DE4023871A1 - Vorrichtung zum abfuehren von kondensat aus einem mit dampf beheizten trockenzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abführen von Kon­ densat aus einem mit Dampf beheizten Trockenzylinder, im ein­ zelnen mit den Merkmalen, die im Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 angegeben sind. Trockenzylinder dieser Art dienen be­ vorzugt in Papiermaschinen zum Trocknen einer soeben herge­ stellten Papierbahn.

In Fachkreisen wird eine derartige Vorrichtung zum Kondensat- Abführen kurz als "rotierender Siphon" bezeichnet. Diese Bauart hat den Vorzug, daß keine Relativbewegung zwischen dem umlau­ fenden Trockenzylinder und dem Kondensatsaugrohr stattfindet, weil das Kondensatsaugrohr starr im Trockenzylinder befestigt ist, so daß beide gemeinsam rotieren. (Eine andere bekannte Siphonbauart ist der feststehende Siphon, welcher an der Rota­ tionsbewegung des Trockenzylinders nicht teilnimmt.) Bei normalen Trockenzylindern (DE-OS 35 35 315= US-PS 47 18 177) hat der Zylindermantel eine glatte Innenwand, an dem sich das abzuführende Kondensat (bei höherer Maschinen­ geschwindigkeit als Ring) sammelt. Es ist meist nur ein einzi­ ges Kondensatsaugrohr vorhanden mit einem z. B. glocken- oder tellerförmigen Saugmundstück.

Bei Glätt- oder Kreppzylindern (DE-OS 29 48 203= US-PS 43 59 829), deren Durchmesser das 2- bis 4-fache des Durchmessers eines normalen Trockenzylinders beträgt, ist die Innenseite des Zylindermantels mit Umfangsrillen versehen, in denen sich das abzuführende Kondensat sammelt. Es ist deshalb wenigstens ein ungefähr parallel zur Zylinderachse verlaufendes und mit dem Zylinder umlaufendes Kondensatsammelrohr vorhanden, an das zahlreiche in die Rillen eintauchende radiale Siphon­ röhrchen angeschlossen sind. In diesem Fall ragt das Kondensat­ saugrohr in das Innere des Kondensatsammelrohres hinein, um das Kondensat daraus abzusaugen.

In allen Fällen erfolgt das Abführen des Kondensats dadurch, daß im Inneren des Trockenzylinders ein höherer Dampf-Druck eingestellt wird als in dem Kondensatsaugrohr (gegebenenfalls einschließlich dem Saugmundstück). Aufgrund dieses "Differenz­ druckes" strömt ständig ein Teil des zugeführten Dampfes durch den rotierenden Siphon nach außen ab, wobei der Dampf sich mit einer gewissen Menge des Kondensates mischt und dieses nach außen transportiert.

Bei den normalen Trockenzylindern ist es auch bekannt, eine zu­ sätzliche Dampfblasleitung vorzusehen, die vom Zylinderraum ausgeht und im Bereich der Saugöffnung des Kondensatsaugrohres mündet. Hierdurch kann eine erhöhte Transportwirkung auf das Kondensat ausgeübt werden. Insbesondere kann mit Hilfe einer solchen zusätzlichen Dampfblasleitung erreicht werden, daß das Abführen des Kondensates auch dann sichergestellt wird (oder wieder in Gang gesetzt wird), wenn sich aufgrund irgendeiner Störung oder bei einem vorübergehenden Stillstand des Trocken­ zylinders übermäßig viel Kondensat angesammelt hat. In diesem Fall kann die Saugöffnung des Kondensatsaugrohres zumindest vorübergehend durch das Kondensat überflutet sein, so daß der normale Kondensat-Transport aussetzt; d. h. vorübergehend findet die Kondensat-Abfuhr nur noch durch denjenigen Dampf statt, welcher durch die zusätzliche Dampfblasleitung dem Kondensat­ saugrohr zugeführt wird.

