DE1461125B2 - Trockenzylinder, insbesondere glaettzylinder fuer papiermaschinen - Google Patents

Description

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Bei einem Vorschlag ist an jedem Ende des Zylin- das Kondensat durch die Kammer der Zylinderachse, ders eine mit dem Zylinder rotierende Schöpfeinrich- die nicht der Dampfzufuhr dient, nach außen abtung vorgesehen. Der durch die Schöpfeinrichtung geführt wird. Wie bei den vorher beschriebenen hindurchströmende Dampf zerstäubt dabei das an Abzugsverfahren, so tritt auch hier die Schwierigder Innenseite des Zylindermantels haftende Kon- 5 keit auf, einen auf der gesamten Mantelfläche des densat und nimmt dieses zerstäubte Kondensat mit. Trockenzylinders gleichförmigen Kondensatabzug zu Die bekannte Einrichtung hat jedoch den Nachteil, erzielen. Gleichförmigkeit läßt sich jedoch nur in daß die die Innenseite des Zylindermantels bedek- einem gewissen Bereich um die jeweilige Abzugskende Wassermenge nicht gleichmäßig ist, so daß düse herum erzielen.

Teile der Papierbahn auf der äußeren Oberfläche io Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine des Zylinders nicht so stark getrocknet werden wie Kondensat-Abzugseinrichtung unter Verwendung andere Teile der Papierbahn, und sich außerdem der von Abzugsdüsen zu schaffen, bei der die einzelnen Mantel des Zylinders in einem gewissen Ausmaß Abzugsdüsen einen größeren Wirkungsgrad als bisverzieht. Falls zum Abnehmen der Papierbahn (unter her besitzen, so daß sich bei gleichbleibendem Begleichzeitigem Erzeugen einer Kreppung) eine Krepp- 15 deckungsgrad der inneren Mantelfläche des Trockenklinge verwendet wird, wie dies allgemein bei der Zylinders mit Abzugsdüsen eine geringere und vor Herstellung von gekreppten Zellstofftüchern üblich allem gleichmäßigere Schichtstärke des Kondensats ist, führt das Verziehen des Zylindermantels dazu, auf der Mantelfläche einstellt und infolgedessen sich daß die Kreppklinge nicht über ihre gesamte Länge auch ein verbesserter Wärmeübergang von Dampf hinweg mit gleichem Druck an der Zylinderober- 20 über den Zylindermantel zur Papierbahn einstellt fläche anliegt. Daraus ergibt sich sowohl eine un- und sich eine gleichmäßigere Temperatur (und dagleichmäßige Abnutzung der Klinge und des Zylin- mit Form) der äußeren Zylinderoberfläche ausders als auch eine ungleichmäßige Kreppung der bildet.

getrockneten Bahn. Weiterhin hat die bekannte An- Wie bereits erwähnt, bedeckt bei' relativ hohen

Ordnung den Nachteil, daß sie bei sehr hoher Arbeits- 25 Zylindergeschwindigkeiten von z.B. mehr als geschwindigkeit des Zylinders nicht genug Konden- 300 m/min Umfangsgeschwindigkeit das gebildete sat aus dem Zylinderinneren abführt. Es verbleibt viel- Kondensat die Innenseite des Zylindermantels prakmehr im Durchschnitt auf der Innenseite des Zylinder- " tisch vollständig. Es wurde jedoch gefunden, daß mantels eine Kondensatschicht von etwa 6 bis 8 mm das Kondensat in bezug auf den Zylindermantel Schichtstärke. 30 nicht vollständig stationär ist, sondern in Umfangs-

Bei einer weiteren bekannten Einrichtung zum richtung des Zylinders gewisse Oszillationen ausAbzug des .Kondensats aus dem Zylinderinneren führt. Diese Oszillationen hängen mit der Glätte der werden sogenannte »breite Schöpfeinrichtungen« inneren Oberfläche des Zylindermantels zusammen verwendet, die sich mit dem Zylinder drehen und und nehmen mit zunehmender Glätte dieser Oberdie sich über die gesamte Breite des Zylinders (mit 35 fläche zu. Ihre Ursache haben sie in der Schwerkraft, Ausnahme eines Bereichs von etwa 20 bis 25 cm an die abwechselnd den Kondensatring innerhalb des den beiden Stirnseiten) erstrecken. Infolge ihrer gro- Zylinders relativ zum Zylindermantel beschleunigt ßen Breite können diese Einrichtungen das Konden- oder verzögert, je nachdem, ob sich das Kondensat sat auch rasch genug bei sehr hoher Arbeitsgeschwin- im aufsteigenden oder absteigenden Teil der Zylinkeit der Zylinder abziehen. Da sie sich jedoch in 40 deroberfläche befindet. Die Schwerkraft führt näm-Längsrichtung des Zylinders (d. h. parallel zur lieh zu einer Abwärtsbewegung des Kondensatringes Zylinderachse) erstrecken, wirken sie nur in longi- im Inneren des Zylinders, die um so stärker wird, tudinal verlaufenden Bereichen des Zylindermantels, je geringer die durch die Zylinderdrehung hervorso daß sich auf der zu trocknenden Papierbahn ab- gerufene Zentrifugalkraft im Vergleich zur Schwerwechselnd trockene und noch feuchte Streifen er- 45 kraft wird.

geben. Außerdem stellt sich, da die von einer Die Erfindung verwendet Kondensatabzugsein-

dünneren Kondensatschicht bedeckten Bereiche des richtungen vom Siphon-Typ und macht sich die vorZylindermantels heißer sind als die von einer dicke- genannte Oszillationsbewegung des Kondensatringes ren Schicht bedeckten Bereiche, ein entsprechendes zunutze. Die Lösung der zugrunde gelegten Aufgabe longitudinales Verziehen der äußeren Zylinderober- 50 besteht gemäß der Erfindung darin, daß der Öfffläche ein mit der Folge, daß die mit dem Zylinder nungsquerschnitt der Kondensat-Abzugsdüsen in zusammenwirkende Klinge zum Abnehmen der Pa- Umfangsrichtung des Zylinders größer ist als in pierbahn (z. B. die Kreppklinge) und auch, falls Achsrichtung des Zylinders.

