CN105803845B

CN105803845B - 干燥筒

Info

Publication number: CN105803845B
Application number: CN201610041613.9A
Authority: CN
Inventors: 马尔科·布鲁雅斯; 罗布森·孔索拉托; 奥拉沃·纳西索·加西亚
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2020-03-27
Anticipated expiration: 2036-01-21
Also published as: DE102015200896A1; CN105803845A

Abstract

本发明涉及一种干燥筒(1)，用于干燥纤维幅材，尤其是纸张幅材、纸板幅材或棉纸幅材，干燥筒包括由钢，尤其是锻造钢或铸钢构成的筒外壳(2)，其具有两个轴向端部(2.1，2.2)以及分别配属于相应的轴向端部的端盖(5，6)，筒外壳具有筒外直径(2.3)和筒内直径(2.4)，其中，每个端盖(5，6)具有用于以能转动的方式支承干燥筒(1)的支承销(7、8)。根据本发明的干燥筒的特征在于，在相应的轴向端部与分别配属的端盖之间设置有法兰环(3，4)，其具有法兰环外直径(3.1)和法兰环内直径(3.2)，法兰环与筒外壳的相应的轴向端部通过焊接连接并与配属的端盖通过螺接(9)连接。本发明还涉及用于制造干燥筒的方法以及干燥筒的用途。

Description

干燥筒

技术领域

本发明涉及一种用于干燥纤维幅材，尤其是纸张幅材、纸板幅材或棉纸幅材的干燥筒，其包括由钢，尤其锻造钢或铸钢构成的筒外壳，筒外壳具有两个轴向端部以及分别配属于相应的轴向端部的端盖，筒外壳具有筒外直径和筒内直径，其中，每个端盖具有用于以能转动的方式支承干燥筒的支承销。

本发明还涉及用于制造干燥筒的方法和干燥筒的用途。

背景技术

这种类型的干燥筒是公知的。干燥筒例如使用在用于制造起皱的和不起皱的卫生纸的棉纸制造机中。纸张幅材在成形区域中由纤维悬浮液形成并且首先在辊压机或靴式压榨机(Schuhpressen)中以机械方式脱水直至特定的干燥率。随后，优选热干燥到最终干燥率。在卫生纸的情况下，热干燥通过具有非常大的直径的干燥筒来进行。这种被称为扬基筒(Yankee-Zylinder)的蒸汽加热的干燥筒由铸铁制成并且也可以由钢或铸钢制造。干燥筒由圆柱形部件构成，该圆柱形部件通过端盖在两侧上封闭，由此形成蒸气室。纸张幅材环绕并且接触热干燥筒并且在干燥筒内部通过冷凝的蒸汽释放的能量来干燥。在由钢构成的干燥筒中可以实现更薄的壁厚，由此得到更好的干燥效率。

文献EP2476805B1描述了关于由钢构建干燥筒的结构上的解决方案。所公开的结构上的解决方案的目的是在生产期间掌控干燥筒的机械负荷。在此，端盖可以与干燥筒的柱形部件螺接或焊接。

发明内容

本发明的任务在于提出一种用于由钢以改进的方式且成本低廉地构建干燥筒的解决方案，以及说明一种用于成本低廉地制造干燥筒的方法。

第一子任务一方面通过如下的根据本发明的干燥筒来解决而另一方面通过如下的根据本发明的用于制造干燥筒的方法来解决。根据本发明的干燥筒，从如下用于干燥纤维幅材，尤其是纸张幅材、纸板幅材或棉纸幅材的干燥筒出发，其包括由钢，尤其锻造钢或铸钢构成的筒外壳，筒外壳具有两个轴向端部以及分别配属于相应的轴向端部的端盖，筒外壳具有筒外直径和筒内直径，其中，每个端盖都具有用于以能转动的方式支承干燥筒的支承销。根据本发明设置的是，在相应的轴向端部与相应配属的端盖之间设置有法兰环，该法兰环具有法兰环外直径和法兰环内直径，该法兰环与筒外壳的相应的轴向端部通过焊接来连接并且与配属的端盖通过螺接连接。

通过该实施方案，端盖与筒外壳螺接的区域可以不依赖于筒外壳的几何形状地设计，这是因为法兰环在直径和长度方面的规格几乎可以自由地选择。这对于干燥筒的成本也是有利的。

在一个实际的设计方案中，焊接仅可从筒外壳的外侧实施。

也可行的是，焊接仅在筒外壳的内侧上实施。

此外，焊接也可以从筒外壳的外侧和内侧实施。

在另一实际的实施方案中，相应的端盖与相应的法兰环通过多个螺栓在轴向方向上螺接。优选地，在端盖与法兰环之间设置有密封件。法兰环的壁厚可以不依赖于筒外壳地与螺栓的大小相匹配，并且如果设置有密封件的话也与密封件的结构空间要求相匹配，其中，壁厚由法兰环外直径和法兰环内直径的差的一半得出。

