DE2155222A1

DE2155222A1 - Trockenzylinder

Info

Publication number: DE2155222A1
Application number: DE19712155222
Authority: DE
Inventors: Robert Adrian Rockford Daane, III. (V.StA.)
Original assignee: Beloit Corp
Current assignee: Beloit Corp
Priority date: 1970-11-12
Filing date: 1971-11-06
Publication date: 1972-05-18
Also published as: JPS5136917B1; DE2155222C3; BR7104891D0; FR2114358A5; DE2155222B2; CA930156A; IT939172B; US3675337A

Description

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Patentanwalt

Dipl.-Ing. WILFRID RAECK

7 STUiTGART
Moserstra3e 8 - Telefon 244003

Beloit Corporation, Beloit, Wisconsin, 'UUA

t 5. Nov. 1971 ¹BS 252

Trockenzylinder

Die Erfindung bezieht sich auf einen Trockenzylinder und auf ein Verfahren zum Trocknen von Bahnmaterial, insbesondere einer aus Papierstoff bestehenden Paserbahn.

Bei den bisher bekannten Trocknungsvorrichtungen wird die Papierbahn oder Materialbogen über seine Breite über einen oder mehrere von innen beheizte Trockenzylinder geführt. Aus verschiedenen Gründen ist jedoch die Vorrichtung nicht in der Lage, Papierbahnen über die gesamte Breite gleichmäßig zu trocknen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Trockenzylinder und din Verfallren zum Trocknen von Bahnmaterial anzugeben, um das Maß der Trocknung über die Materialbreite zu beeinflussen. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß eine Einrichtung zur Steuerung des Heiztemperaturverlaufes über die axiale Länge des Zylinders vorgesehen, um die mit Hilfe des Zylinders über die Breite der Papierbahn zugeführte Wärme so zu regeln, daß der erwünschte Trocknungsverlauf quer zur Papierbahn erreicht werden kann. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der Trockenzylinder mit einer Mehrzahl von unter axialen Abständen angeordneten Trennwänden versehen, um eine Mehrzahl von einzelnen Kammern zu bilden, in denen das Maß der Wärmezufuhr geregelt werden kann, um auf diese Weise die Beheizung der Zylinderoberfläche steuern zu können. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind an der Innenfläche der Zylinderwand axial verlaufende Nuten vorgesehen, die mit einem nichtkondensierenden Strömungsmedium beaufschlagt werden, um die Goüchuindigkeit ΐα-Λ\η uau i;au uur Wariiiouburtragung in den einzelnen Hüten beeinflussen zu können.

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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispxele näher erläutert. Es zeigt Fig.1 einen Längsschnitt durch die Achse eines Trockenzylinders gemäß einer

Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 einen abgebrochen dargestellten Radialschnitt durch einen Trockenzylinder

geiaäiJ einer anderen Ausführungsfor^ una
Fig. 3 sineii Schnitt ncch der Linie III-III in Fig. 2.

Obwohl der Grundgedanke der Erfindung sich mit Torteil auf die Steuerung des Heiztemperaturverlaufes jeder beliebigen hohlen Heizeinheit anwenden laut, führt er zu besonderen Torteilen bei Anwendung auf einen in Fig. 1 an der Stelle 10 gezeigten Zylinder, der zum Trocknen einer Papierbahn 11 während r des Terfahrensablaufs der Papierherstellung benutzt wird.

Der Mantel 12 des Trocicenzylinders 10 steht mit einem Haterialbogen oder einer Papierbahn 11 während der Trocknung des Materials in Berührung. An beiden Enden sind an den Mantel 12 Stirnplatten 13 z.B. mittels Schrauben 14 befestigt, so datJ eine innere Kanuner 15 entsteht. Jede Stimplatte 13 ist iuit einer Nabe 1b versehen, in der eine Einrichtung zur drehbaren Lagerung der Trommel 10 aufgenommen ist. Die Rabe kann außerdem mit einer Einrichtung zum Anschluß des Zylinders an eine rotierende Antriebsquelle versehen sein.