vorhanden, die zum Aufbringen der Papierbahn In bekannter Weise wird durch den in den Trok-

dienende Druckwalze hin- und herpendeln, d. h. sich 55 kenzylinder eingeführten Heißdampf Kondensat in abwechselnd zur Zylinderachse hin und von der der Nähe der Düsenöffnungen zerstäubt und mit Zylinderachse fort bewegen. Dadurch wird die Ar- dem Dampf in die Düsenöffnungen hineingerissen, beitsgeschwindigkeit des Zylinders gegenüber der Dabei kann natürlich um so mehr Kondensat enthöchstmöglichen Arbeitsgeschwindigkeit vermindert. fernt werden, je besser der Zufluß frischen Konden-Die Schichtstärke der im Zylinderinneren verblei- 60 sats in den an Kondensat verarmten düsennahen benden Kondensatschicht beträgt bei dieser Anord- Bereich ist. Die Erfindung wirkt sich hier durch die in nung ungefähr 3 bis 5 mm im Durchschnitt. Umfangsrichtung des Zylinders länglich ausgebildeten

Aus der USA.-Patentschrift 3 065 552 ist es auch Düsenöffnungen sehr vorteilhaft aus, da das Kondensat bekannt, eine Anzahl von Kondensat-Abzugsdüsen auf Grund seiner in Umfangsrichtung des Zylinders mit ihren Öffnungen in geringem Abstand von der 65 verlaufenden Oszillation eine entsprechende Relativinnenseite des Zylindermantels anzuordnen. Diese bewegung zu den Düsenöffnungen vollführt. Die Abzugsdüsen arbeiten nach dem Siphonprinzip und langen Seiten der Düsenöffnungen wirken ähnlich sind mit Sammelleitungen verbunden, über welche wie Wehre, an denen das oszillierende Kondensat

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entlang strömt, dabei auf der ganzen Länge der ist. Dazu ist an jedem Ende des Mantels 10 ein nach

Düsenöflnung durch den Dampf in diese hinein- innen weisender Befestigungsflansch 14 vorgesehen,

gerissen wird, während gerade auf Grund der Oszil- der mit einem Randflansch 15 des zugeordneten

lation laufend frisches Kondensat nachgeführt wird. Stirnteils zusammenpaßt und mit diesem durch BoI-

Die Erfindung erreicht also sowohl einen schnellen 5 zen 16 verbunden ist. Die beiden Stirnteile 11 und 12

und ungehinderten Zustrom von frischem Kondensat sind ihrerseits an einer Hohlachse 13 befestigt und

in den an Kondensat verarmten Bereich einer Ab- im übrigen mit je einem Mannloch 17 versehen, um

zugsdüse, als auch durch die große wirksame Länge das Innere der Walze zur Montage und Wartung

des Randes der Düsenöffnung in Oszillationsrich- zugänglich zu machen.

tung einen besonders wirksamen Kondensatabzug. io Jedes der beiden Stirnteile 11 und 12 ist in seinem Eine Abzugseinrichtung, die sich die Oszillationen mittleren Bereich (d. h. im Bereich zwischen dem des Kondensats in der beschriebenen Weise zunutze inneren Rand und dem äußeren Rand) mit einem macht, ist mit der vorliegenden Erfindung verwirk- kurzen Zylinderabschnitt 18 versehen, der an seinem licht worden. inneren Ende einen Flansch 19 trägt und der zweckin einer besonders zweckmäßigen Ausführungs- 15 mäßig mit dem betreffenden Stirnteil aus einem form besitzt der erfindungsgemäße Trockenzylinder Stück besteht. Zwischen den Flanschen 19 der beiwendelförmig angeordnete Kondensat-Abzugsdüsen. den gegenüberliegenden Zylinderabschnitte 18 er-Dadurch ergibt sich eine große Gleichmäßigkeit beim strecken sich eine Anzahl von verhältnismäßig schwe-Abzug des Kondensats aus dem Zylinderinneren mit ren Streben 20 in Längsrichtung durch das Innere der Folge, daß die auf der Innenseite des Zylinder- 20 der Walze. Die Streben 20 sind an ihren Enden mit mantels verbleibende Kondensatschicht nicht nur Flanschen 21 versehen und mittels Bolzen 22 an den sehr dünn, sondern auch sehr gleichmäßig ausge- Flanschen 19 befestigt. Sie dienen dem Zweck, ein bildet ist. Dies wiederum führt zu einer sehr gleich- Verbiegen der Stirnteile 11 und 12 zu steuern undmäßigen Temperatur der äußeren Zylinderoberfläche damit die Beanspruchungen, die im --Mantel 10 an und zu einer entsprechend gleichmäßigen Zylinder- 25 oder nahe der Verbindungsstelle mit den Stirnteilen form während des Betriebes. auftreten können, zu eliminieren.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Die Hohlachse 13 besteht aus zwei Hälften 23 und

der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden -24, die an ihrer Verbindungsstelle mit Flanschen 25

näher beschrieben. Es zeigt bzw. 26 versehen und durch Bolzen 27 miteinander

F i g. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäß 10 verbunden sind. Zwischen den beiden Achshälften

ausgebildeten Trockenzylinders, · 23 und 24 befindet sich eine ebenfalls durch die

Fig. 2 einen Schnitt in der Ebene 2-2 der Bolzen 27 gehaltene Trennplatte 28, die innerhalb

Fig. 1, .' der Hohlachse 13 zwei getrennte Kammern29und30

F i g. 3 schematisch eine Abwicklung des Mantels abteilt. In der Nähe der beiden äußeren Enden ist des Zylinders gemäß F i g. 1, die die Plazierung der 35 die Achse 13 mit je einem Umfangsflansch 31 vereinzelnen Kondensat-Abzugsdüsen und ihre züge- sehen, der mit einem Randflansch 32 der Stirnteile ordneten Anschluß- und Verbindungsleitungen er- 11 bzw. 12 zusammenpaßt und mit diesem durch kennen läßt, Bolzen 33 verbunden ist.

