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Dokumentenidentifikation DE3850395T2 27.10.1994
EP-Veröffentlichungsnummer 0362241
Titel STRÖMUNGSREGELUNG FÜR KÜHLMITTEL.
Anmelder Edwards, William John, Carey Bay, Neusüdwales, AU
Erfinder Edwards, William John, Carey Bay, Neusüdwales, AU
Vertreter Braun, D., Dipl.-Ing., 30175 Hannover; Hagemann, H., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Kehl, G., Dipl.-Phys.; Held, S., Dipl.-Chem.Univ. Dr.rer.nat., Pat.-Anwälte, 81675 München
DE-Aktenzeichen 3850395
Vertragsstaaten CH, DE, FR, GB, IT, LI, NL, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 24.05.1988
EP-Aktenzeichen 889044376
WO-Anmeldetag 24.05.1988
PCT-Aktenzeichen AU8800156
WO-Veröffentlichungsnummer 8809230
WO-Veröffentlichungsdatum 01.12.1988
EP-Offenlegungsdatum 11.04.1990
EP date of grant 22.06.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.10.1994
IPC-Hauptklasse B21B 27/10
IPC-Nebenklasse B23Q 11/10   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß Anspruch 1 ein Verfahren zum Regeln der Temperatur einer Arbeitswalze oder eines Werkstückes und gemäß Anspruch 13 eine Vorrichtung zum Regeln der Temperatur einer Arbeitswalze bzw. eines Werkstücks; vgl. JP-A-55 094 718.

Die Erfindung ist anwendbar auf die Zufuhr eines Kühl- oder Schmiermittels zur Walze einer Walzenstraße.

Die Bezeichnung "Werkzeug" wird in dieser Anmeldung in breitem Sinn verwendet und soll eine Walzenstraßenwalze und Maschinengerät einschließen, und die Bezeichnung "Werkstück" schließt Barren-, Band- und andere Werkstückformen ein.

Stand der Technik

In Walzenstraßen, wie sie zur Herstellung von gewalztem Flachmetallband hoher Qualität eingesetzt werden, kann jede Änderung der Temperatur über die Arbeitswalzenoberfläche eine differentielle radiale Expansion der als Wärmekammer bezeichneten Walzenstraßenwalze verursachen, was zu Queränderungen der Dicke und Flachheit des gewalzten Produktes führt. Die Regelung der Bandflachheit (Form) erfordert es, daß die Walzenwärmekammer innerhalb enger Toleranzen gehalten wird.

Variationen im Querdickeprofil während des Walzens können die Produktion ungleichmäßiger Längen an unterschiedlichen Stellen über die Breite des Bandes bewirken, was zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Querspannung führt, die ein Verwerfen verursachen kann. Beim Walzen unter Spannung erfolgt gewöhnlich kein Verwerfen, und dann mißt ein Formmeter die Änderung der Querspannung, die als Tendenz für ein anschließendes Verwerfen (oder eine unzureichende Form) interpretiert wird.

Üblicherweise wird mindestens eine Reihe Sprühdüsen vorgesehen, durch die der Walzenoberfläche ein Kühl- und/oder Schmiermittel zugeführt wird. Die Düsen sind gewöhnlich in drei oder mehr Querzonen angeordnet, wobei die Düsen jeder Zone bei einem Druck, der sich von jeder anderen Zone unterscheidet, mit Flüssigkeit versorgt werden. Die Fließrate des Kühlmittels durch den auf jede Zone der Düsen oder jede individuelle Düse angewendeten Druck wird eingestellt, damit die Ausdehnung des Walzvorganges und/oder die Schmierung geregelt werden kann, um den jeweiligen Walzerfordernissen zu entsprechen. Letztere hängen in komplexer Weise von der Walzenbelastung, Walzendurchbiegung und den Grundprofilen, der Werkstückdicke und dem Temperaturprofil sowie den Biegeeinstellungen der Walze ab.