Zur Beheizung des Trockenzylinders 10 ist eine sich längs der Zylinderachse erstreckende Dampfleitung 18 vorgesehen. Die Sohrleitung 18 enthält mehrere unter axialen Abständen angeordnete Dampf düsen 19 und ist in Lagern 21 abgestützt, die sich jeweils innerhalb einer der Naben 16 befinden. Zur Terineidung von Dampf Verlusten aus der Kaimar sind an den liabenenden Dichtungen 22, 23 vorgesehen, die an den jeweiligen Ende der Rohrleitung 1Ö dichtend anliegen. Auf Grund der Anordnung der Lager 21 rotiert der Trockenzylinder relativ zur Rohrleitung 18, so daß diese entsprechend der gezeigten Ausführungsform feststeht.

Neben der Dichtung 23 ist die Rohrleitung 18 an eine Terbindungsleitung 24 angeschlossen, die zu einer Heizdampfquelle führt. Das andere neben der Dichtung befindliche Ende der Rohrleitung 18 nimmt eine Abzugsleitung 25 auf, die sich konzentrisch durch die Sohrleitung 18 bis etwa zur Mitte der Kammer 15 erstreckt, wo 3ie an eine Abzugseinrichtung 2b zur Abführung des Kondensats aus der Kammer 15 angeschlossen ist. Die Abzugseinrichtung 26 kann mit einem Saugrohr oder Sauganschlui) vorsehen sein, beispielsweise in dei· in US-Patent-

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schrift 2 993 202 gezeigten Art.

Der aus den Düsen 19 austretende Dampf beheizt den Zylindermantel 12 und die Stirnplatten 13 und bildet im Laufe der Beheizung ein Kondensat. Auf Grund cer Drehgeschwindigkeit des Zylindern 10 sammelt sich das kondensat an a>~r Innenfläche 27 des Kantels 12 zu einer zylindrischen Schicht an. Die Abzugseinrichtung 2b saugt auf Grund des Druckunterschiedes zwischen der Kammer I5 und der Abzugsleitung 25 das Kondensat aus der Kammer heraus.

Wenn eine Papierbahn 11 über einen Trockenzylinder geführt wird, erfolgt die Trocknung über die Breite der Bahn nicht immer gleichmäßig. Es tritt beispielsweise der Zustand auf, daß die Randbereiche der Bahn schneller als deren Mittelabschnitt trocknen.

Um die Trocknungsgeschwindigkeit über die Breite der Papierbahn beeinflussen ^u können, enthält der Zylinder 10 Einrichtungen zur Steuerung des Temperaturverlaufes über die Axiallänge der Trommel. Gemäk flg. 1 sind zu diesen Zweck uehrere unter axialen Abstünden angeordnete Trennwände 28 vorgesehen, die an uer Dampfleitung 1o u„ .!^L oind, uu die Kammer I5 in drei Teilkammern aufzuteilen, und zwar in eine mittlere Teilkammer 3O zwischen den beiden Trennwänden 28 und in zwei an die Stirnplatten 13 angrenzende Teilkammern 3I· Die Trennwände 28 enthalten Öffnungen 33» die hei dieses Beispiel als ein kreisringförmiger Abstand zwischen der Umfangskante der Trennwand und der Innenfläche des Zylindermantels ausgeführt sind.

Ferner sind Einrichtungen vorgesehen, um ein nicht kondensierendes Strömungsmedium gegebenenfalls Luft, in vorbestimmte Teilkammern, beispielsweise die Teilkammern 31 einzuführen. Diese Einrichtungen bestehen beim gezeigten Ausfuhrungsbeispiel aus je einer Luft zuführungs leitung 35 > ö-ie sich vom Ende der Dampfleitung 18 nach innen erstreckt und in einer in die Kammer 3I mündenden Luftdüse 36 endet. Jede Luftzuführungsleitung 35 ist an eine Druckluftquelle angeschlossen und enthält ein Ventil 37i um die durch Leitung 25 und Däse 36 ausströmende Luftnenge zu regeln, die r.:it Hilfe des über aie Leitung 1S z\i- ^■iV-hrto:! Da-ip-oc ei'hitst virc.