F i g. 4 im vergrößerten Maßstab die Seitenansicht Außerhalb der beiden Umfangsflansche 31 geht

einer Ausführungsform einer Kondensat-Abzugsdüse, 40 die Achse 13 in zwei Lageransätze 34 über, mit

F i g. 5 die Seitenansicht der Kondensat-Abzugs- denen die Walze in geeigneten, nicht weiter dar-

düse aus der Ebene 5-5 der Fig. 4, gestellten Lagern drehbar gelagert werden kann.

F i g. 6 die Stirnansicht der Düse gemäß F i g. 4 Einer der beiden Lageransätze, in der Darstellung

und5, der Fig. 1 der rechte Lageransatz, ist über den

Fig.7 und 8 zwei den Fig.4 und 5 entsprechende 45 Bereich des zugehörigen Lagers hinaus zu einem

Seitenansichten einer abgewandelten Ausführungs- Fortsatz 35 verlängert, an dem ein geeignetes An-

form der Kondensat-Abzugsdüse. triebselement, z. B. ein Zahnrad, befestigt werden

F i g. 9 schematisch das wirksame Öffnungsmuster kann. Beide Enden der Achse 13 sind mit Bohrun-

der Kondensat-Abzugsdüse gemäß F i g. 7 und 8, gen 36 bzw. 37 versehen, die mit den Kammern 29

Fig. 10 im Längsschnitt eine abgewandelte Aus- 50 bzw. 30 kommunizieren. Die Bohrung 37 dient dabei

führungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten zur Zufuhr von Dampf unter Druck zur Kammer 30,

Trockenzylinders, und die Bohrung 36 wird zum Abzug von Kondensat

Fig. 11 einen Schnitt in der Ebene 11-11 der aus der Kammer 29 verwendet.

Fig. 10, Der in die Kammer 30 über die Bohrung37 ein-

F i g. 12 im vergrößerten Maßstab eine Seiten- 55 gespeiste Dampf tritt über Öffnungen 38 in das

ansieht einer Kondensat-Abzugsdüse, die bei dem Innere der Trockenwalze ein.

Zylinder gemäß Fig. 10 verwendet ist, Zum Abzug des Kondensats aus dem Inneren der

Fig. 13 die Ansicht der Kondensat-Abzugsdüse Trockenwalze sind Absaugdüsen 39 bis 54 vorgese-

aus der Ebene 13-13 der Fig. 12 und hen. Von diesen Düsen sind, wie sich aus Fig. 1

Fig. 14 schematisch die Abwicklung des Zylin- 60 und 3 erkennen läßt, die Düsen 33 bis 42 in einer

dermantels gemäß F i g. 10 zwecks Erläuterung der Ebene 55, die Düsen 43 bis 46 in einer Ebene 56,

Plazierung der einzelnen Düsen innerhalb des die Düsen 47 bis 50 in einer Ebene 57 und die Dü-

Zylinders. sen 51 bis 54 in einer Ebene 58 angeordnet. Die

Der in F i g. 1 dargestellte Trockenzylinder, nach- Ebenen 55 bis 58 verlaufen sämtlich senkrecht zur

folgend auch als »Trockenwalze« bezeichnet, enthält 65 Achse 13, d. h. senkrecht zur Mittelachse der Trok-

einen dünnen, zylindrischen Außenmantel 10, der kenwalze, und besitzen einen gleichen Abstand von-

an seinen beiden Enden starr, mit je einem relativ einander, der größer ist als der Abstand der beiden

flachen ringförmigen Stirnteil 11 bzw. 12 verbunden äußeren Ebenen 55 und 58 von den beiden Stirn-

teilen 11 und 12. So kann beispielsweise der Abstand der Ebenen 55 bis 58 voneinander in der Größenordnung von 1 m liegen, während die Ebenen 55 und 58 einen Abstand von etwa 76 cm von den beiden Stirnteilen 11 und 12 aufweisen.

Jeder der Düsen 39 bis 42 ist über eine Anschlußleitung 59 mit einem kreisförmigen Sammelrohr 60 verbunden, das seinerseits über eine Verbindungsleitung 61 an die Kammer 29 der Achse 13 angeschlossen ist. Das Sammelrohr 60 ist in geeigneter Weise an einigen der Streben 20 befestigt. In ähnlicher Weise sind Sammelrohre 62, 63 und 64 vorgesehen für die Düsen 43 bis 46, 47 bis 50 bzw. 51 bis 54. Die Düsen 43 bis 53 sind dabei jeweils über eine Anschlußleitung 59 an das zugeordnete Sammelrohr angeschlossen, und die Sammelrohre 62 bis 64 ihrerseits stehen jeweils über eine Verbindungsleitung 65, 66 bzw. 67 mit der Kammer 29 der Achse 13 in Verbindung.

Die Düsen in jeder der Ebenen 55 bis 58 sind gleichmäßig über die innere zylindrische Oberfläche der Walze verteilt. Sie stehen, wie F i g. 2 und 3 verdeutlichen, innerhalb jeder Ebene im Winkel von 90° zueinander, wobei zwei benachbarte Ebenen um 45° zueinander gedreht sind, so daß die in Axialrichtung der Walzen benachbarten Düsen eine versetzte, zick-zack-förmige Anordnung' zueinander besitzen. In der in F i g. 3 gezeigten Abwicklung der inneren Oberfläche der Walze liegen mithin die benachbarten Düsen auf den Diagonalen 68 α bis 68 e.

