Kopf für die Zu und Ableitung von Heiz- oder Kühlmedien an sich drehenden Zylindern.
Für die Zu- und Ableitung von Heizoder Kühlmedien an sich drehenden Zylindern werden Köpfe benutzt, welche einen ruhenden und einen beweglichen Teil aufweisen, wobei der ruhende Teil das Me- dium zur und abführt und der bewegliche Teil sich mit dem Zylinder dreht. Da das Medium gegenüber der Atmosphäre gewöhnlich unter Überdruck steht, ist es notwendig. zwischen dem ruhenden und dem drehenden Teil eine gute Dichtung bei möglichst weitgehend verlustloser Überführung des Mediums zu erhalten. Der drehende Teil des Kopfes ist aber den durch Wärmeausdeh Ring, Lagerspiele und Abnutzungen verursachten axialen und radialen Bewegungen des Zylinders ausgesetzt. Es kann deshalb mit unnachgiebigen Abdichtungsorganen die erforderliche Dichtheit an der {obergangs stelle nicht erzielt werden.
Bei den bisher bekannten Ausführungen wurden kugelige Ab dichtungs flächen verwendet, wobei durch Federn oder durch den Überdruck des Mediums der ruhende Teil des Abdichtungsorganes gegen den sich drehenden Teil oder umgekehrt gedrückt wird. Dabei war es notwendig, den ruhenden Teil des Kopfes derart an der Stuhlung zu befestigen, dass er axial beweglich ist.
Zu dieser Befestigung des ruhenden Teils an der feststehenden Stuhlung werden spezielle Supporte benötigt, was als Nachteil bewertet wird.
Andere bekannte Ausführungen stellen Stopfbüchsen dar, die am Zylinder selbst drehbar gelagert sind. Das unelastische Packungsmaterial verursacht aber nach kurzer Betriebsdauer infolge Wärmedehnung, Verdrückung und Abnutzung Undichtheiten; der starke Verschleiss zwingt zu häufigen Packungserneuerungen und Revisionen.
Mit der Erfindung wird eine weitgehende Verminderung der beschriebenen Nachteile bezweckt.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kopf für die Zu- und Ableitung von je Heiz- oder Kühlmedien an sich drehenden Zylindern, welcher einen das Medium zur und abführenden ruhenden Teil und einen mit dem Zylinder sich drehenden Teil aufweist, und besteht darin, dass mindestens ein Federrohr vorgesehen ist, welche an beiden Enden in Ringen verankert ist, mit welchen es einerseits an den ruhenden Teil und anderseits an den drehenden Teil angeschlossen ist.
Auf beiliegender Zeichnung ist ein senkrechter Axialsehnitt durch ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Dabei sind die ruhenden Bestandteile einfach und die drehenden Bestandteile gekreuzt schraffiert.
Der Zuleitungsstutzen 1 für das Medium ist vom Ableitungsstutzen 2 für dieses Medium teilweise eingeschlossen. Auf dem Stutzen 1 ist ein Ring 3 dicht aufgeschraubt, in welchem in einer Rille 4 das eine Ende eines innern Federrohres 5, nach Art eines Membranrohres, verankert ist. Das andere Ende dieses Rohres ist ebenfalls in einer Rille 6 eines Ringes 7 verankert, wobei der Ring 3 und der Ring 7 gleiche äussere und innere Durchmesser aufweisen. Die Verankerung der Enden des Federrohres in den Ringen geschieht zweckmässigerweise durch Eingiessen eines leichtschmelzenden Metalles, z. B. Bleiweichlot oder dergleichen, in die Rillen. Konzentrisch zu diesem innern Federrohr 5 ist ein zweites äusseres Federrohr 8 angeordnet, wobei zwischen diesen beiden Federrohren 5 und 8 ein Ringraum 9 besteht.
Das äussere Federrohr 8 ist in gleicher Weise wie das innere in Rillen 4 und 6 der beiden Ringe 3 und 7 verankert.