Indec. ;.:an beispielsweise Luft als nicht kondensierendes Strömungsmedium in die Kammer 5I einfuhrt und eine Durchmischung der Luft mit dem durch die Däse 19

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eintretenden Dampf zuläßt, wird der Wirkungsgrad der Wärmeübertragung zwischen dem Heizdampf und dem Zylindermantel 12 verringert. Auf Grund der Zufuhr von Luft in die Kammei" 31 wird aie Geschwindigkeit des Wärmeübergangs in dem Bereich des Zylindermantels heiaogücetzt,. welcher dur a'iuiier 51 zugeordnet ist.

Die Trennwand 20 hält den Dampf oder die aus Dampf und Luft bestehende Mischung innerhalb der jeweiligen Teilkammer 3O und 31· Aufgrund der Öffnungen 33 kann sich jedoch ein Teil des Kondensates zwischen den Kammern bewegen und somit der Abzugseinrichtung 2b zuströmen. Die Größe der Öffnungen und ihr Zusammenwirken mit dem Kondensat in den Teilkammern 30 und 3I begrenzt k die Austausanströmung zwischen Dampf oder Dampf- Luft-Gemisch über die Trenn- ^ wände 20 und zwischen den Teilkammern. Auf diese Weise ist das Heizmedium in den Teilkammern 30 und 3I iw wesentlichen von dem Heizmediuu in den benachbarten Tel 1^i'..J..fci'n ab_t-;eg2'cn;r_u, uu 'laii das i-ia. der Beheizung des der jeweiligen Teilkammer zugeordnete Abschnittes des Zylindermantels 12 unabhängig von den anderen Teilkammern geregelt werden kann. Durch Beeinflussung der Heizeigenschaften des Heizmediuus in den einzelnen Teilkammern und durch Regelung der aem Heizmedium zugemischten Luftmenge lätt sich der Temperaturverlauf über die Axiallänge des Trockenzylinders 11 beliebig verändern.

Durch Zugabe von Luft zu dem in der jeweiligen Teilkammer 3I befindlichen Heiznedium lä.„t sich auch aer Wärmedurchsatz in der Teilkammer unter den Wämedurchsatz in der rättleron TeiLca'.r.iei¹ 50 uring-n. Dui-cli VorLInuc-i-unj fioü ψ ',/ilr;.ieccUi'choa.'cso3 wird dem den Teilkammern 3I zugeordneten Abschnitt des Zylindermantels in einem geringeren Umfang Daupfwärme zugeführt als dem mittleren Abschnitt, so da_j die über den Trockenzylinder 10 geführte Papierbahn 11 in ihrem Kittelabschnitt stärker als an den Randabschnitten beheizt wird. Durch Wahl verschiedener Wärmedurchsatzgeschwindigkeiten kann mann den Temperaturverlauf über die Axiallänge des Zylinders so steuern, daL· das Haß der Trocknung der Papierbahn 11 über ihre gesamte Breite im wesentlichen vergleichmäüigt wird.

Die Dampfleitung 18, die darauf befestigten Dampfdüsen I9, die Abzugseinrichtung 2d und aie Abzugsleitung 25 wie auch die Luftzuführungsleitungcn 35 stehen bezüglich des rotierenden Mantels 12 und der Stirnplatten I3 des Trockenzylinders 10 fest. Gegebenenfalls können die Enden der Rohrleitung 10 einschließlich der

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Abzugsleitung 25 und der Luftzuführungsleitungen 35 ^mi"fc geeigneten Anschlüssen ausgestattet worden, die eine Relativürehuü_ c-i-^üglichen, ^o daß die innerhalb der Kammer 15 des Trockenzylinders befindliche Anordnung mit dem Zylinder mitdreht. Wenn sich die Trennwände 28 und die Dampfleitung 18 mit dem Walzenmantel 12 mitdrehen, können die Trennwände mit der Innenfläche 27 des Zylindermantels 12 verbunden sein, so daß auf diese Weise eine zusätzliche Abstützung entsteht. Sind andererseits Trennwände und Dampfleitung 18 ortsfest, so ist ein au Umfang bestehender Abstand entsprechend der Umfangöffnung 33 erforderlich, um die Relativbewegung zwischen dem Zylindermantel 12 und der Trennwand 28 zu ermöglichen.