Die Düse 39 (sowie auch jede der übrigen Düsen 40 bis 54) kann die in F i g. 4 bis 6 dargestellte Form besitzen. Bei dieser Düsenform ist ein Hohlgehäuse 69 vorgesehen, das an seinem einen Ende in einen verstärkten, mit Innengewinde versehenen Ansatz 70 übergeht, der zum Befestigen der Düse an der zugeordneten Anschlußleitung 59 dient. Am anderen Ende geht das Gehäuse 69 in eine zylindrisch gekrümmte Stirnfläche 71 über, die nahe der inneren zylindrischen Oberfläche des Mantels 10 angeordnet und dieser angepaßt ist. Von der Stirnfläche 71 aus erstrecken sich zwei Schrägflächen 72 und 73 nach innen, d. h. zum Gewindeansatz 70 der Düse hin. Im übrigen ist das Gehäuse 69 so geformt, daß es sich nach außen hin, d. h. in Richtung zur Stirnfläche 71, in einer Hauptebene verbreitert und in einer zweiten, dazu senkrecht verlaufenden Hauptebene verjüngt. Dadurch bekommt die Stirnfläche 71 eine verhältnismäßig lange und schmale Form. Innerhalb der Walzen ist jede Düse so angeordnet, daß die lange Achse der Stirnfläche 71 parallel zur zugeordneten Düsenebene (im Fall der Düse 39 also parallel zur Ebene 55) verläuft, so daß im Ergebnis alle Düsen weitgehend innerhalb der betreffenden Länge liegen.

Im Bereich der Stirnfläche 71 sind drei längliche Düsenöffnungen 76 bis 78 vorgesehen, die durch zwei Querwände 74 und 75 voneinander getrennt sind. Diese länglichen Düsenöffnungen erstrecken sich ebenfalls parallel zur zugeordneten Düsenebene. An einer Seite des Düsengehäuses 69 ist im übrigen noch eine Saugöffnung 79 vorgesehen.

Die Querwände 74 und 75 können auch fehlen. Sie werden jedoch bevorzugt, weil sie eine Turbulenz in der Mischung aus Dampf und Kondensat, die durch die Düsenöffnungen 76 bis 78 fließt, erzeugen. Falls die Querwände 74 und 75 fehlen, besitzt die Stirnfläche 71 eine einzige längliche Öffnung, die mit ihren langen Seiten parallel zur zugeordneten Düsenebene liegt. Zweckmäßig ist die Anordnung im übrigen so getroffen, daß sämtliche Düsen 39 bis 54 gleich ausgebildet sind, was in bezug auf die Düsenöffnung bedeutet, daß zweckmäßig bei sämtlichen Düsen entweder die Querwände 74 und 75 vorhanden sind oder nicht vorhanden sind.

An Stelle der in F i g. 4 bis 6 gezeigten Düsen können auch anders ausgebildete Düsen verwendet ίο werden, sofern deren Düsenöffnungen sehr nahe an der inneren Oberfläche der Walze angeordnet und länglich ausgebildet sind, wobei die lange Achse der Öffnungen innerhalb der jeweils zugeordneten Düsenebenen 55 bis 58 liegt. In Fi g. 7 und 8 ist eine solche andere Düsenform gezeigt. Dort ist wiederum ein Hohlgehäuse 80 vorgesehen;- das sich in der einen Hauptebene, von der Anschlußleitung 59 ausgehend, verbreitert und in der anderen Hauptebene verjüngt. Dieses Gehäuse 80 ist mit einer Gewindeöffnung 81 versehen, mittels der es auf die betreffende Anschlußleitung 59 aufgeschraubt werden kann. An seir nem anderen Ende besitzt das Gehäuse 80 eine längliche Öffnung 82, die durch eine Platte 83 abgedeckt ist. Die Platte 83, die^ beispielsweise mittels Schrauben 84 mit dem Gehäuse 80 verbunden sein kann, besitzt eine äußere zylindrische Stirnfläche 85, die nahe der inneren Oberfläche der Walze angeordnet und an diese angepaßt ist. In der Platte 83 befinden sich drei Bohrungen 86, 87 und 88, von denen die Bohrung 82 sich direkt in Richtung der Achse der Anschlußleitung 59 erstreckt, also senkrecht zur inneren Oberfläche der Walze verläuft, während die Bohrungen 86 und 88 demgegenüber etwas schräg nach außen verlaufen. Im Ergebnis bilden mithin die drei Bohrungen 86 bis 88 ein längliches Muster 89 (F i g. 9) auf der inneren Oberfläche der Walze. Da die lange Achse der Platte 83 in der zugehörigen Düsenebene 55 bis 58 liegt, ist auch das Muster 89 mit seiner langen Achse in der betreffenden Ebene angeordnet, wie dies weiter oben gefordert worden war. Im übrigen ist an der einen Seite des Gehäuses 80 eine Saugöffnung 90 vorgesehen, die mit der Saugöffnung 79 im Beispiel der Düse gemäß F i g. 4 bis 6 vergleichbar ist.

