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Die Erfindung bezieht sich auf einen Walzentrockner, insbesondere
für Papiermaschinen, mit in zwei Kammern für die axiale Heizdampfzufuhr und die
axiale Kondensatabf_uhr getrennter WalzenwelIe, mit in Umfangsrichtung lückenlos
verlaufenden Rippen auf der Innenwand des Walzenmantels sowie mit einer Schöpfeinrichtung
zum Aufnehmen des Kondensats aus den ringförmigen Nuten zwischen den Rippen, wobei
die Schöpfeinrichtung wenigstens ein sich parallel zur Walzenachse in der Nähe der
Innenwand erstreckendes Sammelrohr aufweist, das mit der Kondensatab@ührkammer in
Verbindung steht und von dem äüs Schöpfrohre in jede Nut ragen, während an die:
Heizdampfzufuhrkammer in den Innenraum" der Walze r4gende Dampfabstrahldüsen angeschlossen
sind;` Ein Walzentrockner .dieser Art ist bekannt. Bei ihm ist der Walzenmantel
aus Festigkeitsgründen relativ dickwandig- ' äüsgcführt; und die Nuten zum Aufnehmen
des Kondensats sind nur sehr seicht und außerdem im Querschnitt dreieckförmig ausgebildet.
Der Wärmeübergang zur Walzenaußenseite ist damit nicht optimal.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Walzentrockner dieser Art so weiterzubilden
und zu verbessern, daß sein Walzenmantel trotz optimaler Festigkeitseigenschaften
optimale Wärmeübertragungseigenschaften besitzt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß, ausgehend von einem Walzentrockner
der eingangs erwähnten Art, dadurch gelöst, daß der Walzenmantel relativ dünnwandig
ist und.daß die Höhe der davon abstehenden Rippen von im wesentlichen rechteckigem
Querschnitt mindestens so groß wie die Dicke des Walzenmantels gewählt ist, derart,
daß das Verhältnis der tatsächlichen Beanspruchung zur Materialfestigkeit in Umfangsrichtung
etwa dem in Achsrichtung entspricht. Vorzugsweise wird das Verhältnis von Rippenbreite
zu Nutbreite zwischen 5 : 4 und 3:1 gewählt.
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Durch die extrem dünne Ausbildung des Walzenmantels und die an sich
bekannte Wahl eines rechteckigen Querschnitts für die Nuten wird ein sehr guter
und gleichmäßiger Wärmeübergang von dem Walzeninneren auf die Walzenoberfläche erzielt,
denn der Heizdampf kann infolge der flachen ebenen Nutenböden über relativ große
Flächen- mit dem dünnwandigen Walzenmantel in Berührung kommen. Trotzdem ist der
Walzenmantel infolge der erfindungsgemäßen Bemessung der Versteifungsreifen sehr
stabil, und Walzenmantelbrüche od. dgl. durch örtliche Spannungen auf der Mantelinnenseite
sind nicht zu befürchten.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnu.gen-.an
gsbeieinem Ausführunspiel näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Walzentrockner
in. einem axialen Schnitt, F i g. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II in Fig.l.
F i g. 3 einen in größerer Darstellung gezeichneten Teilschnitt durch den Walzenmantel,
F i g. 4 die Betriebsstellung der Schöpfeinrichtung. Der Walzentrockner 10 umfaßt
einen zylindrischen Walzenmantel 12, an dem über Schrauben 17 Stirnplatten
14 und 16 befestigt sind. An den Stirnplatten 14 und
16 sind über Flanschteile 22 bzw. 24, welche in Aussparungen
26 und 28 der beiden Stirnplatten eingesetzt sind, Lagerzapfen 18 bzw.
20 befestigt. An die Lagerzapfen 18 und 20 schließen sich auf der Innenseite
Rohrabschnitte 30 und 32 an, die von den Stirnplatten aus in das Walzeninnere hineinragen
und mittels Flanschen 34 a und 34 b miteinander verschraubt sind.
Die beiden Rohrabschnitte 30 und 32 sind durch eine Abdeckplatte 34 c voneinander
getrennt; diese Abdeckplatte ermöglicht außerdem ein genaues Anpassen der Lagerzüpfenteile
an die Stirnplatten des Walzentrockners. Von den Öffnungen 39
und 40 in der
Platte 34c können Dampfabstrahldüsen 36 und 37 ausgehen, mittels deren Dampf zentral
in das Innere des Walzentrockners eingeleitet werden kann; zum Zuführen des Dampfes
dient der hohle Lagerzapfen 18. Um das Kondensat aus dem Inneren des Walzentrockners
abzuführen, sind Schöpfeinrichtungen vorgesehen, die Sammelrohre 41
und 42
umfassen, welche sich in axialer Richtung im wesentlichen über die ganze Länge des
Walzentrockners erstrecken und in der Nähe der Innenfläche des Walzenmantels 12
durch radiale Stangen 43 und 44 unterstützt sind, die mit ihren inneren Enden an
dem Flansch 34 b befestigt und an ihren äußeren Enden durch Halterungen 46 bzw.
48 mit den Sammelrohren 41 und 42 verbunden sind. Die Halterungen 46 und 48 können
Versteifungsstücke 50 und 52 aufweisen, und sie sind an den Stangen 43 und 44 mittels
Gewindebolzen 54 und 56 und Sechskantmuttern 58 und 60 befestigt, so daß die radiale
Lage der Sammelrohre genau eingestellt werden kann. Wie insbesondere aus F i g.