Obwohl in Fig.1 nur zwei Trennwände 28 zur Bildung von drei Teilkammern dargestellt sind, kann selbstverständlich durch Einführung zusätzlicher Trennwände die Anzahl der Teilkammern erhöht werden. Jede Teilkammer ist ;..it einer ^i -.'.Ui-U..!^- £α_· Ji. '...ViiiLj .,-I Λ ι ,.ondensioi'snden otrüüiungsmediuns, beispielsweise Luft, versehen, wobei die den einzelnen Teilkammern zugeführte Luftmenge unabhängig geregelt werden kann.

Eine andere Ausführungsform eines Trockenzylinders mit einer Vorrichtung zur Steuerung des Temperaturverlaufes über die Axiallänge des Zylinders ist in Fig. 2 und 3 dargestellt. Der Zylinder 50 kann entweder in der gleichen Weise wie der Zylinüer 10 nach Fig.1 aufgebaut sein und Stirnplatten, eine Dampfzuführungsleitung, Luftzuführungsleitungen und Abzugsleitungen enthalten oder einer Ausführung entsprechen, die im einzelnen in der US-Patentschrift 3 241 251 beschrieben ist. Der Zylindermantel 5I enthält auf seiner Innenfläche eine Mehrzahl von unter axialen Abständen angeordneten Umfangsnuten 52, in denen der zur Beheizung des der jeweiligen Nut zugeordneten Abschnittes des Zylindermantels 5I zugeführte Dampf kondensiert. Jede Nut 52 enthält eine Bodeiifläcfrü 53 und radial gerichtete Seitunwänuc 54·

Zur L-..J j.; „I.,...:,· ■.,,.: 31onCi..;niuitu aa;, f.'.jn Hüten ist eine Abflusseinrichtung mit ouiur wa-Miiiolleiturig 55 vorsehen, die über eine Leitung 5^ ^n die Abzugs leitung dorj Z.yiinu<;rü angeschlossen ist. Von der Sammelleitung 55 gehen kleine Rohre ab uri'j ers trecken sich jeweils bis in eine der Nuten 52. Die Rohre 57 dienen zur Btüjrjj tilting (ie:; Kondensats aus den Nuten, das über die Sammelleitung 55 und dl'· AriiiehlUwleitung ^b in den Hauptabzugsleitung gesaugt wira.

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Zui· dteu.oiv.ii.; des 'lOi.itJ^r.^öurvji'l:..^-jl; über die Axiallänge des Zylinders ';O ist eine Verteilerleitung oü über eine Rohrleitung 61 an eine Vox'ratüquelle i'ur ein nicht kondensierendes Strünungsmediun, 2.B. Luft aii_c:eacnlüü3en, das aem Inneren des Zylinders 5O über eine sich parallel zur Achce des Zylinder.-:

50 erstreckende Luftzuführungsleitung ähnlich eier Leitung 55 In Fig· 1 zugeführt wird. Die Verteilerleitung uO ist nit einer Kehrzahl von unter axialen Abständen angeordneten Rohren 02 versehen, von denen jeweils ö-in liohr in eine Nut 32 hineinragt. Die Rohre o2 wirken als Luftdüse und beaui'scnlagen die Nut 52 an der Bodenfläche 53· Die in die Nut 52 eilige bläser.·- Lu_\ ..u.d..^L„ üiuh an c'.er Boaenilücne ^:y) und an den oeiteiiwLnden 54 ^-ür Nut an und begrenzt sorait das Ausströmen oder Überströmen der Luft in benachbarte Nuten. Durch geeignete Hilfsmittel, beispielsweise durch eine Verengung oder eine Blende innerhalb der Rohre 62 kann die aus jedem Rohr in die entsprechende Nut 52 abgegebene Luftmenge wahlweise verändert werden.

Wie bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform wird auch hier euren Zugabe von Luft zu dem in den Nuten 52 oGfindlichen Dampf uie Geschwindigkeit oder aas Mai.; des \v^rärnedurchsatze3 verringert und somit die Liber die Bodenfläche yy in den da^L^irliagendon Ju_"^ich t.3z 2; lir^iruantöla 5Ί --^^i'-Uirte Wän.ieiiür:ge verändert. Somit kann durch Veränderung der in die jeweilige Nut 52 eingeblasenen Luftmenge auch der Tenperaturverlauf innerhalb des Zylindermantels

51 verändert werden. Indem man dieses Rohr 62 so anordnet, daß unter Berücksichtigung eines gegebenen Luftdruckes innerhalb der Verteilerleitung 60 die jeweils erforderliche Luftmenge in die Nut dringen kann, lä^t sich der Temperaturverlauf über die Länge des Zylinders 5O auf ein vorbestimnites Profil einstellen bzw. nächsteuern, das für die erwünschte Gleichmäßigkeit der Trocknung· der Papierbahn am besten geeignet ist.