Die vorangehend beschriebene Trockenwalze besitzt folgende Wirkungsweise:

Die Walze ist in einer Papiermaschine so angeordnet, daß sie die vom Filzteil der Maschine abgegebene Papierbahn an einer bestimmten Aufgabestelle übernimmt, während der Drehung trocknet und an einer bestimmten Abgabestelle wieder abgibt. Die Papierbahn kann dabei durch irgendwelche geeigneten Einrichtungen auf die äußere Oberfläche der Walze aufgebracht werden, beispielsweise durch eine mit der Trockenwalze zusammenwirkende, nicht weiter dargestellte Andruckwalze. Auch das Abnehmen der Papierbahn nach erfolgter Trocknung kann durch irgendwelche geeigneten Einrichtungen erfolgen, beispielsweise durch eine nicht weiter dargestellte Kreppklinge, die zugleich die Funktion erfüllt, die Papierbahn mit einer Kreppung zu versehen. Dem Inneren der Trockenwalze wird über die Bohrung 37 und die Kammer 30 Dampf unter ausreichendem Druck zugeführt. Dieser Dampf strömt über die öffnungen 38 in das Innere der Trockenwalze ein und erhitzt dabei die Walze. Durch diese Hitze kann die auf der Außenseite des Walzenmantels 10 aufliegende Papierbahn ihre Feuchtigkeit ab-

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geben. Dabei wird Wärme verbraucht, was zu einer entsprechenden Dampfkondensation an der inneren Oberfläche des Walzenmantels 10 führt. Unter der Annahme, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Trockenwalze beispielsweise oberhalb von 300 m/min liegt, bleibt das gebildete Kondensat an der inneren Oberfläche des Mantels 10 »haften«, d. h. es bildet einen zylindrischen Ring, der die innere Oberfläche des Walzenmantels abdeckt. Dieser aus Kondensat bestehende Ring besitzt jedoch nicht überall die gleiche Stärke, sondern das Kondensat oszilliert in Umfangsrichtung der Walze hin und her.

Die Düsen 39 bis 54 besitzen mit ihren zylindrisch gebogenen Stirnflächen 71 einen nur sehr geringen Abstand von der inneren zylindrischen Oberfläche des Walzenmantels 10, der vorzugsweise im Bereich von etwa 3 mm bis etwa 12 mm liegt. Die lange Achse der Stirnfläche 71 aller Düsen erstreckt sich in Richtung der zugeordneten Düsenebenen 55 bis 58, d. h. in Umfangsrichtung der Trockenwalze. Durch diese Anordnung der Düsen kann die Oszillationsbewegung des Kondensats, die in Umfangsrichtung der Trockenwalze erfolgt, sehr wirksam zum Abziehen des Kondensats ausgenutzt werden, wie weiter unten noch im einzelnen erläutert wird. Die Düsen 39 bis 54 stehen gegenüber der Walze fest, so daß die Oszillationsbewegung des die innere Oberfläche des Walzenmantels bedeckenden Kondensats in Umfangsrichtung der Walze die einzige Relativbewegung zwischen den Düsen und dem Kondensat ist.

Die langen Kanten der Öffnungen 76, 77 und 78, die sich parallel zur Richtung der Oszillationsbewegung des Kondensats erstrecken, wirken als Wehre. In der Nähe der Öffnungen 76 bis 78 zerstäubt der Dampf und nimmt beim Eintritt in die Öffnungen Kondensat mit. Diese Dampf-Kondensat-Mischung strömt durch die betreffende Düse 39 bis 54, das zugeordnete Sammelrohr 60 bis 64 und die zugeordnete Verbindungsleitung 61 bzw. 65 bis 67 hindurch in die Kammer 29 ein und wird dort zur weiteren übliehen Aufarbeitung über die Bohrung 36 entnommen.-Wegen der Tatsache, daß die langen Kanten der Öffnungen 76 bis 78 sich in Umfangsrichtung der Trockenwalze erstrecken und demzufolge auf der inneren Oberfläche des Walzenmantels 10 ein sich ebenfalls in Umfangsrichtung erstreckendes, längfiches Muster bilden, wird dabei beträchtlich mehr Kondensat von den Düsen 39 bis 54 aufgenommen, als dies beispielsweise der Fall wäre, wenn die Düsen sich im Winkel von 90° zur zugeordneten Düsenebene befänden.

Diese beträchtlich verbesserte Wirkung durch An-Ordnung der Düsen, derart, daß die langen Kanten der Düsenöffnungen in Umfangsrichtung der Walze verlaufen, läßt sich auf der Basis der Überlegung erklären, daß das Kondensat nur dann gut in die Düsenöffnungen eintritt, wenn es entweder in der gleichen Richtung der Kante der Düsenöffnung strömt oder in Richtung zu dieser Kante hin. Mithin bildet eine der kurzen, runden Kanten einer jeden Öffnung 76 bis 78 (die erwähnte Anordnung der Düse in Umfangsrichtung der Walze vorausgesetzt) eine »aktive« Kante, da das Kondensat bei seiner in Umfangsrichtung der Walze erfolgenden Oszillationsbewegung gegen diese Kante hin strömt, während die gegenüberliegende runde, kurze Kante der betreffenden Öffnung keine »aktive« Kante darstellt. Tn jedem Fall jedoch sind die verhältnismäßig kurzen, runden Kanten im Vergleich zu den langen, geraden Kanten der Öffnungen 76 bis 78 nicht sehr wirksam, d. h. sie tragen nur geringfügig zur Wirkung der Düsen bei. Die langen, geraden Kanten, die sich parallel zur Bewegungsrichtung des oszillierenden Kondensats erstrecken, sind es vielmehr, die den Hauptteil der Düsenwirkung begründen, denn diese beiden Kanten sind stets gleichzeitig als Wehre zum Kondensatabzug wirksam. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß bei der erwähnten AnOrdnung der Düsen die gesamte Länge der zum Kondensatabzug beitragenden Wehre stets sehr groß ist, nämlich stets die beiden langen Kanten einer jeden Öffnung 76 bis 78 umfaßt sowie eine der beiden kurzen, runden Kanten (wobei es von der jeweiligen Richtung der Oszillationsbewegung des Kondensats abhängt, welche der beiden kurzen, runden Kanten in jedem Zeitpunkt gerade die »aktive« Kante ist).

ao Die Düsen 39 bis 54 sind vorzugsweise auf den schon erwähnten Diagonalen 68 α bis 68 e angeordnet, damit sich für den Kondensatabzug auf der inneren Oberfläche des Walzenmantels 10 eine mögliehst gute, gleichmäßige Verteilung ergibt. Es wurde nämlich gefunden, daß bei einer Anordnung benachbarter Düsen auf diagonalen Linien innerhalb des Walzenmantels eine Kondensatschicht von außerordentlich gleichmäßiger Schichtstärke erreicht werden kann. Dies ist wichtig, denn es ist nicht nur notwendig, die Stärke der Kondensatschicht innerhalb der Walze möglichst gering zu halten, sondern es ist mindestens ebenso notwendig, wenn nicht sogar notwendiger, die Kondensatschicht auf einer gleichmäßigen Stärke zu halten, damit die Trocknung der Papierbahn entsprechend gleichmäßig erfolgt.