在另一实施方式中，筒外直径和法兰环外直径基本上是相等的。

此外可行的是，法兰环内直径小于筒内直径。

相应的端盖可以由如下材料中至少一种构成：钢、锻造钢、铸钢、铸铁。

在一个可行的实际的实施方案中，在干燥筒的轴向剖面中看，相应的端盖可以具有平的或椭圆的或拱曲的形状，尤其是向干燥筒内部拱曲的形状或者半椭球形封头形状或碟形封头形状。

相应的法兰环可以由如下材料中的至少一种构成：钢、铸钢、锻造钢。优选地，相应的法兰环与筒外壳由相同的材料构成。

在特定的情况下，配属于筒外壳的相应的轴向端部的端盖可以通过加固元件连接，优选通过与筒外壳同中心地布置的加固元件连接。

此外可行的是，加固元件一件式地实施，或多件式地由螺接的部段实施。

加固元件与端盖连接。该连接可以包括螺接或焊接。

加固元件可以按如下方式实施和确定规格，即，使得支承销的力至少部分被吸收。

也可行的是，加固元件的与端盖连接的端部锥形地或平坦地实施。加固元件可以具有用于引导来自干燥筒内部的冷凝物排出的线路穿过的开口或用于容纳辅助部件的保持件。

此外也有利的是，加固元件和布置在干燥筒两侧的支承销实施为一个安装部件。在此情况下，端盖具有用于引导安装部件穿过并进行装配的开口。安装部件与端盖连接，例如螺接或焊接。

支承销容纳支承件壳体和支承件。支承件壳体紧固在例如纸张制造机的机架上。

在干燥期间，纤维幅材至少部分接触和环绕筒外壳的通过筒外壳的长度和筒外直径来描述的、被加热的外表面。

筒外壳的通过筒外壳的长度和筒内直径描述的内表面可以至少在筒外壳的长度的一部分上实施有槽。这些槽一方面提高干燥筒在蒸汽加热时的热传递。另一方面，这些槽提高筒外壳的坚固性。这尤其当压榨辊作用于筒外壳的外表面上时是有利的。

也可想到的是，内表面实施为闭合的面。在此情况下，内表面不具有槽或其他结构。

特别有利地，干燥筒可以用于制造如下组中至少一种纸类型，该组包括棉纸纸张、单侧光滑的纸、图纸、纸板纸和包装纸。

根据用途，干燥筒可以实施为扬基筒或MG筒或实施为用于制造图纸或纸板纸和包装纸的干燥筒。扬基筒用于制造棉纸纸张。MG筒(“机械平滑”)用于制造至少单侧光滑的纸。筒外壳的外表面在此非常光滑地实施，用于使纤维幅材平滑。扬基筒以及MG筒可以具有2.5m到6.7m的直径。

根据本发明的干燥筒有利地也适合于直径范围小于2.5m的干燥筒。

第二子任务通过用于制造干燥筒的方法来解决，该方法包括如下步骤：

a.提供由钢，尤其是锻造钢或铸钢构成的筒外壳，其具有两个轴向端部，筒外壳具有原始的筒外直径和原始的筒内直径；

b.提供两个法兰环，其具有原始的法兰环外直径和原始的法兰环内直径；

c.将筒外壳的轴向端部分别与法兰环焊接；

d.将带有焊接上的法兰环的筒外壳进行热处理；

e.将筒外壳的内侧从原始的筒内直径机械加工到筒内直径，并且将所焊接的法兰环的内侧从原始的法兰环内直径机械加工到法兰环内直径；

f.将筒外壳的外侧从原始的筒外直径机械加工到筒外直径，并且将焊接上的法兰环的外侧从原始的法兰环外直径机械加工到法兰环外直径；

g.机械加工法兰环的端侧。

该方法的优点在于干燥筒的成本低廉且尺寸精确的制造。

在机械加工之后优选进行如下步骤：提供两个配属于相应的轴向端部的、尤其加工好的端盖并且将端盖与焊接上的法兰环螺接。

筒外壳在与法兰环焊接之前预加工到所期望的外壳长度。与完成的干燥筒的最终轮廓的相应的尺寸相比，原始的筒外直径和原始的筒内直径具有原始尺寸，这意味着例如原始的筒外直径具有过大尺寸而原始的筒内直径具有过小尺寸。相应地，原始的法兰环外直径具有过大尺寸而原始的法兰环内直径具有过小尺寸。在焊接和热处理之后，过大尺寸和过小尺寸通过机械加工，例如通过车削或铣削被加工成完成的干燥筒的最终轮廓的相应的尺寸。由此实现非常好的尺寸精度。