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Claims

Patentanwalt L I D 5 2 2 2

Dipl.-lng. WILFRID RAECK

7 STUTTGART
Moserstroße 8 - Telefon 244003

Ansprüche.

e Drehbarer Trockenzylinder zur Trocknung einer Katerialbahn, mit einer Einrichtung zur Zuführung von Dampf in eine innerhalb des Zylinders befindliche Kammer und mit einer Einrichtung zur Abführung des Kondensates aus der. Zylinder, dadurch gekennzeichnet,
a) da., der Innenraum (1^) des Zylinders durch Trennwände (2&) in l.iehrere

"oil..£i_J-.j.·:. (.U,;1) unturoeilt ist,
) .'.iv; D;„-.iii::ui':Uu'ungaeinrichtung (18) sich durch die Teilkammern (30,31) über die Axiallänge des Zylinders erstreckt,

c) und da.. Einrichtungen (35) vorgesehen sind zur Zuführung eines nicht kondensierenden Strömung3mediums in vorbestimmte Teilkammern (30*

2. Trockenzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da..> die Trennwände (::o) radial zur Längsachse der Trommel verlaufen und mit Öffnungen (3p) versehen sind, die vorzugsweise zwischen der zylindrischen Innenwand (27) des Zylindere und deu U.ifang der Trennwände vorgesehen sind.

^:;. Trockenzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Danipfzuführungseinrichtung (18), die Einrichtung (2b) zur Beseitigung des Kondensats una die Einrichtung (35) zur Zuführung eines nicht kondensierenden

Ütrü;.iun_t;D:.'.odl-.L-..- in veivjir.,1 ..- ä'c-ilkc; ....·.. (.'I, ortsfest oder drehbar an-

{."C ordnet; l-xuJ..

.;. Troc^erizylinier nach uen Anspricheri 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, da.j die Einrichtung (35) Zuführung eines nicht kondensierenden Strömungsnediuns in vorbdstir.xite Teilkaanern (3I) Däsen (3<j) aufweist, die auf ocler in der Nahe der Längsachse des Zylinders (1O) angeordnet oind.

H. Trockenzylinder nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeiclmet, daß die Einrichtung (35) zur Zufülirung eines nicht kondensierenden Strönungsnediums in vorbestirjnte Teilkaomern (3I) eine sich parallel zur Längsachse des Zylinders erstreckende Verteilerleitung (oo) aufweist, die mit einer Hehrzahl radial angeordneter Rohre (62) versehen ist, von denen jedes Rohr in eine aus einer I-lahrzahl von unter axialen Abständen angeordneten Nuten (52) ragt, die auf der zylindrischen Innenfläche (27) des Zylinders vorgesehen sind.

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6. Trockenzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennseichnet, da:., die Einrichtung (26) zur Beseitigung des !Condensates auj eier InnoiilLL-.a..:;!' (15) dos Zylinders eine parallel zur Längsachse des Zylinder verlaufende Sammelleitung (55) i-it einer Hehrzahl radial Jttohre (57) aufweist, von denen jedes Rohr in eine der Hüten (52) auf der zylindrischen Innenfläche (27) des Zylinders 10 hineinragt.

7· Verfahren zuu Trocknen einer Katerialbahn unter Verwendung eines Trockenzylinders nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dai; ein nicht kondensierteres Ströuun^iuediur/i vorbc;;uii.Jiiit^n ^fj?t.ilkar.ii)iern innerhalb des Trockenzylindei's zugeführt wird.

C. Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daL durch Überfahrung von Kondensates zwischen den einzelnen Teilkarnmern die überführung von Dai..pf o'ier nicht kondensierbarem Strömungsnediua zwischen den Teilkammern zt wird.

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