Die Saugöffnung 79 in jeder der Düsen 39 bis 54 bewirkt, daß ständig eine kleine Menge von reinem Dampf in freiem Strom direkt in das Düsengehäuse 69 eintreten kann. Dieser Dampfstrom hilft mit, das mit den Düsen vorbundene Rohrleitungssystem von einer Blockade durch Kondensat freizuhalten.

Die an Hand der F i g. 7 bis 9 erläuterte Düse wirkt grundsätzlich in der gleichen Weise wie die Düse gemäß F i g. 4 bis 6, die bei der vorangehenden Beschreibung der Wirkungsweise der Trockenwalze zugrunde gelegt war. Auch bei der Düse gemäß F i g. 7 bis 9 zerstäubt der Dampf das Kondensat in der Nähe der Düsenöffnungen, so daß es beim Eintritt des Dampfes in die Düsenöffnungen mitgerissen wird. Das Muster 89 und das allgemeine Muster der Bohrungen 86 bis 88 bei der Düse gemäß F i g. 7 bis 9 erstreckt sich genauso in Umfangsrichtung der Walze wie die lange Achse der Düsenöffnungen 76 bis 78 bei der Düse gemäß F i g. 4 bis 6. Demzufolge liegt auch bei der Düse gemäß F i g. 7 bis 9 ein stets hochwirksames Wehr vor.

Die in Fig. 10 und 11 dargestellte Trockenwalze ist der an Hand von F i g. 1 und 2 beschriebenen Walze sehr ähnlich. Sie besitzt einen Mantel 10 α sowie zwei Stirnteile 11 α und 12 α, zwischen deren Flanschträgern 18a sich Streben 20 α erstrecken. Die Stirnteile 11a und 12a sind an einer Achse 13 α befestigt, die sich von der Achse 13 dadurch unterscheidet, daß die Trennwand 91, die die Dampf kammer 30 a von der Kondensatkammer 29 α trennt, nicht zwischen den beiden Achshälften angeordnet ist, sondern sich innerhalb der Achshälfte 23 α be-

findet. Zum Einbringen des Dampfes in das Innere der Walze sind Öffnungen 38 a vorgesehen, die den Öffnungen 38 entsprechen.

Das Kondensat-Absaugsystem für die Trockenwalze gemäß Fig. 10 und 11 enthält eine Anzahl von Düsen 92, deren zylindrische Stirnfläche 96, die nahe der inneren zylindrischen Oberfläche des Walzenmantels 10 a angeordnet und dieser angepaßt ist, drei Düsenöffnungen 93, 94 und 95 aufweist (Fig. 13). Im übrigen enthält jede der Düsen92 ein Hohlgehäuse, das, ähnlich dem Düsengehäuse 19 gemäß F i g. 4 bis 6, in der einen Hauptebene einen sich verbreiternden und in der anderen Hauptebene einen sich verjüngenden Querschnitt besitzt. An dem Düsengehäuse 97 ist eine längliche Düsenplatte 98 befestigt, die die Öffnungen 93, 94 und 95 besitzt. Das durch die Düsenöffnungen 93 bis 95 erzeugte Muster entspricht dem Muster der Düsenöffnungen 76 bis 78 und erstreckt sich in Umfangsrichtung des Düsenmantels 10 a.

Die Düsen 92 sind über Anschlußleitungen 99 mit einem kreisförmig gebogenen Sammelrohr 100 verbunden. Die Anschlußleitungen 99 sowie das Sammelrohr 100 sind mittels-, geeigneter Konsolen, wie im einzelnen zeichnerisch .dargestellt, mit den Streben 20 α verbunden. Die beiden Enden 101 und 102 des Sammelrohres 100 sind an die Kondensatkammer 29 α in der Achsenhälfte 23 α angeschlossen.

Wie sich aus der in F i g. 14 wiedergegebenen Abwicklung der engen Seite des Walzenmantels 10 a entnehmen läßt, sind die Düsen 92, ähnlieh den Düsen 39 bis 54 im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 und 2, auf Diagonalen 103 a, 103 b usw. angeordnet, um sicherzustellen, daß sich die Düsen 92 gleichmäßig über die innere Oberfläche des Walzenmantels hinweg verteilen und eine gleichmäßige Kondensat-Entnahme besorgen.

Das kreisförmige Sammelrohr 100 besteht im Bereich zwischen den Endteilen 101 und 102 aus einer Anzahl von bogenförmigen Segmenten 104. Die Endteile und auch die Segmente sind jeweils an ihren Enden mit Flanschen versehen und an diesen Flanschen zusammengebolzt. Dadurch, daß beide Enden des Sammelrohres 100 an die Kondensatkammer 29 a angeschlossen sind, ist sichergestellt, daß das Kondensat in jedem Fall leicht die Kammer 29 α erreichen kann, da dem Kondensat dafür zwei Wege zur Verfügung stehen. Der Aufbau des Sammelrohres 100 aus einer Anzahl von Segmenten 104 ist aus Gründen der Erleichterung der Montage gewählt worden. Die einzelnen Segmente des Sammelrohres lassen sich nämlich leicht Stück für Stück durch die Mannlöcher 17 α hindurch in das Innere der Trockenwalze einbringen.