Gewöhnlich wurde ein Formmeter stromabwärts von der Walzenstraßenwalze angeordnet, und es wurden Feedback-Signale, die Änderungen in der Bandform anzeigten, zum Regeln der Wärmekammer in der Walze verwendet. Der Formmeter soll Variationen in der Querspannung und/oder Temperaturverteilung in dem aus dem Walzvorgang stammenden Produkt einschließlich der Wirkung der Walzendistorsion messen. Die Messungen erfolgen an vielen Punkten in der Breitenrichtung des Produktes. Jede Sprühdüse kann dann mit einem separaten Ventil versehen werden, und man verwendet den Formmeter zur Erzeugung von Feedback-Signalen zwecks Regelung der individuellen Ventile. Die individuellen Ventile werden geregelt, um den Teilen der Walzenstraße oder des Werkstükkes, die übermäßig heiß sind oder eine stärkere radiale Ausdehnung als erwünscht haben, eine höhere Fließrate des Kühlmittels zuzuführen. Auf diese Weise können Variationen der Wärmeverformung und damit einhergehende Änderungen der Bandform minimiert werden.

Oft wird eine Ein/Aus-Regelung anstelle einer Analogregelung der Ventile angewendet, um die Komplexizität von Kommunikationsgrenzflächen zwischen der automatischen Anlage und den Ventilbetätigungsorganen sowie die Ventilkosten zu verringern, wobei ein variabler Fluß durch Verwendung vieler Ventile unterschiedlicher Größen in jeder Zone und/oder durch Variieren des Verhältnisses der Anschaltzeit zur Abschaltzeit erreicht wird. Bekannte Systeme zur Regelung der Walzenform via Feedback bedienen sich zahlreicher elektrisch oder pneumatisch geregelter Ventile, die in einer extrem feindlichen Umgebung zu betreiben sein müssen und daher jeweils eine kostspielige Konstruktion aufweisen. Die Ventildüsen sind gegen eine Blockierung empfindlich; und da eine blockierte Ventildüse zum Überhitzen der Walze führen könnte, hat man gewöhnlich einen überzähligen Satz von "Stand-by"-Ventilen. Bei schwerwiegender Blockierung wird die Anlage abgeschaltet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Mitteln, einer Walzenstraßenwalze oder einem anderen Gerät oder Werkstück ein Kühl- oder Schmiermittel zuzuführen, wobei mindestens einige der Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.

Gemäß einem Aspekt besteht die Erfindung aus einem Verfahren zum Regeln der Temperatur einer Arbeitswalze oder eines Werkstückes in einer Walzenstraße, das die Schritte umfaßt: Bereitstellen eines ersten Flusses eines Kühl- oder Schmiermittels zu einem primären Einlaß eines Vortexventils; Bereitstellen eines zweiten Flusses eines Kühl- oder Schmiermittels, das eine im wesentlichen unterschiedliche Charakteristik zu der des ersten Flusses hat, zu einem Regeleinlaß des Vortexventils; Mischen des ersten Flusses mit dem zweiten Fluß innerhalb des Vortexventils; Hinführen eines gemischten Ausflusses aus dem Auslaß des Vortexventils zu einer Arbeitswalze oder einem Werkstück; Variieren der Fließrate des zweiten Flusses, um so den Ausfluß, der aus dem Vortexventil zur Walzenstraßenwalze oder dem Werkstück geführt wird, sowohl bezüglich der Fließrate als auch bezüglich dieser Charakteristik zu regeln.

In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird mindestens ein Teil des verbrauchten Kühl- oder Schmiermittels nach Wärmeentzug zum primären Einlaß zurückgeführt.

Ferner wird es bevorzugt, daß sich die Temperatur des zum primären Einlaß des Vortexventils geführten Kühl- oder Schmiermittels von derjenigen unterscheidet, die zum Regeleinlaß geführt wird.

