Verarbeiten von Kunstkautschuk, Kunststoffen oder anderen Stoffen auf Walzen entstehenden Wärme. Joh. Kleinewefers sons in Krefeld and Hermann Carl Amme in Düsseldorf Device for discharging the when processing synthetic rubber or plastics Heat generated on rollers The subject matter of the invention is a device for discharging the when processing synthetic rubber, plastics or others Heat generated by fabrics on rollers.

Bei dem Bearbeiten von Kunstkautschuk oder Kunststoffen auf sich gegeneinander drehenden Walzen ist bekanntlich eine erhebliche Menge an Reibungswärme abzuführen, wenn die Temperatur der von den Walzen verarbeiteten Masse nicht zu hoch wird, beispielsweise 80 bis 100° C auf der Walzenoberfläche nicht übersteigen soll. Insbesondere tritt die ser Fall ein, wenn die beiden zusammen arbeitenden Walzen mit verschiedenen Drehzahlen arbeiten. When working with synthetic rubber or plastics Rollers rotating against one another is known to generate a significant amount of frictional heat to be discharged when the temperature of the mass processed by the rollers does not increase is high, for example not exceeding 80 to 100 ° C on the roll surface target. In particular, this occurs when the two work together Rollers work at different speeds.

Man hat bisher versucht, die auf den Walzenoberflächen erzeugte Reibungswärme durch Kühlung der inneren Walzenoberfläche mittels Wassers oder irgendeiner anderen Flüssigkeit abzuführen, um die Temperatur der äußeren-Walzenoberfläche in der gewünschten Höhe einigermaßen gleichmäßig zu halten. Ferner hat man versucht, die Walzen zur Bearbeitung von härtbaren oder nicht härtbaren Kunstharzen mit Elüssiglieiten zu beheizen, um an der äußeren Oberfläche Temperaturen von 100 bis 2500 C zu erzielen, die für gewisse Zwecke der Behandlung und Verarbeitung notwendig sind. Hierbei sollten zweckmäßig die Temperaturen in verschiedenen Graden geregelt werden können. Es hat sich jedoch gezeigt, daß sowohl bei der Kühlung der Walzen als auch bei ihrer Beheizung die Verwendung flüssiger Mittel Schwierigkeiten hervorruft. Diese bestehen einerseits darin, daß sehr große Mengen solcher Flüssigkeiten für den erstrebten Zweck erforderlich sind, anderseits darin, daß eine bestimmte Regelung der Temperatur der Walzenoberfläche auf diesem Wege nur schlecht oder gar nicht durchführbar ist. Attempts have hitherto been made to reduce the frictional heat generated on the roll surfaces by cooling the inner roll surface with water or any other Discharge liquid to the temperature of the outer roll surface in the desired Keep the height reasonably even. Attempts have also been made to use the rollers Processing of hardenable or non-hardenable synthetic resins with elüssiglieiten heat to achieve temperatures of 100 to 2500 C on the outer surface, which are necessary for certain purposes of treatment and processing. Here should the temperatures can expediently be regulated to various degrees. It has However, it has been shown that both in the cooling of the rollers and in their heating the use of cash creates difficulties. On the one hand, these exist in that very large amounts of such liquids are required for the intended purpose are, on the other hand, that a certain regulation of the temperature of the roll surface is difficult or impossible to implement in this way.

Auch werfen sich die Walzen unter verschiedenen Wärmespannungen und werden im Betriebe unrund.The rollers also throw themselves under different thermal stresses and become out of round in the company.

Bei diesen bisherigen Einrichtungen vollzieht sich die Wärmeübertragung nicht isothermisch, die folge ist auch eine fortge- Walzentemperatur wie auch die Temperatur setzte Veränderung der Temperatur der Wal- der auf den Walzen befindlichen Walzmasse zenoberfläche je nach Menge der abgeführten : innerhalb bestimmter Grenzen regeln, so daß oder zugeführten Wärmemenge trotz gleich- sie z. B. 80 bis 100°C nicht übersteigt. Dies 65 bleibender Anfangstemneratur des flüssigen lst sowohl bei der Bearbeitung von Kunst-Ferner verursacht die relativ geringe Wärmekapazität von Flüssigkeiten den starken Verbrauch solcher Mittel, die in besonderen Anlagen wieder rückgekühlt oder rückerhitzt werden müssen. In these previous devices, the heat transfer takes place not isothermal, the consequence is also a continuous roller temperature as well as the temperature, there was a change in the temperature of the forests on the rollers located rolling compound zen surface depending on the amount of discharged: within certain Regulate limits so that or amount of heat supplied despite the same - they z. B. 80 to Does not exceed 100 ° C. This permanent initial temperature of the liquid dissolves both in the processing of art-farther causes the relatively low heat capacity of liquids the heavy consumption of such funds in special plants have to be re-cooled or re-heated again.