Diese beiden Ringe besitzen auf einem Kreis gleichmässig verteilte Löcher 10, welche sich in der Fortsetzung des Ringraumes 9 zwischen den Federrohren 5 und 8 befinden, so, dass ein durchströmendes Medium in gerader Linie zuerst die Löcher des einen Ringes, dann den Ringraum zwischen den Federrohren und zuletzt die Löcher im andern Ring durchfliesst. Da diese Löcher 10 für die Durchleitung des Mediums dienen, muss die Summe der Durch trittsquerschnitte in Anbetracht der verschiedenen Querschnittsveränderungen und der dadurch erzeugten Durchflusswiderstände grösser sein als der Querschnitt der Zuleitung, welche weniger zahlreiche und vor allem weniger grosse Querschnittsverände- rungen aufweist.
An den Ring 7 schliesst sich in axialer Richtung ein zum drehenden Teil gehörender Stutzen 11 mittels eines innern Dichtungsringes 12 und eines äussern Dichtungsringes 13 an. Diese Dichtungsringe bestehen vorzugsweise aus selbstschmierendem Material, wie z. B. Graphit, und sind auswechselbar angeordnet. In der Wandung des Stutzens 11, der mit einer zentralen Bohrung für die Einführung des Mediums versehen ist, sind ähnlich wie bei den Ringen 3 und 7 auf einem Kreis gleichmässig verteilte axiale Bohrungen 14 vorgesehen, welche auf der Seite des Anschlusses an den Ring 7 in einen ringförmigen Kanal 5 ausmünden.
Dieser Kanal dient zur Überleitung des abzuleitenden Mediums von den Bohrungen 14 zu den Löchern 10 in den Ringen 7 und zwischen den Federrohren zu den Löchern 10 im Ring 3. Der Stutzen 11 besitzt ferner eine die Ringe 3 und 7 und das Federrohr 8 übergreifende Büchse 16, welche als Lager für den ruhenden Teil des Kopfes verwendet ist. Dadurch trägt der beispielsweise bei Papiermaschinen am Zapfen des Trockenzylinders befestigte drehende Teil den ruhenden Teil. Dieser war bisher bei Fehlen einer Stoffbüchse am Maschinenlager an E(onsolen aufgehängt oder abgestützt, was zu umständlichen lSonstruk- tionen führte.
Zur radialen Lagerung des ruhenden Teils am drehenden ist am ersteren eine Muffe 17 vorgesehen, welche die Büchse 16 konzentrisch umgibt, wobei zwischen der Büchse 16 und der Muffe 17 Lagerringe 18, zweckmässigerweise aus selbstschmierendem Lagermaterial, eingesetzt sind.
Um ein Entfernen des drehenden Teils vom ruhenden in axialer Richtung zu verhindern, ist ein zweiteiliger Flansch 19 vorgesehen, welcher mittels Schraubenbolzen 20 mit einem Flansch 21 der Muffe 17 verschraubt ist. Gleichzeitig ist der Flansch 19, welcher zum ruhenden Teil gehört, an der am Stutzen 11 aufliegenden Fläche mit einem Stirnlagerring 22 versehen, welcher ebenfalls aus selbstschmierendem Material bestehen kann. Der Stirnlagerring 22 am Flansch 19 bildet ein Axiallager für den Stutzen 11. An Stelle dieses Stirulagerringes kann auch ein Kugel- oder Walzenlager eingebaut sein. Im Stutzen 11 ist das in den Zylinderzapfen 23 führende Rohr 24 für die Zuleitung des Mediums geführt. Der Stutzen li trägt für dessen Verbindung mit dem Zylinderzapfen 22 einen Flansch 25 und ist mit diesem durch Schraubenbolzen 26 verbunden.
