DE1266119B - Trockenzylinder fuer Papiermaschinen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

D21f

Deutsche Kl.: 55 d - 28/30

Nummer: 1 266 119

Aktenzeichen: W 36261 VII b/55 d

Anmeldetag: 26. Februar 1964

Auslegetag: 11. April 1968

Die Erfindung betrifft einen Trockenzylinder für Papiermaschinen mit Dampfzuführungsrohren in der Nähe der Zylinderinnenwand, welche mit düsenartig ausgebildeten Öffnungen versehen sind, durch die der Dampf auf die Zylinderwand entgegen ihrer Drehrichtung auftrifft.

Bekanntlich geschieht in Papier- und Kartonmaschinen das Trocknen der feuchten Massenbahn im allgemeinen an gußeisernen Trockenzylindern mit einem Durchmesser von etwa 1 bis 2 m. Die Innenfläche der Zylinder ist im allgemeinen geschruppt und die Außenfläche glattgeschliffen. Die Wandstärke wechselt etwa zwischen 1,5 bis 3 cm. Die Erwärmung geschieht allgemein mittels durch einen hohlen Achszapfen in den Innenraum des Zylinders geführten Dampf, welcher sich kondensiert und dabei Wärme an die Zylinderwand abgibt.

Das entstandene Kondensat wird mit Hilfe besonderer Schaufel- oder Syphonanordnungen entfernt und durch einen Achszapfen wieder aus dem Zylinder herausgeführt. Abhängig von dem Durchmesser des Zylinders, der Drehgeschwindigkeit und der innen befindlichen Kondensatmenge verhält sich das Kondensat auf verschiedene Art und Weise. Bei kleinen Geschwindigkeiten und großen Kondensatmengen bildet es im unteren Teil des Zylinders eine Kondensatansammlung, welche teilweise in der Umdrehungsrichtung des Zylinders mitgenommen wird und gleichzeitig bestrebt ist, im unteren Teil des Zylinders zu verbleiben. Bei größeren Umdrehungsgeschwindigkeiten wird durch die Zentrifugalkraft und die Reibung an der Wand des Zylinders eine zusammenhängende Kondensatschicht gebildet, die mit dem Zylinder umläuft. Um dem dadurch entstehenden schlechten Wärmeaustausch entgegenzuwirken, ist es bekannt, ein oder mehrere im Innern des Trockenzylinders feststehend angeordnete Dampfrohre vorzusehen, aus denen in der Nähe des Kondenswasserspiegels Dampfstrahlen schräg gegen die Innenwand des Trockenzylinders ausblasen, die das aufstrebende Kondensat zurückdrängen und so die Bildung der zusammenhängenden Kondensatschicht verhindern.

In der Trocknungsendphase, in der die Verdunstungsgeschwindigkeit des von der Massenbahn abgehenden Wassers abzunehmen beginnt, kann allgemein in Querrichtung zur Bahn ein ungleich verteilter Flüssigkeitsgehalt festgestellt werden. Dies wird teils durch in der Papierbahn vorhandene oder während des Trocknens in dieser entstandene Unebenheiten verursacht und ist auch durch verschiedene Trockenverhältnisse in ihrer Querrichtung bedingt.

Trockenzylinder für Papiermaschinen

Anmelder:

Wärtsilä-yhtymä O/Y Wärtsilä-koncernen A/B,

Helsingfors (Finnland)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Paap, Dipl.-Ing. H. Mitscherlich
und Dipl.-Ing. K. Gunschmann, Patentanwälte,
8000 München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Kauko Kalervo Toivonen,

Helsingfors (Finnland)

Beanspruchte Priorität:

Finnland vom 19. März 1963 (520)

Ein ungleiches Trocknen zwingt zur Anwendung des Übertrocknens, damit die entstandenen Feuchtigkeitsunterschiede ausgeglichen werden. Ein Übertrocknen erfordert eine Vermehrung der Trockenfläche, und der damit verbundene höhere Wärmeverbrauch erhöht die Kosten. Gleichzeitig wird die Qualität des Produktes schlechter.