2 ersichtlich, stehen die Sammelrohre 41 und 42 mit dem Inneren des Rohrabschnitts
32 über Saugrohre 62 bzw. 64 in Verbindung, die sich in entgegengesetzten Richtungen
erstrecken und in dem Rohrabschnitt 32 etwas gegeneinander versetzt in Augen 66
bzw. 68 eingebaut sind.
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Die Sammelrohre 41 und 42 werden an ihren äußeren Enden durch Spannstücke
70, 72 bzw. 74, 76
in ihrer Lage gehalten; diese Spannstücke sind jeweils
an zugehörigen Halterungen 78, 80 bzw. 82, 84 auf den Stirnplatten 14 bzw.
16 befestigt und außerdem durch Halterungen 86, 88 bzw. 90, 92 mit den beiden
Sammelrohren verbunden. Gemäß F i g. 1 ist die Halterung 82 mit einem Gegengewicht
94 verbunden.
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Die Stirnplatten 14 und 16 können ferner mit Mannlöchern 96 und 98
versehen sein, die mittels Deckeln 100 und 102 verschlossen sind, und in die Stirnwand
16 kann ein Prüfhahn 104 eingebaut sein.
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Die Innenfläche des Walzenmantels 12 weist eine Vielzahl von sich
in der Umfangsrichtung erstreckenden lückenlosen, in axialen Abständen verteilten
Rippen 106 auf. Die Rippen 106 begrenzen relativ tiefe und enge Nuten
108. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Rippen 106 und die
Nuten 108 im wesentlichen die gleiche Breite. Die inneren Stirnflächen 110 _ der
Rippen verlaufen im Längsschnitt vorzugsweise gerade, und die Seitenwandftächen
112 und 114 der Rippen erstrecken sich radial rechtwinklig zur Achse des
Walzentrockners. Die Rippen 106 können eine Breite von etwa 16 mm aufweisen,
und die Breite der Nuten 108 kann z. B. etwa 13 mm betragen; die Nutböden 116 gehen
vorzugsweise mit einer Abrundung von etwa 5 mm in die Seitenwände über, und die
Oberkanten der Rippen sind an den Kanten 117 und 118 mit einem Radius
von etwa 1,6 mm abgerundet. Die Nuten 108 können sehr tief sein, so daß der Dampf
in innige
Berührung mit einer großen Fläche des Walzenmantels kommt,
die außerhalb in einem geringen Abstand von dem Nutboden 116 liegt. Bei einer radialen
Höhe der Rippen von etwa 28 mm und einem aus Gußeisen bestehenden Mantel kann mit
einer Wandstärke von nur etwa 35 mm ein Walzenmantel geschaffen werden, der im Vergleich
zu einem gußeisernen Mantel mit einer gleichmäßigen Wandstärke von 48 mm und im
übrigen ähnlichen Abmessungen günstigere Werte bezüglich Belastungsfestigkeit der
Durchlaufstelle sowie Druck- und Temperaturbeanspruchungen aufweist. Gleichzeitig
wird jedoch eine 30prozentige Verbesserung der Wärmeübertragung erzielt, während
nach wie vor eine gleichmäßige Erwärmung der Außenfläche gewährleistet ist.
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Um Längsspannungen im genuteten Teil des Walzenmantels zu vermeiden,
wird der Abstand des ;enuteten Abschnitts von den Enden jeweils etwa 150 mm gewählt.
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Die beiden Sammelrohre 41 und 42 sind mit einer Anzahl von sich radial
erstreckenden Schöpfrohren 128 ausgerüstet, die längs der Sammelrohre in axialen
Abständen verteilt sind und mittels Heftschweißungen oder auf andere Weise so befestigt
sind, daß sie sich an den Nutböden abstützen und somit in diesen Nuten münden, so
daß das Kondensat über die Saugrohre 62 und 64 in den Rohrabschnitt 32 abgeleitet
werden kann, um über ein Rohr 130 im Lagerzapfen 20, welches dem Einlaßrohr 132
in dem Lagerzapfen 18 entspricht, nach außen abgeführt zu werden. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel sind die äußeren Enden 134 der Schöpfrohre 128 abgeschrägt,
und die spitzen Enden der Rohre stützen sich am Boden der Nuten 108 ab; jedoch können
diese Rohre auch in anderer Weise ausgebildet sein; beispielsweise können sie jeweils
eine Schulter tragen, die sich an den Rippen abstützt.
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Die radialen Abmessungen der Rippen werden in jedem Falle so gewählt,
daß die Rippen Beanspruchungen in der Umfangsrichtung standhalten, während sich
die Wandstärke des Walzenmantels zwischen den Rippen nach den zu erwartenden Längsbeanspruchungen
richtet.
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Sowohl die Belastung der Durchlaufstelle als auch die Druckbeanspruchungen
bedingen im allgemeinen eine maximale Wandstärke des Walzenmantels zum Aufnehmen
von Spannungen in der Umfangsrichtung, die annähernd dem doppelten Wert der kleinsten
Wandstärke entspricht, welche zum Aufnehmen der Spannungen in der Längsrichtung
erforderlich ist. Bei den erwähnten Verhältnissen zwischen der Nutenbreite und der
Rippenbreite überschreiten die thermischen Beanspruchungen nicht die bei bekannten
Walzentrocknern auftretenden, und da der dünnwandigere Walzenmantel eine bessere
Wärmeübertragung ermöglicht, tritt ein geringerer Temperaturunterschied zwischen
der Innenseite und der Außenseite des Walzenmantels auf, wodurch die Trocknungsleistung
des Walzenmantels verbessert wird. Wegen der besonderen Gestaltung der Rippen ergibt
sich keine wesentliche Konzentration von örtlichen Spannungen an den Rippen, und
Biegemomente wirken sich nur in einem relativ geringen Ausmaß aus.