Älan hat ferner die Kühlung von zur Verarbeitung von Kautschuk o. dgl. dienenden Walzen durch Einspritzen von Wasser in die hohlen Walzen und gleichzeitige Einwirkung eines Luftstroms herbeigeführt. Dadurch soll ein möglichst hoher Temperaturunterschied gegenüber der Außentemperatur erzielt werden. Älan also has the cooling for processing rubber etc. Like. Serving rollers by injecting water into the hollow rollers and simultaneous Effect of an air flow brought about. As a result, the temperature difference should be as high as possible can be achieved compared to the outside temperature.

Bei diesem Verfahren wird also Wasser verdunstet, d. h. es findet eine teilweise Umwandlung des Wassers in Dampf und eine Vermischung desselben mit Luft statt, so daß man ein Dampf-Luft-Gemisch mit bestimmten Teildrücken der einzelnen Bestandteile erhält. In this process, water is evaporated, i. H. it finds a partial conversion of the water into steam and a mixing of the same with it Air instead, so that you get a steam-air mixture with certain partial pressures of each Components received.

Mit einem solchen Verfahren kann man aber nicht isothermisch arbeiten. Das Maß der Kühlung, d. h. die erzielte Temperaturenüedrigung hängt vielmehr von praktisch unkontrollierbaren Einflüssen. wie Tau, Strömungsgeschwindigkeit, Außentemperatur 0. dgl., ab. silan hat ferner bei einer zum Trocknen, insbesondere von Papier und Geweben, dienenden Einrichtung die Trockenflächen durch Dampf bcheizt, der aus in die Trommel eingeführter Flüssigkeit durch eine elektrische Beheizung erzeugt wurde. Dabei wurde die Heizung so eingestellt, daß der entwickelte Dampf immer wieder an der Walzenwandung kondensiert wurde, so daß also der Vorgang an der Walzenwand immer isothermisch verlief.However, such a process cannot be used isothermally. The amount of cooling, i.e. H. the temperature reduction achieved rather depends on practically uncontrollable influences. such as dew, flow velocity, outside temperature 0. Like., From. silane has also been used to dry, especially paper and Tissues, serving to decorate the drying surfaces, by steaming them from in the drum of introduced liquid was generated by electrical heating. The heating was set in such a way that the steam evolved over and over again the roller wall was condensed, so that the process on the roller wall always was isothermal.

Dabei mußte der Betriebsdruck durch Einstellung der elektrischen Heizung reguliert und durch Anordnung eines besonderen Sicherheitsventils dafür Sorge getragen werden, daß der für die Walze zulässige innere Druck nicht überschritten werden konnte. The operating pressure had to be adjusted by adjusting the electrical Heating regulated and by arranging a special safety valve for it Care must be taken that the internal pressure permissible for the roller is not exceeded could be.

Gegenüber diesen bekannten Einrichtungen wird erfindungsgemäß das flüssige, in die Walzen eingeführte, z. B. eingespritzte Kühlmittel, z. B. Wasser, etwa auf die gewünschte Innentemperatur der Walzen oder höher vorgewärmt. Gleichzeitig wird der Druck in den Walzen auf den zu der gewünschten Walzentemperatur gehörigen Sättigungspunkt eingestellt. Hierbei wird also eine isothermische Zustandsänderung des innerhalb der Walzen verdampfenden Wassers oder des kondensierenden Dampfes und damit eine Gleichmäßigkeit der Temperatur der inneren Walzenwand erzielt. Man kann auf diese Weise also die @ derer in der Wärme durch Walzen bearbeiteter Kunststoffe von außerordentlicher Bedeutung. Compared to these known devices, according to the invention liquid introduced into the rollers, e.g. B. injected coolant, e.g. B. water, preheated approximately to the desired internal temperature of the rollers or higher. Simultaneously the pressure in the rollers is set to that of the desired roller temperature Saturation point set. So there is an isothermal change of state the water evaporating within the rollers or the condensing steam and thus a uniformity of the temperature of the inner roll wall is achieved. Man In this way, the @ of those plastics machined in the heat by rolling can do so of extraordinary importance.

Kunstkautschuk kommt in Form kompakter -1 Stücke aus dem Autoklaven und wird nun weiter durch Verarbeiten auf Walzen in die Form sogenannter Felle gebracht. Diese Felle sind außerordentlich wärmeempfilldlich. Eine Steigerung der Temperatur über II0° kann schon zu Verschlechterungen des Enderzeugrisses führen. Synthetic rubber comes out of the autoclave in the form of compact -1 pieces and is now further brought into the shape of so-called skins by processing on rollers. These skins are extremely sensitive to heat. An increase in temperature over II0 ° can lead to deterioration of the end product.