Die dem primären Einlaß zugeführte Flüssigkeit kann eine andere Konzentration als die zum Regeleinlaß geführte Flüssigkeit haben. Dies ermöglicht, daß man bei individuellen Sammelleitungen oder, falls nötig, für individuelle Düsen, selektiv eine unterschiedliche Schmiermittelkonzentration einsetzen kann. Letzteres hat den Vorteil, daß man die Kantenbereiche einer Heizwalzenstraße für Bandmaterial bevorzugt schmieren kann, wodurch in sehr vorteilhafter Weise die Abnutzung vermindert wird und keine übermäßige Verunreinigung des Kühlmittelsystems durch das Schmiermittel auftritt. Die Verwendung eines Vortexventils erlaubt ein ausgezeichnetes Mischen und erzielt gleichzeitig eine variable Regelung der Konzentration. Ein Vortexventil kann in der beschriebenen Weise eingesetzt werden, um ein wirksames Mischen der Walzenöle mit einem rezirkulierenden Kühlmittelsystem zu erreichen. Dann sollte ein Hochdruck-Regelfluß verwendet werden, damit in der Austrittsregion des Vortexventils eine maximale Turbulenz sichergestellt wird.

Wünschenswerterweise werden an jedem Ort über die Arbeitswalze einer Walzenstraße zwei Ventile verwendet, und zwar ein Ventil zum selektiven Aufbringen des Schmiermittels und das andere zum selektiven Aufbringen des Kühlmittels, um so die Walzausdehnung zu regeln; dadurch wird ein konstanteres Dickeprofil des Bandes aufrechterhalten, und das Ausmaß der üblichen Dickeverjüngung an der Kante in der Region bis zu 200 mm von der Bandkante wird verringert.

Gemäß einem weiteren Aspekt richtet sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Regeln der Temperatur einer Arbeitswalze oder eines Werkstückes in einer Walzenstraße, die ein Vortexventil umfaßt, das einen primären Einlaß zur Aufnahme eines ersten Flusses eines Kühl- oder Schmiermittels, einen Regelflußeinlaß zur Aufnahme eines zweiten Flusses eines Kühl- oder Schmiermittels mit einer von der Charakteristik des ersten Flusses im wesentlichen unterschiedlichen Charakteristik und einen Auslaß zum Hinführen eines gemischten Ausflusses aus dem Vortexventil zur Arbeitswalze oder dem Werkstück aufweist, wobei die Fließrate des zweiten Flusses variiert wird, um den aus dem Vortextentil zur Walze oder dem Werkstück gerichteten Ausfluß sowohl bezüglich der Fließrate als auch der Charakteristik zu regeln.

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden nun als Beispiel nur mit Bezug- auf die Zeichnungen beschrieben; in diesen bedeuten:

Fig. 1A eine schematische Draufsicht eines Vortexventils zur Verwendung in der Erfindung;

Fig. 1B das Ventil von Fig. 1A in schematischem Aufriß;

Fig. 2 eine Graphik, die typische Charakteristika eines wie in Fig. 1 gezeigten Vortexventils veranschaulicht, wobei der austretende Ausfluß auf der senkrechten Achse und der Druck des Regelflusses auf der horizontalen Achse dargestellt ist;

Fig. 3 ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 4 und 5 eine schematische Konfiguration, die fakultativ in der Ausführungsform von Fig. 3 verwendet werden kann.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Mit Bezug auf Fig. 1 wird ein Vortexventil gezeigt, das eine generell zylindrische konische oder kegelstumpfförmige Ventilkammer 1 mit einem primären Einlaß 2, der radial gerichtet ist, einem Regeleinlaß 3, der tangential in einer Richtung quer zum primären Einlaß 2 liegt, und einem Auslaß 4 umfaßt, der sich vorzugsweise in axialer Richtung erstreckt.

Wein es keinen Fluß durch den Regeleinlaß 3 gibt, dann tritt ein primärer Fluß, der über den primären Einlaß 2 in die Ventilkammer 1 eingeführt ist, aus dem Auslaß 4 aus.