Das kreisförmige, mit zwei Anschlußenden versehene Sammelrohr 100 im Beispiel der Fig. 10 und 11 besitzt den Vorteil, daß die Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Düsen und dem Sammelrohr sehr kurz gehalten werden können mit der Folge, daß sie sich nicht so leicht durch Kondensat verstopfen. Dem gleichen Zweck dient auch die Anordnung des Sammelrohres 100 verhältnismäßig dicht an der inneren Oberfläche des Walzenmantels.

Die einzelnen Düsen besitzen vorzugsweise auf den Diagonalen innerhalb der Trockenwalze einen gleichen Abstand voneinander. Damit sind die Düsen nicht nur wirksam in Hinsicht auf eine geringe Schichtstärke der die innere Oberfläche des Walzenmantels bedeckenden Kondensatschicht, sondern auch in Hinsicht auf eine gleichmäßige Stärke dieser Schicht. Der wünschenswerte Minimum-Abstand zwischen den Düsen beträgt etwa 60 cm. In diesem Fall wirkt jede Düse auf ein Oberflächengebiet von ungefähr 0,36 qm. Bei einem Glättzylinder, bei dem beispielsweise die Oberfläche der Innenseite des Walzenmantels ungefähr 50 qm beträgt, bedeutet

ίο dies, daß ungefähr 135 Düsen benötigt werden. Der besagte Düsenabstand von ungefähr 60 cm ist bei hohen Walzengeschwindigkeiten, z.B. in der Größenordnung von 1200 bis 1500 m/min, sehr zweckmäßig. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten jedoch kann auch mit größeren Düsenabständen gearbeitet werden. Bei den zeichnerisch dargestellten Walzen beträgt beispielsweise der Abstand der Düsen voneinander etwa 1,2 bis 1,5 m, wobei insgesamt 16 Düsen vorhanden sind. Natürlich macht jede Erhöhung der Düsen-Anzahl es erforderlich, die Anzahl der Düsen-Ebenen innerhalb der Walze und die Anzahl der Düsen innerhalb jeder Ebene entsprechend zu vermehren. Dabei sei jedoch darauf hingewiesen, daß, obgleich die Stärke der Kondensatschicht, eine Funktion der Anzahl der Düsen ist, normalerweise angestrebt wird, die Düsen-Anzahl möglichst gering zu halten, da sich jede Erhöhung der Düsen-Anzahl kostensteigernd auswirkt.

Die einzelnen Düsen sind vorzugsweise senkrecht zur inneren Oberfläche der Trockenwalze angeordnet. Ihr Abstand von dieser Oberfläche ist jedoch so lange nicht kritisch, wie sichergestellt ist, daß der Dampf die innere Walzenoberfläche sauberhält und jede Düse ein ausreichendes Strömungsgebiet für Dampf und Kondensat bildet. Dadurch, daß die Düsen soweit wie möglich in Umfangsrichtung der Walze verlaufen, ist das Entstehen von überhitzten Stellen im Walzenmantel praktisch vollständig vermieden und ein gleichmäßiges Strömungsbild für das Kondensat sichergestellt. Die der inneren Walzenoberfläche benachbarten Stirnflächen der Düsen sind vorzugsweise, aber nicht unbedingt notwendigerweise, zylindrisch ausgebildet und über ihre gesamte Fläche hinweg in gleichem Abstand von der inneren Walzenoberfläche angeordnet. Ebensogut können aber auch diese zylindrischen Stirnflächen fortgelassen sein. Beispielsweise kann an Stelle der Stirnfläche 71 in F i g. 4 bis 6 eine Anordnung von drei einfachen Rohren verwendet werden, die mit längliehen Öffnungen versehen sind und deren Endkanten in bezug auf die innere Walzenoberfläche einen gleichen Abstand voneinander besitzen.

Die Erfindung wurde vorangehend im einzelnen an Hand eines Walzentyps beschrieben, bei dem die beiden Stirnteile durch starke Streben miteinander verbunden sind und bei denen die Düsen mit der Trommel umlaufen. In gleicher Weise können jedoch auch die länglichen Düsen innerhalb einer sich drehenden Trockenwalze stationär gehalten sein. Bei einem solchen Fall wird nicht nur die in Umfangsrichtung der Walze erfolgende oszillierende Bewegung des Kondensats zum Kondensatabzug nutzbar gemacht, sondern auch die auf die Trommeldrehung zurückzuführende Relativbewegung des Kondensats gegenüber den stationären Düsen. Der vorangehend im einzelnen erläuterte Wirkungsmechanismus der länglichen Düsen bleibt dabei grundsätzlich der gleiche.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 der, bis sie schließlich getrocknet ist und abgenom-Patentansprüche: men werden kann. Es gibt auch Papiermaschinen, sogenannte Selbst-

1. Trockenzylinder, insbesondere Glättzylin- abnahmemaschinen, bei denen die Trocknung der der für Papiermaschinen, dessen Zylinderachse 5 Papierbahn auf nur einem Trockenzylinder erreicht in zwei Kammern unterteilt ist, von denen die wird, dessen Durchmesser dann allerdings beträchteine Kammer mit einem axial verlaufenden lieh größer ist, als wenn mehrere Trockenzylinder Dampfzufuhr-Stutzen versehen ist, während die vorgesehen sind. Die Trocknung führt bei derartigen andere mehrere, feststehende Kondensatabzugs- Maschinen gleichzeitig zu einer einseitigen Glättung rohre aufweist, die über Sammelleitungen nach io des Papiers, so daß in diesem Fall an Stelle von außen geführt sind und an ihrem freien Ende »Trockenzylinder« auch der Ausdruck »Glättzylinje eine, in geringem Abstand von der Innenseite der« gebräuchlich ist.