Es ist bekannt, als zusätzliche Dampfblasleitung einfach eine die Wandung des Kondensatsaugrohres durchdringende Bohrung vor­ zusehen (US-PS 29 93 282). Eine solche Bohrung muß jedoch in relativ kleinem Abstand von der Saugöffnung des Kondensatsaug­ rohres angeordnet werden, so daß bisweilen die Gefahr besteht, daß auch die Bohrung überflutet wird. Dieser Nachteil wird ver­ mieden bei der bekannten Ausbildung der Dampfblasleitung gemäß der schon genannten US-PS 47 18 177. Dort verläuft die zusätz­ liche Dampfblasleitung von der Seite her in das Innere des Saugmundstückes hinein und erstreckt sich dann entlang der In­ nenfläche des Zylindermantels durch das Saugmundstück hindurch. Obwohl bei dieser bekannten Konstruktion die gewünschte Wirkung durchaus erzielbar ist, besteht der Wunsch nach einer weiteren Verbesserung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Konden­ sat-Abführvorrichtung dahingehend zu verbessern, daß der durch die zusätzliche Dampfblasleitung hervorgerufene Dampfverbrauch verringert und dennoch eine möglichst hohe Transportwirkung auf das zu entfernende Kondensat ausgeübt wird. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Da­ nach wird gemäß der Erfindung die zusätzliche Dampfblasleitung durch Anordnung eines das Kondensatsaugrohr umhüllenden Außen­ rohres gebildet, das zusammen mit dem Kondensatsaugrohr einen Ringkanal bildet. Dieser Ringkanal endet in möglichst kurzem Abstand von der Innenfläche des Zylindermantels. Von hier wird der zusätzliche Dampf dem Inneren des Kondensatsaugrohres zuge­ führt, und zwar möglichst gleichmäßig über den Umfang des Kon­ densatsaugrohres. Es wird also eine "rotationssymmetrische" Zu­ führung des zusätzlichen Dampfes in das Innere des Kondensat­ saugrohres bewirkt. Hierdurch erzielt man - verglichen mit den oben beschriebenen bekannten Anordnungen - eine wesentlich ver­ besserte Transportwirkung auf das Kondensat. Mit anderen Wor­ ten: Die Wirtschaftlichkeit des Kondensattransportes wird be­ deutend erhöht. Denn man kann in der zusätzlichen Dampfblaslei­ tung relativ kleine Strömungsquerschnitte vorsehen, so daß die durchströmende Dampfmenge relativ klein ist.

Zwar ist eine "rotationssymmetrische" Zuführung des zusätz­ lichen Dampfes in das Kondensatsaugrohr schon bekannt aus der DE-PS 24 13 271, jedoch mit Hilfe einer koaxial innerhalb des Kondensatsaugrohres angeordneten Dampfblasleitung. Diese muß sich deshalb, ausgehend vom Bereich der Saugöffnung des Konden­ satsaugrohres bis über die Drehachse des Trockenzylinders hin­ aus erstrecken, wo sie durch die Wand des Kondensatsaugrohrs hindurch in das Innere des Trockenzylinders verläuft. Da außer­ dem im Inneren des Saugmundstückes des Kondensatsaugrohres eine Umlenkeinrichtung für den zugeführten Dampf vorgesehen werden muß, ist diese bekannte Konstruktion verhältnismäßig kostspie­ lig; sie hat auch den Nachteil, daß die im Kondensatsaugrohr notwendigen Einbauten relativ hohe Strömungswiderstände verur­ sachen (d. h. sie verlangsamen die Kondensatströmung, so daß der Differenzdruck erhöht werden muß und somit der Dampfverbrauch ansteigt). Außerdem ist es sehr schwierig oder gar unmöglich, ein vorhandenes Kondensatsaugrohr nachträglich mit der Dampf­ blasleitung auszurüsten.

Demgegenüber ist es bei der erfindungsgemäßen Bauweise möglich, mit außerordentlich geringem Aufwand das genannte Außenrohr nachträglich an das Kondensatsaugrohr oder an dessen Saugmund­ stück anzubringen und den so entstehenden Ringkanal über einen Kranz von Kanälen, die in möglichst geringem Abstand vom Zylin­ dermantel angeordnet werden, mit dem Inneren des Kondensatsaug­ rohres zu verbinden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Bauweise besteht darin, daß sie auch ohne jegliche Schwierigkeiten bei (innen glatten oder gerillten) Glätt- oder Kreppzylindern anwendbar ist, bei denen sich wenigstens ein Kondensatsaugrohr in ein zur Zylinderachse paralleles Kondensatsammelrohr hinein erstreckt.

