Охлаждающие / подогревающие валы

Охлаждающие/подогревающие валы успешно применяются в различных производственных процессах, таких как: экструзия пленочных материалов, ламинирование, нанесение покрытий, растягивание, тиснение, каландрирование и пр. Наиболее распространенное применение подобные типы валов получили при производстве полимерных пленок и каландрировании полимерных, резиновых или бумажных материалов.

Основной особенностью данных типов валов является их специальное внутреннее устройство, позволяющее осуществлять равномерные охлаждение или подогрев по всей длине наружной рабочей поверхности. Например, в процессе экструзии полимерных пленок контроль температуры поверхности охлаждающего вала позволяет охлаждать расплавленную пленку, выдавливаемую щелевой экструзионной головкой, для придания ей твердого агрегатного состояния, также при помощи подобных типов валов в процессе дальнейшей переработки может производиться нагрев пленки для ее последующего растяжения при необходимости задания ориентации структуры. Или же, в процессе каландрирования также используются охлаждающие/нагревающие валы, которые позволяют производить терморегулирование производственного процесса.

Терморегуляция подобных типов валов производится непрерывной прокачкой жидкости с требуемой температурой по специальным каналам, изготовленным внутри вала. В качестве жидкости используются различные хладагенты (фреоны, тосолы и пр.) или нагревательные агенты (вода, водяной пар). Подача жидкости во внутренние каналы вала осуществляется при помощи специальных поворотных муфт, закрепляемых на концах вала, которые позволяют сохранять неподвижное соединение трубопровода для подачи/забора жидкости относительно постоянно вращающегося вала.

По способу подачи жидкости данные валы условно можно разделить на 2 типа с:

• подачей жидкости с одной стороны и заборе с другой;
• подачей и забором жидкости с одной стороны.

Данные типы валов имеют большое разнообразие внутреннего устройства и в большей мере оно ограничено спецификой использования самого вала, а также технологических возможностей его изготовления. Из большого разнообразия конструкций можно выделить 3 основных принципиально разных типов конструкции валов:

полностью полая конструкция

Данная конструкция отличается простотой и дешевизной изготовления, наиболее подходит для оборудования в котором применяются валы с относительно малой частотой вращения, а также небольшого наружного диаметра рабочей поверхности (до 200 мм). Не редко рабочей охлаждающей или нагревающей средой подобных валов является газ (горячий пар, азот и пр.) необходимой температуры, подаваемый в вал под давлением. Валы подобной конструкции могут применяться на металлургических производствах в рольгангах листопрокатного стана, в полимерных производствах для изготовления «пузырчатой пеленки» и на многих других производствах.

конструкция со спиральными каналами

Данная конструкция обеспечивает равномерные охлаждение или нагрев рабочей поверхности вала с минимальным разбросом температуры в разных ее точках, что позволяет использовать данные валы в производствах требовательным к поддержанию постоянной температуры для сырья. Подобные валы имеют более сложную и дорогостоящую конструкцию. Терморегулирование наружной поверхности данных валов осуществляется за счет циркуляции жидкости в спиральных канавках внутренней обечайки. Как правило валы данной конструкции позволяют обеспечивать большой наружный диаметр рабочей поверхности (от 200 мм) для обеспечения большей производительности оборудования, поэтому нередко носят название «охлаждающий/нагревающий барабан». Валы подобной конструкции широко применяются в экструзионном оборудовании при производстве полимерных пленок и для данного типа оборудования распространены под названием Chill Roll (Чилл Ролл).

конструкция с продольными каналами

Данная конструкция обеспечивает максимально возможную жесткость вала, за счет применения цельнометаллической сердцевины, что достаточно важно при каландрировании различных материалов из-за влияния распорного усилия материала на качество получаемой продукции. Поэтому наибольшее распространение данные валы получили на бумажных, резинотехнических, полимерных и пр. перерабатывающих производствах где используются технологии каландрирования. В данных валах рабочая жидкость циркулирует по продольным цилиндрическим каналам, радиально расположенным вдоль всей наружной поверхности. Изготовление подобных каналов — непростая задача, поэтому данный тип валов имеет достаточно высокую себестоимость изготовления.

Помимо внутреннего устройства данные валы в зависимости от их назначения могут отличаться по типу их наружной поверхности, это могут быть:

гладкие валы

Валы с зеркально полированной и износостойкой поверхностью, для которых очень важна чистота наружной рабочей поверхности во избежание отражения дефектов на изготавливаемой продукции. Например, при изготовлении достаточно тонких полимерных пленок, любой незначительный дефект (царапина, забоина и пр.) на рабочей поверхности вала будет сильно сказываться на качестве получаемой пленки. Высокая износостойкость рабочей поверхности необходима для снижения вероятности появления на ней дефектов, обеспеченных какими-либо случайными факторами: попаданием на нее твердых частиц из внешней среды, неосторожными действиями оператора и пр. Как правило высокая износостойкость и стойкость к коррозии достигается твердым хромированием рабочей поверхности, либо какими-либо доступными методами химикотермической обработки (азотация, нитрирование, цементация и пр.). Также, в определенных случаях, рабочая поверхность может подвергаться тефлониованию и нанесению других специфических покрытий.

гуммированные валы

Специфика некоторых производств требует наличия резинового или силиконового покрытия на рабочих поверхностях данных валов.

текстурные валы

Подобные валы широко применяются при изготовлении текстурных пленок, фольги, бумаги и картона и служат для нанесения текстурного рисунка на продукцию методом тиснения.

Характеристики и информация для заказа

Охлаждающие/нагревающие валы могут поставляться во всех вышеописанных исполнениях, по чертежу (эскизу) клиента или чертежу, изготовленному специалистом нашей компании.
Валы с внутренним охлаждением/нагревом могут поставляться согласно следующим характерстикам:

габаритные:

- рабочий диаметр вала — D, до мм;
- длина рабочей поверхности вала - L1, от до мм;
- общая длина вала с хвостовиками - L2, от до мм;

материалы:

- конструкционные и низколегированные стали (20, 45, 09Г2С и пр.);
- нержавеющие стали (09Х18НТ, 20Х13 и пр.).

особенности наружной поверхности:

◦ гладкая полированная;
◦ гуммированная;
◦ текстурированная.

Классом точности балансировки согласно ГОСТ ИСО 1940-1-2007 (ISO 1940-1) – G40.

Также для более четкого представления о внутренней конструкции вала необходимо чтобы клиент по-возможности указал следующие параметры:

• фактическая масса вала;
• максимальная частота вращения вала;
• максимальная пропускная способность охлаждающей/нагревающей жидкости в единицу времени (можно определить по характеристикам насоса);
• средняя величина расхода охлаждающей/нагревающей жидкости;
• давление охлаждающей/нагревающей жидкости;
• состав охлаждающей/нагревающей жидкости;
• температура подаваемой в вал охлаждающей/нагревающей жидкости