Wenn ein Regelfluß durch den Regeleinlaß 3 bei einem hohen Druck im Vergleich zum primären Fluß eingelassen wird, dann wird der aus dem Auslaß 4 austretende Fluß verringert. Fig. 2 ist eine Graphik, die den Gesamtfluß (1/min) auf der senkrechten Achse 5 und den Regeldruck (kPa) auf der horizontalen Achse 6 für ein typisches Vortexventil zeigt, das mit einem Hauptzufuhrdruck von 100 kPa arbeitet. Das Vortexventil, auf das sich Fig. 2 bezieht, hat eine Kammer 1 von 50 mm Durchmesser, eine Einlaßleitung 2 von 12,5 mm Durchmesser und eine einzige Eintrittsleitung 3 für den Regelfluß von 2,6 mm Durchmesser. Wie in der Graphik gezeigt, verringert sich der Gesamtfluß aus dem Auslaß 4 als Funktion einer Erhöhung des Regelflusses und nähert sich einem Mindestfluß. Vortexventile per se sind in vielen Ausgestaltungen oder Konfigurationen bekannt und erfordern keine weitere Beschreibung.

Mit Bezug auf Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform schematisch dargestellt. Die Ausführungsform zeigt das Gerüst einer Bandwalzenstraße mit einer oberen Walze 7 und einer unteren Walze 8.

Ferner ist ein Vortexventil 20 mit einem primären Einlaß 21 vorgesehen, der zur Aufnahme des aus der Sammelzufuhrleitung 22 über eine primäre Fließpumpe 28 kommenden Kühlmittels ausgestaltet ist.

Der Auslaß 23 von Ventil 20 ist ausgestaltet, um entweder direkt auf eine Walzenstraßenwalze 7 zu sprühen, oder er wird vorzugsweise zu einer jeweiligen Sprühdüse 24 geführt, die auf die Walze 7 gerichtet ist.

Ein zweiter Fluß 36 des Kühlmittels wird mittels Pumpe 29 von einem sekundären Zufuhrreservoir 25 mit einer Fließrate zum Regeleinlaß 30 des Vortexventils 20 geführt, wobei die Fließrate mittels eines Regelventils 26 variiert wird, das elektrisch oder pneumatisch durch ein jeweiliges Feedback-Regelsignal 27 aus einem Formmeter (in Fig. 3 nicht gezeigt) betätigt wird, der sich stromabwärts von den Walzenstraßenwalzen befindet. Der Formmeter erzeugt ein Signal 27, das eine Veränderung in der Flachheit oder Spannungsverteilung eines gewalzten Bandes auf einer Linie in der Walzrichtung des Bandes anzeigt, die mit der Stellung der Düse 24 bezüglich der Walze 7 korrespondiert. Beim Betrieb betätigt das Feedback-Signal 27 das Regelventil 26 zum Erhöhen oder Senken des Regelflusses aus dem Reservoir zum Regeleinlaß 30 des Vortexventils. Wenn sich der Regelfluß 36 zum Ventileinlaß 30 erhöht, dann sinkt der Gesamtfluß des Kühlmittels von diesem Vortexventilauslaß zur Walzenstraßenwalze 7.

in einer bevorzugten Ausführungsform hat das Regelflußkühlmittel bei 30 eine höhere Temperatur als das Primärflußkühlmittel bei 21.

Das nach Kühlen der Walzenstraßenwalzen verbrauchte heiße Kühlmittel wird aus dem Sumpf 40 über eine Pumpe 41 durch einen Wärmeaustauscher 31 gepumpt, wodurch überschüssige Wärme abgezogen und das anfallende kalte Kühlmittel über Leitung 32 zur Sammelzufuhrleitung 22 zurückgeführt wird. Eine Fraktion des heißen Kühlmittels wird bei 35 zwischen der Pumpe 41 und dem Wärmeaustauscher 31 abgezogen, durch ein Filter 33 geführt und über die Leitung 34 in ein sekundäres Zufuhrreservoir 25 abgegeben, aus dem der Regelfluß hervorgeht.