Das Medium verlässt ungefähr mit dem gleichen Druck den Zylinder, wie es in diesen eintritt. Damit ist keine wesentliche Druck differenz auf beiden Seiten des innern Feder rohres 5 vorhanden, was gestattet, dieses mit geringer Wandstärke auszubilden. Demgegen über herrscht beim äussern Federrohr gewöhnlich auf der Innenseite ein höherer Druck als auf der Aussenseite, so dass die Wandstärke des äussern Federrohres dieser Druckdifferenz entsprechend grösser gehalten sein muss.
Der beschriebene Kopf eignet sich insbesondere für die Verwendung an Trockenzylindern von Papiermaschinen, wobei durch die Zuleitung Dampf in den Zylinder geführt und dieser zum Teil als Kondensat wieder daraus entfernt wird.
Der Dampf tritt durch den Zuleitungs stutzen 1 und durch den Ring 3 in das innere Federrohr 5, von da durch den Ring
7 in den Stutzen 11 und durch das Rohr 24 und den Zylinderzapfen 23 in den Zylinder. Beim Verlassen desselben fliesst der Dampf respektive das Kondensat durch die Bohrungen 14 im Stutzen 11 in den Ringkanal 15. Hier verteilt er sich auf die Löcher
10 im Ring 7 und durchfliesst dann den Ringraum zwischen den beiden konzentrisch angeordneten Federrohren 5 und 8 und die Löcher 10 im Ring 3, von wo er durch den Abteilungsstutzen 2 entweicht.
Der Ropf kann aber auch so ausgestaltet sein, dass der ruhende Teil das in den Zylin der hineinführende Rohr 24 trägt, dieses somit ebenfalls stillsteht, und das Medium an dessen Aussenwand zurückströmt. Dabei wird ein einziges Federrohr benötigt, welches wieder an den drehenden und den ruhenden
Teil angeschlossen ist.
Head for the supply and discharge of heating or cooling media to rotating cylinders.
For the supply and discharge of heating or cooling media to rotating cylinders, heads are used which have a stationary and a moving part, the stationary part carrying the medium to and from and the moving part rotating with the cylinder. Since the medium is usually under positive pressure compared to the atmosphere, it is necessary. to obtain a good seal between the stationary and the rotating part while transferring the medium with as little loss as possible. The rotating part of the head is, however, exposed to the axial and radial movements of the cylinder caused by thermal expansion ring, bearing play and wear. The required tightness at the transition point cannot therefore be achieved with inflexible sealing elements.
In the previously known designs spherical From sealing surfaces were used, with springs or the excess pressure of the medium, the resting part of the sealing member is pressed against the rotating part or vice versa. It was necessary to attach the resting part of the head to the frame in such a way that it can move axially.
For this attachment of the stationary part to the fixed frame, special supports are required, which is assessed as a disadvantage.
Other known designs are stuffing boxes that are rotatably mounted on the cylinder itself. However, the inelastic packing material causes leaks after a short period of operation as a result of thermal expansion, compression and wear; the heavy wear and tear forces the pack to be renewed and revised frequently.
The invention aims to substantially reduce the disadvantages described.
The present invention relates to a head for the supply and discharge of heating or cooling media to rotating cylinders, which has a stationary part that carries the medium to and from the cylinder and a part that rotates with the cylinder, and consists in at least one spring tube is provided, which is anchored at both ends in rings with which it is connected on the one hand to the resting part and on the other hand to the rotating part.
The accompanying drawing shows a vertical axial section through an exemplary embodiment of the subject matter of the invention. The stationary components are simple and the rotating components are cross-hatched.
The inlet connection 1 for the medium is partially enclosed by the discharge connection 2 for this medium. A ring 3 is tightly screwed onto the connecting piece 1, in which one end of an inner spring tube 5, in the manner of a membrane tube, is anchored in a groove 4. The other end of this tube is also anchored in a groove 6 of a ring 7, the ring 3 and the ring 7 having the same outer and inner diameter. The anchoring of the ends of the spring tube in the rings is conveniently done by pouring a low-melting metal, e.g. B. soft lead solder or the like, in the grooves. A second outer spring tube 8 is arranged concentrically to this inner spring tube 5, an annular space 9 being between these two spring tubes 5 and 8.