Durch die Einrichtung gemäß der Erfindung ist man in der Lage, nicht nur solche hoben Temperaturen, welche die Kunstkautschukqualität ungünstig beeinflussen, zu vermeiden, sondern auch die Temperatur der Walzenwandungen in dem jeweils günstigen Bereich. z. B. von 80 bis 900 C zu halten. With the device according to the invention one is not able to only those elevated temperatures which have an unfavorable influence on the quality of synthetic rubber, to avoid, but also the temperature of the roll walls in the respective favorable Area. z. B. to hold from 80 to 900 C.

Die Regelung der Temperatur des Kühlmittels erfolgt durch die Regelung der Drücke des Wärmemittels. Wenn z. B. bei der Kühlung der Walzen mittels verdampfenden # Wassers eine innere Wandtemperatur von 100°C C erforderlich ist, so nimmt man diese Kühlung mit auf 100°C außerhalb der Walzen vorgewärmten Wasser vor, das im Innern der Walzen isothermisch verdampft und den Walzen große Mengen Wärme mit gleichbleibender Temperatur entzieht. Wenn Walzen wandtemperaturen über 100° erforderlich sind, so kann man mit Überdruck arbeiten, z. B. Wasser von 200°C bei 15.854 ata anwenden. In diesem Falle wird das Kühlmittel (Wasser) in einem Vorwärmer auf 200 C außerhalb der Walzen vorgewärmt und in diesem Zustand in die unter I j, 854 ata Druck stehenden Walzen eingeführt, wo es unter Verdampfung wärmeentziehend wirkt. Der Dampf wird abgeführt. Die Temperaturregelung durch Regelung des inneren Druckes und damit durch Regelung der inneren Sättigungstemperatur des Dampfes kann sowohl durch die Bemessung der Wasserzufuhr als auch durch die Bemessung der Dampfentnahme erfolgen. Schwankungen in der Vorwärmung des Kühlmittels auf die Sättigungstemperatur fallen hierbei nicht ins Gewicht. Wenn mit Walzenwandtemperaturen unter 100°C gearbeitet werden soll, so muß entweder ein flüssiges, verdampfendes Kühlmittel angewendet werden, das bei dem gewünschten Druck, z. B. bei atmosphärischem Druck, eine niedrigere Siedetemperatur aufweist als Wasser, oder es muß bei Anwendung von # Wasser mit Unterdruck gearbeitet werden, indem man eine Kondensatorpumpe anstellt oder die Walzen an einen vorhandenen Kondensator anschließt, der den durch die Kühlung erzeugten Dampf aufnimmt. Auch in diesem Falle ist das Kühlmittel auf die gewünschte 5 Sättigungstemperatur, z. B. 80° C, außerhalb der Walzen angenähert vorzuwärmen. The regulation of the temperature of the coolant is carried out by the regulation the pressures of the heating medium. If z. B. when cooling the rollers by means of evaporating # Water an inner wall temperature of 100 ° C is required, then one takes this cooling with water preheated to 100 ° C outside the rollers, which is in the Inside the rollers isothermally evaporated and the rollers large amounts of heat with constant Temperature withdraws. If roller wall temperatures over 100 ° are required, so can you work with overpressure, e.g. B. Use water at 200 ° C at 15,854 ata. In this case the coolant (water) is in a preheater to 200 C outside of the rollers preheated and in this state in the under I j, 854 ata pressure Rolling introduced, where it has a heat-removing effect with evaporation. The steam will discharged. The temperature control by regulating the internal pressure and thus by Regulation of the internal saturation temperature of the steam can be done both by dimensioning the water supply as well as the dimensioning of the steam extraction. Fluctuations in the preheating of the coolant to the saturation temperature do not fall weight. If you want to work with roll wall temperatures below 100 ° C, so either a liquid, vaporizing coolant must be used, which at the desired pressure, e.g. B. at atmospheric pressure, a lower boiling temperature has as water, or it must work with the application of # water with negative pressure by turning on a condenser pump or the rollers connected to an existing condenser, which is generated by the cooling Absorbs steam. In this case, too, the coolant is at the desired 5 saturation temperature, z. B. 80 ° C, approximately preheat outside the rollers.

Bei der Heizung der Walzen durch kondensierenden Dampf z. B. auf eine Temperatur von 2500 C der Innenwand ist Dampf von 10 einem Dampferzeuger unter Druck von 40,547 ata in die Walzen einzuführen und das Kondensat wiederum aus den Walzen abzuführen. Ob hierbei Heißdampf von 40,547 ata oder Sattdampf von 40,547 ata verwendet 15 wird, spielt bei der Entziehung erheblicher Wärmemengen von der äußeren Oberfläche keine erhebliche Rolle, da in beiden Fällen der Wasserdampf nur bei 2500 C seinen Aggregatzustand ändern kann und daher auch die 20 Innentemperatur der Walzen auf 2500 gleichmäßig gehalten wird. When heating the rollers by condensing steam z. B. on a temperature of 2500 C of the inner wall is steam from 10 a steam generator under To introduce a pressure of 40,547 ata into the rollers and the condensate in turn from the Remove rollers. Whether here superheated steam of 40.547 ata or saturated steam of 40.547 ata is used 15 plays in the extraction of considerable amounts of heat from the outer surface does not play a significant role, since in both cases the water vapor only at 2500 C its state of aggregation can change and therefore also the internal temperature of the rollers is kept at 2500 evenly.