Wenn sich daher der Regelfluß in den Einlaß 30 auf einem Maximum befindet, dann ist die Fließrate des Kühlmittels aus dem Auslaß 23 nicht nur auf einem Minimum, sondern hat eine maximale Temperatur, die hauptsächlich aus dem heißen Kühlmittel resultiert. Wenn der Regelfluß der heißen Flüssigkeit in den Einlaß 30 reduziert wird, dann erhöht sich die Fließrate des kalten Kühlmittels, der Anteil von heißem Regelfluß in der ausfließenden Mischung verringert sich, und die Temperatur des Ausflusses aus dem Auslaß 23 sinkt.

Das System bedient sich sowohl einer Veränderung der Fließrate als auch einer Veränderung der Temperatur des Kühlmittels zum Regeln der Walzentemperatur.

In der Praxis ist eine Vielzahl von Düsen 24 in einer Reihe angeordnet, die sich über die Breite der oberen Walze und/oder der unteren Walze erstreckt.

Jede Düse der Vielzahl kommuniziert mit dem Auslaß 23 eines entsprechenden Ventils einer Vielzahl von Vortexventilen 20. Der Regelfluß jedes Vortexventils 20 wird mittels eines entsprechenden jeweiligen Regelventils 26 variiert; oder falls eine Gruppe von Vortexventilen 20 vorliegt, können sie durch ein gemeinsames Regelventil 26 geregelt werden.

Aus einem Vortexventil kann mehr als eine Düse 24 gespeist werden.

So können z. B. eine obere und entsprechende untere Walzendüse jeweils durch einen Vortexventilauslaß 23 oder durch getrennte Vortexventile, die durch ein einziges Regelventil 26 geregelt werden, oder durch getrennte Vortexventile 20, die jeweils unter der Regelung eines jeweiligen Regelventils 26 stehen, gespeist werden.

Die Regelventile können vom Analagtyp sein, der durch Signale aus einem Formmeter oder ähnlichen Wandler geregelt wird; oder sie können ein Ein/Aus-Ventil sein, wobei das Verhältnis von Einschaltzeit zu Abschaltzeit durch die Feedback-Signale beeinflußt wird.

Wenn in ähnlicher Weise eine Quertemperaturverteilung für die Walze oder das gewalzte Produkt anstelle der Bandform gemessen wird, dann kann sie in ähnlicher Weise geregelt werden, wie es oben für die Regelung der Bandform beschrieben ist. Daher kann das Regelsignal von einem Temperaturwandler oder anderen Meßwertumwandlern geliefert werden.

Im Fall der Wartung und zur Erzeugung einer besseren Umgebung für die Regelventile sind die Ein/Aus-Regelventile vorzugsweise von den Sammelleitungen entfernt an der Seite einer Walzenstraße angeordnet. Eine Pumpe liefert die Zufuhr einer gefilterten Regelflüssigkeit unter hohem Druck, wobei die gemeinsame Zufuhr allen Standorten gemeinsam ist. Typischerweise werden etwa 10% des gesamten Kühlmittelflusses zur Regelung verwendet. In manchen Fällen, wenn z. B. unterschiedliche Flüssigkeitstemperaturen involviert sind, können höhere Regelflußfraktionen vorteilhaft sein.

Die Regelsignalflüsse werden vorzugsweise durch flexible gepanzerte hydraulische Kabel umgeleitet, die mit Schnellfreisetzungskupplungen versehen sind.

Die Verbindung der Flüssigkeitsregelsignale mit den individuellen Vortexventilen erfolgt vorzugsweise mittels einer Verteilerscheibe, die an einem oder beiden Enden jedes flexiblen Regelflußkabels angeordnet ist. Dadurch kann die Anzahl der Regelventile minimiert werden. Auch die Anzahl der Regelsignale in den flexiblen Kabeln kann minimiert werden, während eine Standardausgestaltung einer Sammelleitung aufrechterhalten wird, in welcher jedes Vortexventil individuell an dem Punkt an die Verteilerscheibe angeschlossen ist, wo das Regelkabel an die Sammelleitung anschließt. Die Verteilerscheiben können Kanäle oder Rillen aufweisen, die eine willkürliche Verbindung zwischen ein Einlaßregelöffnungen und den Auslaßöffnungen der Vortexventile ergeben.