des Zylindermantels mündende Abzugsdüse auf- Es ist bekannt (USA.-Patentschrift 3 118 743), die

weist, dadurch gekennzeichnet, daß Achsen von Trockenzylindern in zwei Kammern zu

der Öffnungsquerschnitt der Kondensat-Abzugs- 15 unterteilen, von denen die eine Kammer der Zufuhr

düsen (39 bis 54 bzw. 92) in Umfangsrichtung von Heißdampf dient und dazu mit einem axial

des Zylinders (10) größer ist als in Achsrichtung verlaufenden Dampfzufuhr-Stutzen versehen ist,

des Zylinders (10). während die andere mehrere, feststehende Kon-

2. Trockenzylinder nach Anspruch 1, dadurch densatabzugsrohre aufweist, die über Sammelleitungekennzeichnet, daß die Kondensat-Abzugs- 20 gen nach außen geführt sind uder Abfuhr von düsen (39 bis 54 bzw. 92) je drei in Umfangs- kondensiertem Wasserdampf aus dem Innern des richtung des Zylinders (10) nebeneinanderlie- Trockenzylinders dienen. Auf Grund eines mangelgende Düsenöffnungen (76, 77, 78 in Fig. 6, haften Kondensatabzugs ergeben sich jedoch wäh-· 86, 87, 88 in Fig. 7, 93, 94, 95 in Fig. 13) rend des Betriebes häufig beträchtliclie Schwierigbesitzen, von denen-die mittlere eine senkrecht 25 keiten.

zur Zylinder-Innenfläche verlaufende Längsachse Die Trockenzylinder werden durch die Beschikbesitzt, während die Längsachsen der beiden kung mit heißem Dampf auf die zum Trocknen der seitlichen Düsenöffnungen gegenüber der senk- Papierbahn erforderliche Temperatur aufgeheizt. Darecht verlaufenden Längsachse in Strömungs- bei bildet sich zwangläufig auf der inneren Oberrichtung des Kondensats konvergieren. 30 fläche des Zylinders Kondensat. Dieses Kondensat

3. Trockenzylinder nach Anspruch 2, dadurch sammelt sich bei verhältnismäßig geringen Umdregekennzeichnet, daß jede der mehreren Düsen- hungsgeschwindigkeiten des Zylinders im unteren öffnungen" (76, 77, 78) in Umfangsrichtung des Zylinderteil. Bei Umfangsgeschwindigkeiten von Zylinders (10) länglich ausgebildet ist. über 300 m/min, mit denen die meisten Trocken-

4. Trockenzylinder nach einem der vorher- 35 zylinder heutzutage normalerweise gefahren wergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, den, bleibt das Kondensat jedoch infolge der daß die Kondensat-Abzugsdüsen (39 bis 54 hohen Zentrifugalkräfte in einer zylinderringförmi- bzw. 92) gleichmäßig über die Innenseite des gen Schicht von nahezu gleichmäßiger Schichtstärke Zylindermantels (10) verteilt angeordnet sind. an der inneren Oberfläche des Zylindermantels haf-

5. Trockenzylinder nach Anspruch 4, dadurch 40 ten, läuft also nicht mehr zum unteren Zylinderteil gekennzeichnet, daß die Kondensat-Abzugs- ab. Diese Kondensatschicht befindet sich zwar auf düsen (39 bis 54 bzw. 92) wendelförmig (68« der gleichen Temperatur wie der Dampf (da der bis 68 d, 103 α bis 103 b) angeordnet sind. Dampf beim Trocknen der Papierbahn praktisch nur

seine latente Wärme abgibt), sie beeinträchtigt je-45 doch wesentlich die Wärmeübertragung zum Zy-

, lindermantel. Da sich die Kondensatschicht zwischen

dem Zylindermantel und dem in das Zylinderinnere eingespeisten Dampf befindet, kann der Dampf nicht mehr direkt auf den Zylindermantel einwirken, son-Die Erfindung betrifft einen Trockenzylinder, ins- 50 dem muß seine Wärme durch die nur langsam besondere einen Glättzylinder für Papiermaschinen, wärmeübertragende Kondensatschicht hindurch auf dessen Zylinderachse in zwei Kammern unterteilt ist, den Zylindermantel abgeben. Im Ergebnis stellt sich von denen die eine Kammer mit einem axial ver- mithin eine unerwünschte Verzögerung in der laufenden Dampfzufuhr-Stutzen versehen ist, wäh- Wärmeübertragung vom Dampf zum Zylindermantel rend die andere mehrere, feststehende Kondensat- 55 ein. Es wird deshalb angestrebt, die Kondensatabzugsrohre aufweist, die über Sammelleitungen nach schicht an der Innenseite des Zylindermantels auf außen geführt sind und an ihrem freien Ende je einer möglichst geringen Schichtstärke zu halten,
eine, in geringem Abstand von der Innenseite des Das Kondensat kann aus dem Zylinderinneren,

Zylindermantels mündende Abzugsdüse aufweist. um die Kondensatschicht auf der Innenseite des

Im Trockenteil von Papiermaschien angeordnete 60 Zylindermantels auf einem Minimum zu halten, mit Trockenzylinder sind an ihren beiden Stirnseiten Hilfe von Schöpfeinrichtungen oder Siphons abgedurch Stirnteile verschlossen. Die Stirnteile tragen zogen werden. Diese Einrichtungen nehmen das dabei Lageransätze zur drehbaren Lagerung der Zy- Kondensat auf und leiten es über Verbindungsleilinder. Im übrigen sind die Zylinder mit Einrich- tungen zu einem Entnahmestutzen, der im allgetungen zur Dampfzufuhr zum Zylinderinneren ver- 65 meinen axial in einem der beiden Stirnteile des sehen sowie mit Einrichtungen zum Abzug des Zylinders angeordnet ist. Es sind bereits zahlreiche, gebildeten Kondensats. Die zu trocknende Papier- verschiedene Typen von Schöpfeinrichtungen oder bahn läuft der Reihe nach über die einzelnen Zylin- Siphons zum Kondensatabzug vorgeschlagen worden.