Die Regelung der Walzentemperatur geschieht hier gleichfalls durch Regelung des Dampfdruckes und damit der Sättigungs-25 temperatur. Eine solche Regelung kann z. B. durch D ruckreduzierventile erfolgen. The roller temperature is also regulated here Regulation of the vapor pressure and thus the saturation temperature. Such a scheme can e.g. B. done by pressure reducing valves.

In der beiliegenden Zeichnung sind verschiedene Ausfiihrungsbeispide der Erfindung schematisch dargestellt. In the accompanying drawing are various execution examples of the invention shown schematically.

30 Es bezeichnen in Abb. I die Bezugszeichen I und 2 zwei übliche drehbar gelagerte, gegeneinander arbeitende Hohlwalzen, zwischen denen der Kunststoff hinduirchgeht. Durch die hohle Achse 3 der Walzen 2 ist, wie an sich 35 bekannt, ein Zuleitungsrohr4 für gespannten überhitzten oder nicht überhitzten Dampf geführt. Diese Zuleitung ist mit einem Druck reduzierventil 5 oder einer anderen Druckregelungsvorrichtung versehen, durch welche 40 der Sättigungsdruck und damit gleichzeitig die Sättigungstemperatur des Dampfes geregelt wird. An Stelle des Reduzierventils kann auch z. B. eine automatisch gesteuerte Druckregelungsvorrichtung, z. B. auch eine 45 mit elektrischer Programmsteuerung oder thermostatischer Druck- und Temperaturregelungsvorrichtung vorgesehen sein. Der eingeführte Dampf kondensiert unterWärmeabgabe und wird durch das ebenfalls durch die Hohlachse 3 eingeführte Rohr 6 abgeführt. Er kann dabei durch einen Vorwärmer 7 geleitet werden, der z. B. von Wasser für eine Kühlanlage durchflossen wird. Die Abführung kann durch eine Pumpe 8 unterstützt werden.30 In Fig. I, the reference symbols I and 2 designate two common ones rotatably mounted, counter-working hollow rollers, between which the plastic hinduirch goes. Through the hollow axis 3 of the rollers 2, as is known per se 35, a feed pipe4 for pressurized superheated or non-superheated steam. This feed line is connected to a pressure reducing valve 5 or other pressure regulating device provided, through which 40 the saturation pressure and thus at the same time the saturation temperature the steam is regulated. Instead of the reducing valve, z. B. one automatically controlled pressure regulating device, e.g. B. also a 45 with electrical program control or thermostatic pressure and temperature control device can be provided. The introduced steam condenses with the release of heat and is also caused by it through the hollow axle 3 introduced tube 6 discharged. He can thereby through a preheater 7 are directed, the z. B. is traversed by water for a cooling system. the Discharge can be supported by a pump 8.

In Abb. 2 sind die Walzen 9 und 15 als Kühlwalzen gedacht. Hier ist durch die hohle Achse 11 eine übliche Leitung 12 in das Innere der Walze 10 geführt. Durch die Düsen I3 dieser Leitung 12 wird Kühlwasser eingespritzt. Das Kühlwasser verdampft an der inneren Walzenoberfläche. Der erzeugte Dampf wird durch das Rohr 14 nach dem Kondensator 15 oder nach einer Vakuumpumpe abgesaugt. In Fig. 2, the rollers 9 and 15 are intended as cooling rollers. Here is through the hollow shaft 11, a conventional line 12 is guided into the interior of the roller 10. Cooling water is injected through the nozzles I3 of this line 12. The cooling water evaporates on the inner roller surface. The steam generated is through the pipe 14 sucked off after the condenser 15 or after a vacuum pump.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Device for discharging the during processing of synthetic rubber, plastics, etc. on rollers. resulting heat with the help of liquid coolants introduced into the rollers, characterized in that the coolant, e.g. B.

Water, approximately to the desired internal temperature of the rollers or higher preheated and derrud in the rollers to the desired roller temperature Saturation pressure is set.

2. Device according to claim I, characterized in that the setting the saturation pressure in the rollers with the help of a connected to the roller space Vacuum pump or a condenser or by both means is achieved.

3. Device according to claim I and 2, characterized in that the steam discharged from the rollers for preheating the coolant according to claim I used.