Es ist versucht worden, die ungleiche Trocknung in Querrichtung der Bahn durch Zuführen von trokkener Luft im Zwischenraum zwischen zwei Trockenzylindern an die feuchteren Punkte der Bahn zu beseitigen. Da von der Gesamttrocknung in solchen freien Zwischenräumen nur 20 bis 30% erfolgt, ist die Einwirkung wenig wirksam. Es sind Anlagen für große Luftmengen erforderlich, welche — zwischen den Trockenzylindern aufgestellt — die Arbeit mit der Maschine erschweren.

Das gleiche gilt für die weiterhin bekanntgewordenen Gebläsevorrichtungen zur Beseitigung einer ungleichen Trocknung, welche die Außenseite der Trockenzylinder teilweise umgeben. Mit diesen Vorrichtungen kann der Trocknungseffekt in Querrichtung reguliert werden, indem man über die Breite der Bahn unterschiedliche Luftmengen gegen die auf der Oberfläche des Trockenzylinders befindliche Bahn bläst. Die Methode verursacht aber Betriebs-

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Schwierigkeiten beim Abreißen der Bahn, wenn sich Achszapfen 6 an der Ausführseite entfernt. Die

diese zwischen dem Zylinder und der diesen dicht Innenseite des Mantels 2 des Trockenzylinders ist im

umgebenden Vorrichtung aufstaut. Darüber hinaus allgemeinen geschruppt, kann aber auch kordiert sein,

ist die Trocknung durch Aufblasen von Warmluft Dadurch wird die effektive Wärmeüberführungsfläche nicht so wirksam wie eine Berührungstrockung auf 5 größer,

geheizten metallischen Oberflächen. Im Innern des Trockenzylinders ist zentral eine

Man hat auch versucht, die Gleichmäßigkeit der Verteilerkammer 7 angebracht, die Anordnungen für

Trocknung vom Innern des Trockenzylinders zu das Weiterleiten des Dampfes und für das Entfernen

steuern, indem Wärmeisolierungen an die Innenfläche des entstandenen Kondensates aufweist. Die Verdes Zylinders an den Stellen, wo eine zu große io teilerkammer 7 ist von außen her gestützt, so daß

Trocknung eintritt, angebracht wurden. Diese Me- sie nicht mit dem Zylinder 1 rotiert. Dabei dient

thode hat sich als einigermaßen brauchbar erwiesen, als Stütze das Rohr 8, welches an dem einen Ende

ist aber schwer zu realisieren und verringert den an der Dampfeinströmseite der Verteilerkammer 7

Wirkungsgrad. befestigt ist und an dem anderen Ende von der

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die 15 Stütze 9 getragen wird. Das entgegengesetzte Ende

vorgenannten Schwierigkeiten zu beseitigen und die der Verteilerkammer 7 läuft als Rohr 10 durch den

Beheizung der Trockenzylinder so zu gestalten, daß Achszapfen 6 der Ausführseite des Zylinders 1, an

eine gleichmäßige Trocknung der Papierbahnen er- dessen Ende es durch die Stütze 11 geführt ist.

zielt wird. Die Zwischenwand 12, welche vom unteren Ende

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß 20 der Einführseite der Verteilerkammer zum oberen bei einem Trockenzylinder der eingangs erwähnten Teil der Ausführseite läuft, teilt die Verteilerkammer Art vorgeschlagen, daß die über die ganze Breite in die Dampfzuführung 13 und in die Kondensatdes Zylinders verteilten Dampfdüsen bzw. eine sich abführung 14. Der Dampf wird durch ein zentriert im wesentlichen über die Breite des Zylindermantels in dem Rohr 8 angeordnetes Dampfrohr 15 in die erstreckende Spaltdüse mit unabhängig voneinander 25 Abteilung 13 der Verteilerkammer geführt. Im Inregulierbaren Ventilen versehen sind. nern des Dampfrohres 8 befindet sich eine Verengung

