DE20012843U1

DE20012843U1 - Gebläse mit integriertem Gebläse-Antrieb

Info

Publication number: DE20012843U1
Application number: DE20012843U
Authority: DE
Original assignee: Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2000-07-25
Filing date: 2000-07-25
Publication date: 2000-09-28
Anticipated expiration: 2010-07-26

Description

Gebläse mit integriertem Gebläse-Antrieb Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Gebläse mit einem integrierten Gebläse-Antrieb. Bekanntlich ist das Hauptteil eines Gebläses ein drehbares Gebläse-Schaufelrad; dieses hat einen Gebläse-Schaufelkranz, der zum Erzeugen eines Luftstromes dient. Üblicherweise ist ein koaxialer Gebläse-Antrieb vorgesehen, z.B. in Form eines Elektromotors.

Gebläse dieser Art dienen beispielsweise zum Belüften von Räumen oder zum Abführen verbrauchter Luft oder zum Erzeugen von Unterdruck in technischen Geräten. Unterdruck wird beispielsweise benötigt in einer sogenannten Vakuum-Bandfördervorrichtung. Vakuum-Bandfördervorrichtungen werden benützt um das Einfädeln einer Papierbahn zu erleichtern, und zwar in eine Maschine zur Herstellung oder Veredelung oder Weiterverarbeitung einer solchen Bahn. Bei der Inbetriebnahme einer Papiermaschine (oder beim Wiederanfahren nach einem Bahnabriß) wird ein schmaler "Bändel" oder Einführstreifen von der laufenden Bahn abgetrennt. Dieser Bändel wird mit Hilfe der Vakuum-Bandfördervorrichtung beispielsweise vom Ende einer Maschinensektion zum Einlaufbereich einer nachfolgenden Maschinensektion überführt.

Beschreibung des Standes der Technik

In der Patentschrift US 3,355,349 ist eine Vakuum-Bandfördervorrichtung beschrieben, die innerhalb der Schlaufe eines luftdurchlässigen endloses Förderbandes einen Saugkasten aufweist. Das Förderband läuft direkt über die offene Oberfläche des Saugkastens, so daß der Unterdruck sich durch das Förderband fortpflanzt, um eine Bahn oder einen Bändel, der mittels des Förderbandes geführt werden soll, anzusaugen. Eine Seitenwand des Saugkastens ist über eine Unterdruckleitung mit einer Unterdruckquelle verbunden; diese ist üblicherweise in einer gewissen Entfernung von der Vakuum-Bandfördervorrichtung angeordnet. In vielen Fällen ist es notwendig, die Vakuum-Bandfördervorrichtung schwenkbar an

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einem Ständer oder Gestell zu befestigen, so daß die Fördereinrichtung in eine Ruheposition bewegt werden kann und ebenso zurück in eine Arbeitsposition, in der sie für einen weiteren Einfädervorgang bereit ist. Aus diesem Grund ist es notwendig, die besagte Unterdruckleitung (die ziemlich voluminös sein muß) als einen flexiblen Schlauch auszubilden. Dieser flexible Schlauch ist im allgemeinen ein störendes Element.

Der noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung DE 100 09 188.1 (Akte PN 11066) liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vakuum-Bandfördervorrichtung zu schaffen, die eine flexible Rohrverbindung von der Bandfördervorrichtung zu einer externen Unterdruckquelle vermeidet; gleichzeitig soll die Vakuum-Bandfördervorrichtung zwischen verschiedenen Positionen beweglich bleiben.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist in der genannten Patentanmeldung vorgesehen, daß das Unterdruckgebläse in unmittelbarer Nähe des luftdurchlässigen endlosen Bandes angeordnet ist, z.B. in unmittelbarer Nähe der Außenseite des zurücklaufenden Band-Trumms oder innerhalb der Bandschlaufe. Vorzugsweise wird das Unterdruckgebläse mittels einer integrierten Luftturbine angetrieben, wobei Gebläse-Schaufelkranz und Turbinenschaufelkranz koaxial angeordnet sind. Obwohl die Luftturbine eine sehr geringe Gesamthöhe aufweist (gemessen entlang der Drehachse) ist die Baulänge der gesamten Baugruppe (bestehend aus Gebläse und Antriebs-Luftturbine) - gemessen in Richtung der Drehachse - relativ groß, weil Gebläse-Schaufelkranz und Turbine hintereinander angeordnet sind. Somit ist das Unterbringen de Baugruppe innerhalb der Bandschlaufe nur bei relativ großvolumigen Band-Fördervorrichtungen möglich.