Die erfindungsgemäße, als Ringkanal ausgebildete Dampfblaslei­ tung kann vorteilhaft kombiniert werden mit einer (im Inneren des Kondensatsaugrohres oder des Saugmundstückes angeordneten) Einrichtung zur Erzeugung eines Dralles in der Kondensatströ­ mung (gemäß DE 38 01 815 = US 49 24 603).

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt einen Glätt- oder Kreppzylinder (auch Yankee-Zylinder genannt) im Längsschnitt.

Die Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus der Fig. 1.

Die Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch ein Kondensatsaugrohr eines normalen Trockenzylinders.

Die Fig. 4 zeigt einen Querschnitt nach Linie IV-IV der Fig. 3.

In Fig. 1 erkennt man einen Zylindermantel 1, der mittels zweier Deckel 2 von einer Hohlwelle 3 getragen ist. Nahe der Innenwand des Zylindermantels 1 erstrecken sich zwei Kondensat­ sammelrohre 4 parallel zur Zylinderdrehachse und im wesent­ lichen über die gesamte Länge des Zylindermantels 1. Jedes der Kondensatsammelrohre 4 ist über ein radiales Kondensatsaugrohr 7 mit einer koaxial zur Hohlwelle 3 angeordneten Entleerleitung 8 verbunden.

Wie man aus Fig. 2 erkennt, ist die Innenseite des Zylinderman­ tels 1 mit zahlreichen Umfangsrillen 5 versehen. In diese Um­ fangsrillen 5 ragen Siphonröhrchen 6, die in das Innere des Kondensatsammelrohres 4 münden. Hierdurch gelangt in bekannter Weise das sich in den Rillen 5 ansammelnde Kondensat durch die Siphonröhrchen 6 in das Kondensatsammelrohr 4 und von dort über das Kondensatsaugrohr 7 in das Entleerrohr 8. Dieser Kondensat­ transport wird in erster Linie dadurch bewirkt, daß von dem (hauptsächlich zur Wärmezufuhr an den Zylindermantel dienenden) Dampf ein Teil zusammen mit dem Kondensat auf dem soeben be­ schriebenen Weg nach außen abgeführt wird.

Gelegentlich kann es vorkommen, daß wenigstens ein Teil der Rillen 5 sich so weit mit Kondensat füllt, daß der Einlaß der Siphonröhrchen 6 überflutet ist. Dies hat zur Folge, daß kein Dampf mehr über die Siphonröhrchen 6 in das Kondensatsammelrohr 4 strömen kann. Die Folge ist, daß weniger Kondensat nach außen abgeführt wird als laufend neu an der Innenseite des Zylinder­ mantels 1 entsteht. Dies könnte zur Folge haben, daß sich die Kondensatsammelrohre 4 allmählich ebenfalls mit Kondensat fül­ len. Um dies zu vermeiden und damit ein Wieder-Ansteigen der abgeführten Kondensatmenge erzielt wird, ist folgendes vorgese­ hen: Um den radial äußeren Bereich des Kondensatsaugrohres 7, also insbesondere auch um sein radial äußeres Ende ist ein ko­ axiales Außenrohr 14 angeordnet. Dieses ist vorzugsweise im Be­ reich der Saugöffnung des Kondensatsaugrohres 7 mit diesem be­ festigt. Es erstreckt sich zusammen mit dem Kondensatsaugrohr 7 durch einen Dichtungsträger 12 (mit Dichtung 13) hindurch in Richtung zur Zylinderdrehachse. Das Außenrohr 14 ist an seinem (bezüglich der Zylinderdrehachse) radial inneren Ende offen, so daß zwischen den beiden Rohren 7 und 14 ein zum Zylinder-Innen­ raum offener Ringkanal 19 vorhanden ist. Dieser ist an seinem radial äußeren Ende, also möglichst nahe am Zylindermantel 1, über mehrere Öffnungen 15 mit dem Inneren des Kondensatsaug­ rohres 7 verbunden. Der Ringkanal 19 und die Öffnungen 15 bil­ den somit eine Dampfblasleitung. Der auf diesem Wege zugeführte Dampf übt auch dann auf das Kondensat eine Transportwirkung aus, wenn die Saugöffnung des Kondensatsaugrohres 7 einmal überflutet sein sollte. Das gleiche Konstruktionsprinzip ist auch bei Yankee-Zylindern mit glatter Innenseite des Zylinder­ mantels anwendbar.