Dadurch, daß mehrere nebeneinanderliegende 16 und daran anschließend eine getrennte, sich erDüsen bzw. eine Spaltdüse in Längsrichtung des weiternde, zur Verteilerkammer hin öffnende Ver-Zylindermantels angeordnet sind, d. h. quer zu der längerung 17. Das Rohr 8 besitzt an der Stelle, wo Papierbahn, kann man durch Regulieren der aus 30 die Verengung 16 mit der Verlängerung 17 zusamden verschiedenen Düsen bzw. Spaltdüsenbereichen mentrifft, Löcher 18, so daß an diesem Punkt eine strömenden Dampfmenge den Trocknungseffekt an Injektorwirkung entsteht. Am Oberteil der Abteilung jedem beliebigen Punkt nach Bedarf steuern. Als 13 der Verteilerkammer 7 sind Zweigrohre 19 anResultat erhält man ein vollkommen ebenes Feuch- geordnet, durch welche der Dampf weiter an den tigkeitsprofil quer zur Papierbahn ohne irgendeine 35 waagerecht und nahe der Innenfläche des Mantels Übertrocknung in bestimmten Bereichen. Man erhält angeordneten Düsenhalter 20 strömt, welcher am also ein Produkt gleichbleibender Qualität. Außer- oberen Ende der Zweigrohre 19 befestigt ist und sich dem wird Wärmeenergie eingespart, da keine Über- hauptsächlich über die ganze Breite des Trockentrocknung mehr erforderlich ist. Zylindermantels, d. h. hauptsächlich über die ganze

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung 40 Breite der Papierbahn erstreckt. In dem Düsenhalter

sind die Düsen oder die Spaltdüse in einem Halter 20 sind im Abstand voneinander über dessen ganze

angeordnet, welcher parallel zur Zylinderachse ver- Länge Düsen 21 angebracht, welche so bemessen und

läuft und durch Zweigrohre mit der Dampfzuführung geformt sind, daß der entweichende Dampfstrom in

einer zentral angeordneten Verteilerkammer verbun- diesen eine große Geschwindigkeit erhält. Die Ge-

den ist und die in der Verteilerkammer enthaltene 45 staltung solcher Düsen ist bekannt und wird daher

Kondensatabführung senkrecht nach unten weisende nicht näher beschrieben. Die Düsen 21 sind gegen die

Siphonrohre aufweist. mit dem Pfeil α bezeichnete Drehrichtung des Trok-

Weiterhin ist zweckmäßig das Dampfzuführungs- kenzylinders gerichtet, im dargestellten Fall waagerohr in ein im Achszapfen an der Zuführungsseite recht. Die aus den einzelnen Düsen strömende des Trockenzylinders befindliches, mit Löchern ver- 50 Dampfmenge kann mittels der Regulier- und Schließsehenes Stützrohr eingepaßt und steht an seinem spindel 22 (F i g. 2) gedrosselt oder ganz geschlossen inneren Ende mittels eines Injektors mit der Dampf- werden. Selbstverständlich kann auch die Steuerung zuführung der Verteilerkammer in Verbindung, so der Düsen von der Außenseite des Trockenzylinders daß der Injektor den im Trockenzylinder Vorhände- her vorgesehen sein, z. B. mittels eines an sich benen, nicht kondensierten Dampf nochmals den Düsen 55 kannten, mit Membran oder Kolben arbeitenden pneuzuführt, matischen oder hydraulischen Steuerungselementes.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Gemäß einer in den Zeichnungen nicht dargestell-

Erfindung dargestellt. Es zeigt ten Ausführungsform kann man anstatt mehrerer

F i g. 1 einen Trockenzylinder gemäß der Erfindung nebeneinanderliegender Düsen auch eine über die

im Längsschnitt und 60 ganze Breite des Trockenzylinders laufende gemein-

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II in F i g. 1 same Spaltdüse verwenden, wobei der ausströmende

in vergrößertem Maßstab. Dampf — wie mit Hilfe der Regulierspindel 22 der

Die an den Enden des Mantels 2 des Trocken- Düsen 21 — mittels in Strömungsrichtung bewegzylinders 1 befestigten Wände 3 und 4 sind in ihrem licher Pfropfen gesteuert werden kann.
Zentrum als Achszapfen 5 und 6 ausgebildet. Der 65 Zur Entfernung des im Trockenzylinder 1 entfür die Erwärmung des Zylinders 1 benötigte Dampf standenen Kondensates sind am Unterteil der Abwird an der Einströmseite durch den Achszapfen 5 teilung 14 der Verteilerkammer 7 im Abstand voneingeführt und das entstandene Kondensat durch den einander nach unten gerichtete Siphonrohre 23 an-