Kern der Erfindung

Der hier vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gebläse mit integrierter koaxialer Antriebsturbine derart zu gestalten, daß die Baulänge der gesamten Baugruppe, in Richtung der Drehachse gemessen, möglichst weitgehend verringert ist. Es soll hierdurch möglich werden, das Gebläse auch in einem extrem engen Raum anzuordnen, beispielsweise im Inneren einer Bandschlaufe einer relativ klein-volumigen Vakuum-Bandfördervorrichtung, d.h. das Förderband läuft über Rollen mit relativ kleinem Rollendurchmesser.

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Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Gebläse mit einem drehbaren Gebläse-Schaufelrad, das einen Gebläse-Schaufelkranz und einen Turbinenschaufelkranz aufweist. Gemäß der Erfindung wird die obengenannte Aufgabe dadurch gelöst, daß - in Richtung der Drehachse gesehen - der eine Schaufelkranz den anderen Schaufelkranz umhüllt. Dies bedeutet mit anderen Worten: Beide Schaufelkränze liegen wenigstens angenährt in ein und derselben Ebene. Dadurch wird es möglich, die Baulänge des Gebläses einschließlich des Gebläse-Antriebes gegenüber bisher stark zu verringern. Die genannte Baulänge beträgt, in Richtung der Drehachse gemessen, nur einen Bruchteil (beispielsweise nur ein Drittel) des Außendurchmessers des Gebläse-Schaufelrades. Der Platzbedarf des erfindungsgemäßen Gebläses ist somit gegenüber bisher erheblich reduziert. Es ist somit beispielsweise geeignet zum Einbau in das Innere einer Vakuum-Bandfördervorrichtung mit relativ kleinem Rollen-Durchmesser, um den gewünschten Unterdruck zu erzeugen.

Die Anordnung kann derart getroffen werden, dass der Gebläse-Schaufelkranz den Turbinenschaufelkranz umhüllt. Bevorzugt wird jedoch die umgekehrte Anordnung, bei welcher der Turbinenschaufelkranz den Gebläse-Schaufelkranz umhüllt. Diese Bauart hat sich in einem Versuch bewährt, bei dem erfindungsgemäße Gebläse im Inneren einer Vakuum-Bandfördereinrichtung angeordnet waren. Es gelang darin Unterdruck zu erzeugen, der über die Länge der Einrichtung sehr gleichmäßig verteilt war.

Zur Erzielung möglichst geringer Herstellungskosten wird eine Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, bei welcher der Gebläse-Schaufelkranz - und vorzugsweise auch der Turbinenschaufelkranz - axial durchströmt sind (Durchströmung wenigstens angenähert parallel zur Drehachse).

Falls erforderlich können jedoch auch andere Bauformen in Betracht gezogen werden, beispielsweise mit axialem Strömungseintritt in den Turbinenschaufelkranz und mit zentrifugalem Strömungsaustritt aus dem Turbinenschaufelkranz. Dasselbe kann an dem Gebläse-Schaufelkranz vorgesehen werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß unmittelbar hinter den axial durchströmten Schaufelrädern ein Auslaß-Gehäuseteil vorgesehen wird, welches die Strömungen in eine wenigstens angenähert zentrifugale Richtung umlenkt.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

NAWINPATNDOCUMENTMOIOOSa.OOCeO-oS-at* " Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Figur 1 ist ein Schnitt durch ein erfindungsgemäßes, axial durchströmtes Gebläse.