Gemäß Fig. 2 liegt die Saugöffnung des Kondensatsaugrohres 7 ungefähr in der Mitte des Querschnittes des Kondensatsammel­ rohres 4. Abweichend hiervon kann man die beiden Rohre 7 und 14 verlängern, so daß die Saugöffnung in Richtung zum Zylinderman­ tel 1 verschoben wird.

Gemäß Fig. 1 ist an den Kondensatsaugrohren 7 eine Wärme-Iso­ lierung 9 vorgesehen. Diese ist gemäß Fig. 2 als ein Außenrohr 10 ausgebildet, das zusammen mit dem Kondensatsaugrohr 7 einen Ringraum 11 begrenzt, der z. B. mit einem wärmeisolierenden Gas gefüllt sein kann.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein Kondensatsaugrohr 7′ mit einem Saugmundstück 7a, dessen Saugöffnung an die glatte Innenwand eines normalen Trockenzylindermantels 1′ angepaßt ist. An der Verbindungsstelle zwischen dem Kondensatsaugrohr 7′ und dem Saugmundstück 7a ist an das Saugmundstück ein Außenrohr 14′ be­ festigt, das zusammen mit dem Kondensatsaugrohr 7′ einen Ring­ raum 19′ begrenzt. Dieser ist wie in Fig. 2 zur Zylinderdreh­ achse hin offen. Mehrere zur Rohrachse parallele Bohrungen 15′ verbinden den Ringkanal 19′ über einen ringförmigen Einstich 18 mit dem Inneren des Kondensatsaugrohres 7′. Hierdurch wird wie­ derum bewirkt, daß zusätzlicher Transport-Dampf über den Ring­ kanal 19′ in das Innere des Kondensatsaugrohres 7′ einströmen kann, und zwar in einem möglichst geringen Abstand von der In­ nenfläche des Zylindermantels 1′.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Abführen von Kondensat aus einem mit Dampf beheizten, drehbaren Trockenzylinder (1-3), insbesondere für eine Papiermaschine, mit den folgenden Merkmalen:

• a) ein mit dem Trockenzylinder (1-3) rotierendes Konden­ satsaugrohr (7) erstreckt sich vom Bereich der Drehach­ se des Trockenzylinders in Richtung zur Innenfläche des Zylindermantels (1) und hat dort eine Saugöffnung (zur Aufnahme von Kondensat vermischt mit Dampf);
• b) im Bereich der Saugöffnung mündet eine vom Zylinderin­ nenraum ausgehende Dampfblasleitung (19) in das Innere des Kondensatsaugrohres (7);
• c) dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfblasleitung (19) als ein Ringkanal (19) ausgebildet ist, der begrenzt ist durch den (bezüglich der Zylinderachse) radial äußeren Bereich des Kondensatsaugrohres (7) und durch ein das Kondensatsaugrohr umhüllendes Außenrohr (14).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß das Außenrohr (14) nur im Bereich der Saugöffnung am Kondensat­ saugrohr (7) befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 für einen Glätt- oder Kreppzylinder (1-3) mit wenigstens einem Kondensatsammel­ rohr (4), das sich ungefähr parallel zur Zylinderachse ent­ lang der Innenseite des Zylindermantels (1) erstreckt, da­ durch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (14) zusammen mit dem Kondensatsaugrohr (7) in das Innere des Kondensatsam­ melrohres (4) hineinragt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des Zylindermantels (1) - wie an sich be­ kannt - mit Umfangsrillen (5) versehen ist und daß am Kon­ densatsammelrohr (4) zahlreiche in die Rillen eintauchende Siphonröhrchen (6) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Saugmundstück (7a), das am radial äußeren Ende des Kondensatsaugrohres (7′) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Außen­ rohr (14′) am Saugmundstück (7a) befestigt ist, und daß das Saugmundstück wenigstens eine Leitungsverbindung (15′) vom Ringkanal (19′) zum Inneren des Kondensatsaugrohres (7′) bildet.