The outer spring tube 8 is anchored in the same way as the inner one in grooves 4 and 6 of the two rings 3 and 7.
These two rings have holes 10 evenly distributed on a circle, which are located in the continuation of the annular space 9 between the spring tubes 5 and 8, so that a medium flowing through in a straight line first the holes of one ring, then the annular space between the spring tubes and finally flows through the holes in the other ring. Since these holes 10 are used for the passage of the medium, the sum of the passage cross-sections must be greater than the cross-section of the supply line, which has fewer and, above all, less large cross-section changes, considering the various changes in cross-section and the flow resistances generated thereby.
A connecting piece 11 belonging to the rotating part adjoins the ring 7 in the axial direction by means of an inner sealing ring 12 and an outer sealing ring 13. These sealing rings are preferably made of self-lubricating material, such as. B. graphite, and are arranged interchangeably. In the wall of the connector 11, which is provided with a central bore for the introduction of the medium, similar to the rings 3 and 7, evenly distributed axial bores 14 are provided on a circle, which on the side of the connection to the ring 7 in an annular channel 5 open out.
This channel serves to transfer the medium to be diverted from the bores 14 to the holes 10 in the rings 7 and between the spring tubes to the holes 10 in the ring 3. The nozzle 11 also has a bushing 16 that overlaps the rings 3 and 7 and the spring tube 8 which is used as a bearing for the resting part of the head. As a result, the rotating part attached to the journal of the drying cylinder, for example in paper machines, carries the stationary part. Until now, in the absence of a cloth canister, this was suspended from or supported on brackets on the machine bearing, which led to cumbersome constructions.
For the radial mounting of the stationary part on the rotating one, a sleeve 17 is provided on the former, which concentrically surrounds the sleeve 16, bearing rings 18, suitably made of self-lubricating bearing material, being inserted between the sleeve 16 and the sleeve 17.
To prevent the rotating part from being removed from the stationary part in the axial direction, a two-part flange 19 is provided which is screwed to a flange 21 of the sleeve 17 by means of screw bolts 20. At the same time, the flange 19, which belongs to the stationary part, is provided on the surface resting on the connecting piece 11 with an end bearing ring 22, which can also consist of self-lubricating material. The end bearing ring 22 on the flange 19 forms an axial bearing for the connecting piece 11. A ball or roller bearing can also be installed in place of this spur bearing ring. The pipe 24 leading into the cylinder journal 23 for the supply of the medium is guided in the connecting piece 11. The connecting piece li carries a flange 25 for its connection to the cylinder journal 22 and is connected to it by screw bolts 26.
The medium leaves the cylinder with approximately the same pressure as it enters it. So that there is no significant pressure difference on both sides of the inner spring tube 5, which allows this to be formed with a small wall thickness. In contrast, with the outer spring tube, there is usually a higher pressure on the inside than on the outside, so that the wall thickness of the outer spring tube must be kept correspondingly greater than this pressure difference.
The head described is particularly suitable for use on drying cylinders of paper machines, with steam being fed into the cylinder through the feed line and partly removed therefrom as condensate.
The steam passes through the supply pipe 1 and through the ring 3 in the inner spring tube 5, from there through the ring
7 into the nozzle 11 and through the tube 24 and the cylinder pin 23 into the cylinder. When leaving the same, the steam or the condensate flows through the bores 14 in the nozzle 11 into the annular channel 15. Here it is distributed over the holes
10 in the ring 7 and then flows through the annular space between the two concentrically arranged spring tubes 5 and 8 and the holes 10 in the ring 3, from where it escapes through the division connector 2.
The head can, however, also be designed in such a way that the stationary part carries the tube 24 leading into the cylinder, so that it also stands still, and the medium flows back on its outer wall. A single spring tube is required, which is attached to the rotating and stationary ones
Part is connected.