Die Figur 2 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeiles Il der Figur 1. Die Figur 3 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeiles III der Figur 1.

Die Figur 4 ist ein Teil-Schnitt durch ein Gebläse mit axial durchströmten Schaufelkränzen und mit zentrifugalem Strömungsaustritt.

Die Figur 5 ist ein Teil-Schnitt durch ein Gebläse mit Schaufelrädern mit axialem Strömungseintritt und zentrifugalem Strömungsaustritt.

Die Figur 6 ist ein Schnitt durch ein gegenüber Figur 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel.

Die Figur 7 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VII der Figur 6.

Die Figur 8 zeigt eine Vakuum-Bandfördereinrichtung mit erfindungsgemäßen Gebläsen.

Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele

Das in den Figuren 1 bis 3 dargestellte erfindungsgemäße Gebläse mit integriertem Gebläse-Antrieb hat eine (in Richtung der Drehachse 11 gemessene) extrem geringe Baulänge B. Diese beträgt weniger als ein Drittel des Außendurchmessers D des Gebläse-Schaufelrades 10. Das Gebläse-Schaufelrad 10 umfaßt einen Gebläse-Schaufelkranz 1, dereinen Luftstrom A erzeugt, ferner einen den Gebläse-Schaufelkranz 1 umhüllenden Turbinenschaufelkranz 2, der zum Antrieb des Schaufelrades dient.

Das Gebläse-Schaufelrad 10 ist drehbar gelagert, und zwar mit Hilfe von zwei Wälzlagern 5. Das eine Wälzlager ruht in einem Einlaß-Gehäuseteil 3, das andere in einem Auslaß-Gehäuseteil 4. Die beiden Gehäuseteile sind mit Hilfe von Schrauben 9 miteinander verbunden.

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Das Einlaß-Gehäuseteil 3 umfaßt ein Einlaß-Außenteil 3a. In diesem befindet sich ein Einlaßkanal 8 für ein Druckfluid F (z.B. Druckluft, Dampf oder dergleichen). Der Druckfluid-Einlaßkanal 8 ist nur zu einem Teil des Turbinenschaufelkranzes 2 hin offen (gemäß Figur 3 zu etwa 25 % des Turbinenschaufelkranzes). Das Druckfluid F durchströmt den Turbinenschaufelkranz 2 im wesentlichen in axialer Richtung; es erzeugt hierdurch die gewünschte Rotationsbewegung des Gebläseschaufelrades 10. Hierdurch saugt der Gebläse-Schaufelkranz 1 durch den ringförmigen Luft-Einlaßkanal 17 Luft an. Der erzeugte Luftstrom A wird durch einen im wesentlichen ringförmigen Luftauslaßkanal 16 in ungefähr achsparalleler Richtung ausgestoßen. Das Einlaß-Außenteil 3a und das Einlaß-Innenteil 3b sind mittels einiger Stege 7, die sich in radialer Richtung erstrecken, miteinander verbunden. Anstelle der Stege 7 könnten auch Einlaß-Statorschaufeln oder (gemäß Figur 6) Einlaßkanäle 8A für das Druckfluid vorgesehen werden. Das Auslaß-Gehäuse Teil 4 hat ebenfalls ein Außenteil 4a und ein Innenteil 4b, die mittels einiger Stege 6 miteinander verbunden sind.

Gemäß Figur 4 ist - abweichend von Figur 1 - ein Auslaß-Gehäuse Teil 14 vorgesehen, welches den erzeugten Luftstrom A' und den Druckfluid-Strom P aus der ungefähr achsparallelen Richtung in eine im wesentlichen zentrifugale Richtung umlenkt. Ein ähnliches Resultat wird erzielt mit der in Figur 5 dargestellten Bauform. Hier findet jedoch die Umlenkung in eine im wesentlichen zentrifugale Richtung schon in den Schaufelkränzen V und 2' statt. Der aus dem Gebläse-Schaufelkranz 1' ausgestossene Luftstrom ist mit A" bezeichnet. Der den Turbinenschaufelkranz 2' verlassende Druckfluid-Strom ist mit F" bezeichnet. Das Einlaß-Gehäuseteil 3' und das Auslaß-Gehäuseteil 4¹ sind mit Hilfe von Bolzen 9¹ oder dergleichen miteinander verbunden.