geordnet, welche symmetrisch in Längsrichtung des Mantels vorgesehen sind. Aus der Abteilung 14 wird das Kondensat durch das Rohr 10 entfernt. Um den im Zylinder herrschenden Druck zu reduzieren, wird der nicht kondensierte Dampf mittels Injektoren 16, 17 wieder durch die Düsen in Umlauf gebracht. Alternativ kann der Restdampf mit dem Kondensat geleitet werden, um in anderen Teilen des Systems mit niedrigerem Druck verwendet zu werden.

Nach einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann die Unterstützung der Dampfzuführung und der Kondensatabführung auch einseitig außerhalb des Trockenzylinders 1 und mit einem im entgegengesetzten Ende im Zylinder angeordneten Lager erfolgen. Die Dampf- und Kondensatrohre können auch derart vorgesehen sein, daß das Einführen des Dampfes und Entfernen des Kondensates durch denselben Achszapfen geschieht.

Nachstehend ist die Arbeitsweise eines erfindungsgemäßen Trockenzylinders beschrieben:

Wenn beim Rotieren des Trockenzylinders 1 das von dessen Mantel 2 mitgenommene Kondensat die von den Düsen 21 kommenden Dampfströme trifft, wird die Kondensatschicht von der Innenseite des Mantels abgeschält. Die Wärme geht aus den Dampfströmen teilweise direkt an den Zylindermantel und teilweise an das abgeschälte Kondensat über. Wenn die Dampfströme an irgendeiner Stelle gedrosselt oder geschlossen werden, bildet das Kondensat einen geschlossenen Ring, welcher eine Überführung der Wärme an diesem Punkt an den Mantel erschwert. Das Öffnen und Schließen der Düsen wird nach dem erhaltenen Trockenresultat durchgeführt, wobei man die Unterschiede der Feuchtigkeit im Randstreifen korrigieren kann. Wenn die Düsen mit Fernsteuerung versehen sind, kann die Steuerung beim Lauf der Maschine vorgenommen werden, während Düsen, welche in fester Anordnung funktionieren, nur bei Stillstand der Maschine reguliert werden können.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Trockenzylinder für Papiermaschinen mit Dampfzuführungsrohren in der Nähe der Zylinderinnenwand, welche mit düsenartig ausgebildeten Öffnungen versehen sind, durch die der Dampf auf die Zylinderwand entgegen ihrer Drehrichtung auftrifft, dadurch gekennzeichnet, daß die über die ganze Breite des Zylinders (2) verteilten Dampf düsen (21) bzw. eine sich im wesentlichen über die Breite des Zylindermantels (2) erstreckende Spaltdüse mit unabhängig voneinander regulierbaren Ventilen (22) versehen sind.

2. Trockenzylinder nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen oder die Spaltdüse (21) in einem Halter (20) angeordnet sind, welcher parallel zur Zylinderachse verläuft und durch Zweigrohre (19) mit der Dampfzuführung (13) einer zentral angeordneten Verteilerkammer (7) verbunden ist, und die in der Verteilerkammer (7) enthaltene Kondensatabführung (14) senkrecht nach unten weisende Siphonrohre (23) aufweist.

3. Trockenzylinder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dampfzuführungsrohr (15) in ein im Achszapfen (S) an der Zuführungsseite des Trockenzylinders (1) befindliches, mit Löchern (18) versehenes Stützrohr (8) eingepaßt ist und an seinem inneren Ende mittels eines Injektors (16,17) mit der Dampfzuführung (13) der Verteilerkammer (7) in Verbindung steht, so daß der Injektor den im Trockenzylinder vorhandenen, nicht kondensierten Dampf nochmals den Düsen (21) zuführt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 480 134;
französische Patentschrift Nr. 1 250 135;
USA.-Patentschrift Nr. 2 707 836.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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