Vorteile des Systems sind es, daß eine erheblich verringerte Anzahl von Regelventilen für ein gegebenes Maß an Regelung benötigt wird, da mehr als eine Sprühdüse durch jedes Vortexventil geregelt werden kann und da weniger als die halbe Anzahl von Regelventilen im Vergleich zu üblichen Sammelleitungen nötig ist, weil eine Mehrfachausstattung unnötig ist.

Die Vortexventile können zum automatischen Entblocken von Ventilen und Düsen, z. B. durch ein Gegenstrom- und Filtersystem, ausgestaltet sein, das sich der Verringerung des Druckes der Primärzufuhr und der Erhöhung des Regeldruckes auf ein Maximum bedient. Dies kann eine Umkehrung des Primärflusses bewirken und die Einlaßleitung oder Einlaßfilter in der primären Zufuhr entblocken.

Das System kann mit Niederdruckventilen arbeiten und ein standardisiertes Moduldesign für alle Walzenbreiten verwenden. Das System hat keine sich bewegenden Teile und ist gegen eine Blockierung weniger anfällig. Unter allen normalen Betriebsbedingungen wird ein Mindestfluß sichergestellt.

Überraschenderweise haben wir gefunden, daß - wenn die Flüssigkeit aus dem Auslaß 4 eines Vortexventils durch einen "V"- Schlitz oder eine ähnlich geformte Düse gerichtet wird - das aus tretende Sprühmaterial von einer fächerförmigen Sprühguthülle in eine konisch geformte Sprühguthülle verändert werden kann, was vom Regelfluß und anderen Faktoren abhängt. Dieses Charakteristikum wird durch Variieren des Abstandes von dem Punkt, wo der Ausfluß die; konische Kammer zur Sprühdüse verläßt, geregelt. Je länger der Abstand ist, umso weniger Rotationtswirbel verbleibt im Fluß an der Sprühdüse, und umso weniger Neigung gibt es zur Bildung einer konischen Form der Hülle ("konisches Sprühgut"). Dies bedeutet, daß bei einem Fehlen des Regelflusses die aus der Düse aus tretende Flüssigkeit ein geringes Winkelmoment und im Fall eines "V"-Strahls wenig Neigung hat, ein konisches Sprühgut zu bilden. Wenn der Regelfluß jedoch angelegt wird, dann verändert sich die Sprühgutcharakteristik in diejenige eines konischen Sprühgutes. Diese Charakteristik kann in zwei Weisen ausgenutzt werden. Erstens kann man sie zur Bildung konisch geformter Sprühgüter ohne Kamplexizität und Blockierungstendenzen bei Spezialzweck-Düsen konventioneller Ausgestaltung einsetzen. Zweitens sind zusätzliche Variationen der Fließrate möglich, wenn man zwischen der Düse und der Walze oder dem Werkstück eine Platte einführt, die einen Schlitz sorgfältig gewählter Größe aufweist. Dies wird erreicht, indem man eine Düse nahe des Vortexkammeraustritts vorsieht, um die Neigung zur Bildung einer konischen Sprühgutform zu maximieren. Wenn sich der Regelfluß auf einem Maximum befindet, dann wird das normalerweise fächerförmige Sprühgut, das durch den Schlitz läuft, wenn der Regelfluß abgeschaltet ist, in ein konisches Sprühgut umgewandelt, das auf die zwischengeschobene Platte auftrifft, und wenig oder überhaupt kein Fluß geht zur Walze oder dem Werkstück. Hierdurch wird der effektive Regelbereich der Vorrichtung zum Kühlen oder Schmieren der Walze in wirksamer Weise signifikant erhöht.