Die Figuren 6 und 7 entsprechen im wesentlichen den Figuren 1 und 3. Abweichend von Figur 1 ist in Figur 6 vorgesehen, daß der Gebläse-Schaufelkranz 1A den Turbinenschaufelkranz 2A umhüllt. Druckfluid wird dem Turbinenschaufelkranz 2A über die schon erwähnten Einlaßkanäle 8A zugeführt. Vorgesehen sind beispielsweise zwei derartige Einlaßkanäle 8A. Der Turbinenschaufelkranz 2A wird über Düsen 18 mit dem Druckfluid beaufschlagt.

Die Figur 8 zeigt eine Vakuum-Bandfördereinrichtung mit einem endlosen, luftdurchlässigen Förderband 20, das um einen Saugkasten 21 umläuft mittels zweier daran drehbar gela-

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gerter Rollen 22 mit relativ kleinem Rollendurchmesser. Der Saugkasten 21 hat eine mit öffnungen versehene Abdeckung 23, über welche das Band 20 gleitet, ferner in seinem Innenraum z.B. zwei gemäß Figur 1-3 (oder gemäß Figur 4, 5 oder 6 und 7) ausgebildete Gebläse 24. Diese erzeugen Unterdruck, um eine zu transportierende Papierbahn 25 (oder einen schmalen Randstreifen davon) an das poröse Band 20 anzusaugen. Die von den Gebläsen 24 ausgestossenen Luftströme verlassen die Bandfördereinrichtung durch große öffnungen im Boden des Saugkastens und durch das zurücklaufende Trum des Bandes und/oder in seitlicher Richtung.

Claims

1. Gebläse mit den folgenden Merkmalen:

a) ein drehbares Gebläse-Schaufelrad (10) umfaßt einen Gebläse-Schaufelkranz (1 oder 1A), der zum Erzeugen eines Luftstromes (A) dient, sowie einen Turbinenschaufelkranz (2 oder 2A), der zum Antrieb des Schaufelrades dient und der mit einem Druckfluid (F, z. B. Druckluft, Dampf oder dergleichen) beaufschlagbar ist;

b) dadurch gekennzeichnet, daß - in Richtung der Drehachse gesehen - der eine Schaufelkranz den anderen Schaufelkranz umhüllt.

2. Gebläuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Turbinenschaufelkranz (2) den Gebläseschlaufelkranz (1) umhüllt.

3. Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gebläseschaufelkranz (1A) den Turbinenschaufelkranz (2A) umhüllt (Fig. 6 und 7).

4. Gebläse nach Anspruch 1, worin sich die Schaufeln des Gebläse-Schaufelkranzes (1; 1A) bezüglich der Drehachse (11) in radialer Richtung erstrecken, so daß der erzeugte Luftstrom (A) den Gebläse-Schaufelkranz wenigstens angenähert parallel zur Drehachse durchströmt (Fig. 1, 4 oder 7).

5. Gebläse nach Anspruch 1, worin sich die Schaufeln des Turbinenschaufelkranzes (2; 2A) bezüglich der Drehachse (11) in radialer Richtung erstrecken, so daß das Druckfluid (F) den Turbinenschaufelkranz wenigstens angenähert parallel zur Drehachse (11) durchströmt (Fig. 1, 4 oder 7).

6. Gebläse nach Anspruch 1, worin die Strömung des Druckfluids (F") wenigstens angenähert parallel zur Drehachse (11) in den Turbinenschaufelkranz (2') eintritt und aus diesem mit einer zentrifugalen Richtungskomponente austritt (Fig. 5).