Mit Bezug auf Fig. 4 und Fig. 5 ist ein eine geschlitzte Öffnung 42 definierender Schild oder eine Platte 40 mit aus einer "V"-Strahldüse 41 auftreffendem Sprühgut für die Fälle des eingeschalteten Regelflusses (Fig. 4) und des abgeschalteten Regelflusses (Fig. 5) gezeigt. Fig. 4 zeigt, wie bei einem zum Ventil 20 abgeschalteten Regelfluß ein wesentlicher Anteil des fächerförmigen Sprühgutes durch den Schlitz 42 geht und auf die Walze 7 auftrifft. Fig. 5 zeigt, wie bei zum Ventil 20 abgeschalteten Regelfluß das Sprühgut konisch ist und der Hauptanteil des konisch geformten Sprühgutes unfähig ist, durch den engen rechteckigen Schlitz 42 hindurchzugehen.

Die Verwendung konischer Sprühgutformen und damit verbundener modifizierter Charakteristiken der Kühlmitteltröpfchen verändert auch den Wärmeübertragungskoeffizienten zwischen dem Kühlmittel und der Walze und kann mit Vorteil bei Speziellen Anwendungen der Technologie eingesetzt werden.

Da Vortexventile ein Winkelmoment speichern, wenn der Regelfluß eingeschaltet ist, hat das Ventil "Trägheit", weshalb eine niedrigere Frequenzpulsationsrate zur Erzielung eines modulierten Flusses mit einem definierten Verhältnis von Einschaltzeit und Abschaltzeit verwendet werden kann.

Aus den Lehren der Erfindung ist es für den Fachmann offensichtlich, daß die Erfindung in anderen Ausführungsformen und anderen Formen ohne Abweichung vom Umfang der Ansprüche angewendet werden kann.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Regeln der Temperatur einer Arbeitswalze (7, 8) oder eines Werkstückes in einer Walzenstraße, das die Schritte umfaßt:

(a) Bereitstellen eines ersten Flusses eines Kühl- oder Schmiermittels zu einem primären Einlaß (21) eines Vortexventils (20);

(b) Bereitstellen eines zweiten Flusses (36) eines Kühl- oder Schmiermittels, das eine im wesentlichen unterschiedliche Charakteristik von der des ersten Flusses hat, zu einem Regeleinlaß (30) des Vortexventils;

(c) Mischen des ersten Flusses mit dem zweiten Fluß innerhalb des Vortexventils;

(d) Hinführen eines gemischen Ausflusses (23) aus einem Auslaß (4) des Vortexventils zu der Arbeitswalze oder dem Werkstück;

(e) Variieren der Fließrate des zweiten Flusses, um so den Ausfluß, der aus dem Vortexventil zur Arbeitswalze oder dem Werkstück geführt wird, sowohl bezüglich der Fließrate als auch bezüglich dieser Charakteristik zu regeln.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Charakteristik die Temperatur ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Charakteristik die Konzentration ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Charakteristik der Flüssigkeitsdruck ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, das die weiteren Schritte umfaßt:

Überwachen eines variablen Parameters des Werkstückes während des Walzvorganges;

Erzeugen eines Regelsignals (17), das Variationen dieses Parameters anzeigt, und

Variieren der Fließrate des zweiten Flusses (36) als Antwort auf dieses Regelsignal.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mindestens ein Teil (32) des verbrauchten Kühl- oder Schmiermittels zum primären Einlaß des Vortexventils zurückgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zwei Vortexventile eingesetzt werden, von denen eines selektiv Schmiermittel und das andere selektiv Kühlmittel der Walze oder dem Werkstück zuführt.

8. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Fließrate des zweiten Flusses als Antwort auf ein Regelsignal variiert wird, das Variationen in der Flachheit des Werkstückes während des Walzvorganges anzeigt.

9. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Fließrate des zweiten Flusses als Antwort auf ein Regelsignal variiert wird, das Variationen der Temperatur der Walze oder des Werkstückes während des Walzvorganges anzeigt.

10. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Fließrate des zweiten Flusses als Antwort auf ein Regelsignal variiert wird, das Variationen in der Spannungsverteilung der Walze oder des Werkstückes während des Walzvorganges anzeigt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner einen Schritt des Hindurchführens des Ausflusses durch eine Düse (41a) und des Veränderns der Form der aus der Düse austretenden Sprühguthülle durch Variieren des zweiten Regelflusses in das Vortexventil umfaßt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, das ferner den Schritt der Zwischenanordnung eines mit Öffnung versehenen Schildes (40a) zwischen der Düse und der Walze oder dem Werkstück umfaßt, wobei der Schild es erlaubt, daß bei einer Konfiguration der Sprühguthülle ein relativ hoher Anteil des Sprühgutes durch eine Öffnung (42) hindurchtritt und bei einer anderen Konfiguration der Sprühguthülle ein relativ geringerer Anteil hindurchgeht, wodurch ein zusätzliches Maß an Regelung über den die Walze oder das Werkstück erreichenden Ausfluß erreicht wird.

13. Vorrichtung zum Regeln der Temperatur einer Arbeitswalze (7, 8) oder eines Werkstücks in einer Walzenstraße, die umfaßt: ein Vortexventil (20) mit einem primären Einlaß (21), der zur Aufnahme eines ersten Flusses eines Kühl- oder Schmiermittels ausgestaltet ist, einem Regelflußeinlaß (30), der zur Aufnahme eines zweiten Flusses (36) eines Kühl- oder Schmiermittels ausgestaltet ist, das eine im wesentlichen unterschiedliche Charakteristik von der des ersten Flusses hat, und einem Auslaß, um einen gemischten Ausfluß (23) aus dem Vortexventil zur Arbeitswalze oder dem Werkstück zu führen, wobei die Fließrate des zweiten Flusses variiert wird, um den aus dem Vortexventil zur Walze oder dem Werkstück gerichteten Ausfluß sowohl bezüglich der Fließrate als auch der Charakteristik zu regeln.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Charakteristik die Temperatur ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Charakteristik die Konzentration ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Charakteristick der Flüssigkeitsdruck ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 13, die ferner Mittel zum Überwachen eines variablen Parameters des Werkstückes während des Walzvorganges;

Mittel zum Erzeugen eines Regelsignals (27), das Variationen dieses Parameters anzeigt, und

Mittel (26) zum Variieren der Fließrate des zweiten Flusses als Antwort auf dieses Regelsignal umfaßt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der mindestens ein Teil (32) des verbrauchten Kühl- oder Schmiermittels zum primären Einlaß des Vortexventils zurückgeführt wird.

19. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der zwei Vortexventile eingesetzt werden, von denen eines selektiv Schmiermittel und das andere selektiv Kühlmittel der Walze oder dem Werkstück zuführt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der die Fließrate des zweiten Flusses als Antwort auf ein Regelsignal variiert wird, das Variationen in der Flachheit des Werkstückes während des Walzvorganges anzeigt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der die Fließrate des zweiten Flusses als Antwort auf ein Regelsignal variiert wird, das Variationen der Temperatur der Walze oder des Werkstückes während des Walzvorganges anzeigt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der die Fließrate des zweiten Flusses als Antwort auf ein Regelsignal variiert wird, das Variationen in der Spannungsverteilung der Walze oder des Werkstückes während des Walzvorganges anzeigt.

23. Vorrichtung nach Anspruch 13, das ferner Mittel zum Hindurchführen des Ausflusses durch eine Düse (41a) umfaßt, so daß die Form der aus der Düse austretenden Sprühguthülle durch Variieren des zweiten Regelflusses in das Vortexventil geregelt wird.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, die ferner die Mitverwendung eines mit Öffnung versehenen Schildes (40a) zwischen der Düse und der Walze oder dem Werkstück umfaßt, wobei der Schild es erlaubt, daß bei einer Konfiguration der Sprühguthülle ein relativ hoher Anteil des Sprühgutes durch die Öffnung (42) hindurchtritt und bei einer anderen Konfiguration der Sprühguthülle ein relativ geringerer Anteil hindurchgeht, wodurch ein zusätzliches Maß an Regelung über den die Walze oder das Werkstück erreichenden Ausfluß erreicht wird.







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