7. Gebläse nach Anspruch 6, worin der vom Gebläse-Schaufelkranz (1') erzeugte Luftstrom (A") wenigstens angenähert parallel zur Drehachse (11) in den Gebläse-Schaufelkranz eintritt und aus diesem mit einer zentrifugalen Komponente austritt (Fig. 5).

8. Gebläse nach einem der Ansprüche 1-7, mit den folgenden Merkmalen:

a) ein Einlaß-Gehäuseteil (3; 3A) umfaßt einen im wesentlichen ringförmigen Luft- Einlaßkanal (17), durch den der Gebläse-Schaufelkranz (1; 1A) die Luft ansaugt;

b) das Einlaß-Gehäuseteil umfaßt ferner wenigstens einen Druckfluid-Einlaßkanal (8; 8A) der das Druckfluid (F) dem Turbinenschaufelkranz (2; 2A) zuführt.

9. Gebläse nach Anspruch 8, worin der wenigstens eine Druckfluid-Einlaßkanal (8; 8A) nur zu einem Teil des Turbinenschaufelkranzes (2; 2A) hin offen ist.

10. Gebläse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Beaufschlagen des Turbinenschaufelkranzes (2A) mit dem Druckfluid eine oder mehrere Düsen (18) vorgesehen sind.

11. Gebläse nach Anspruch 8, 9 oder 10, worin ein Auslaß-Gehäuseteil (4 oder 14) einen im wesentlichen ringförmigen Luftauslaßkanal (16) aufweist, durch den der erzeugte Luftstrom (A) und der Druckfluid-Strom (F) ausgestoßen werden (Fig. 1, 4 oder 7).

12. Gebläse nach Anspruch 8, 9, 10 oder 11, worin das Einlaß-Gehäuseteil (3; 3A) und/oder das Auslaß-Gehäuseteil (4; 14) im wesentlichen scheibenförmig sind.

13. Gebläse nach Anspruch 9, worin die Baulänge (B) des Gebläses, in Richtung der Drehachse (11) gemessen, nur einen Bruchteil (z. B. 1/3) des Außendurchmessers (D) des Gebläse-Schaufelrades (10) beträgt.

14. Gebläse nach einem der Ansprüche 8 bis 13, mit den folgenden Merkmalen:

a) das Einlaß-Gehäuseteil (3) umfaßt ein Einlaß-Außenteil (3a), in dem sich der Druckfluid-Einlaßkanal (8) befindet, sowie ein Einlaß-Innenteil (3b);

b) Außenteil (3a) und Innenteil (3b) sind vorzugsweise mittels einiger Verbindungselemente - z. B. Stege (7) oder Einlaß-Statorschaufeln oder Einlaßkanäle (8A) für das Druckfluid - miteinander verbunden.

15. Gebläse nach einem der Ansprüche 11 bis 14, worin das Auslaß-Gehäuseteil (4) ein Außenteil (4a) und ein Innenteil (4b) umfaßt, wobei Außenteil (4a) und Innenteil (4b) mittels einiger Stege (6) miteinander verbunden sind.

16. Gebläse nach Anspruch 14 und 15, worin im Einlaß-Innenteil (3b) und im Auslaß- Innenteil (4b) Lager (5) für das Schaufelrad (10) vorgesehen sind.

17. Gebläse nach Anspruch 11, worin das Auslaß-Gehäuseteil (4) den erzeugten Luftstrom (A) und den Druckfluid-Strom (F) wenigstens angehähert parallel zur Drehachse (11) ausstößt (Fig. 1 oder 7).

18. Gebläse nach Anspruch 11, worin das Auslaß-Gehäuseteil (14) den erzeugten Luftstrom (A') und den Druckfluid-Strom (F') mit einer zentrifugalen Richtungskomponente ausstößt (Fig. 4).

19. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß es als Unterdruck-Quelle (24) in der Bandschlaufe (20) einer Vakuum-Bandfördervorrichtung angeordnet ist (Fig. 8).