在一个实际的设计方案中，在步骤c中从外侧进行焊接。

此外也可行的是，在步骤c中从外侧和从内侧进行焊接。

在另一实际的实施方案中设置的是，至少部分地机械去除从内侧通过焊接安置的焊缝以实现最终轮廓。

根据另一实际的实施方案，在步骤c之前，在筒外壳的轴向端部和相应的配属的法兰环的彼此对置且待焊接的面上通过机械加工或通过火焰切割(Brennschneiden)或通过氧气切割(autogenes Brennschneiden)或电弧刨削(也公知为arc gouging电弧刨削，或gouging-arc刨削电弧)安置接合部作为用于焊接的接缝准备。

优选使用针对选自U形接缝、V形接缝组中的焊缝的至少其中一种接合部形状。

在该方法的另一实际的设计方案中，在步骤e之前或之后或期间，槽和/或其他轮廓至少在长度的一部分上加工到筒外壳的内表面中。

附图说明

本发明的其他特征和优点从以下对优选实施例的描述以及参照附图得到。其中：

图1以剖面的简化图示出根据本发明的干燥筒的实施方式；

图2a以示意的简化图示出一种制造状况的图1的片段“X”的第一实施方式；

图2b以示意的简化图示出一种制造状况的图1的片段“X”的第二实施方式；

图2c以示意的简化图示出一种制造状况的图1的片段“X”的第三实施方式；

图2d以示意和简化图示出一种制造状况的图1的片段“X”的第四实施方式。

具体实施方式

在图1中示出了根据本发明的用于干燥纸张幅材或棉纸幅材的干燥筒1的实施方式。干燥筒1可以在纸张制造机中作为MG筒用于制造例如单侧光滑的纸或在棉纸制造机中作为扬基筒用于制造卫生纸。干燥筒在该示例中具有5.4m的筒外直径并且被蒸汽加热。然而，根据本发明的干燥筒1也可以用于干燥图纸、纸板纸和包装纸。在这些情况中，干燥筒具有明显较小，例如2.2m以及更小的直径。对于这些应用来说取消了加固元件13，其与筒外壳2同中心地布置并且将端盖5、6彼此连接。

干燥筒1包括钢筒外壳2，该钢筒外壳具有两个轴向端部2.1、2.2。在每个轴向端部2.1、2.2上分别焊接上法兰环3、4，其由钢，尤其是锻造钢或铸钢构成。焊接已经从外侧安置上，从而使得焊缝位于外部。两个法兰环3、4具有平行于筒外壳轴线10取向的螺纹，用以将相应的端盖5、6利用布置在周边上的螺栓9来螺接。根据运行条件和干燥筒1在运行时的负荷，法兰环内直径3.2可以有利地与筒内直径2.4无关地确定规格，以便能够确定螺接的充分坚固性的规格，而同时不必提供具有更大的壁厚的筒外壳。借助法兰和螺栓连接，支承销7、8连接到端盖5、6上，用于以能转动的方式支承干燥筒1。端盖5、6在该示例中是平地，即平坦地实施。端盖也可以具有椭圆的或拱曲的形状，尤其是具有向干燥筒内部拱曲的形状或半椭球形封头形状。在该示例中，加固元件13一件式地实施并且具有用于引导如下线路穿过的开口，该线路用于将在筒外壳2的内表面上形成的冷凝物排出。筒外壳2的通过筒外壳2的长度和筒内直径2.4来描述的内表面可以至少在筒外壳2的长度的一部分上实施有槽2.7。槽2.7一方面提高在蒸汽加热干燥筒时的热传递。另一方面，槽提高筒外壳的坚固性。这尤其是当压榨辊作用于筒外壳2的外表面上时是有利的。

图2a以针对筒外壳2的轴向端部2.1的示意的简化图示出一种制造状况的图1的片段“X”的第一实施方式，其中，对于第二轴向端部2.2来说相应地适用如下描述。筒外壳2在与法兰环3焊接之前预加工成期望的外壳长度。与完成的干燥筒的最终轮廓2.8的相应的尺寸相比，原始的筒外直径2.5和原始的筒内直径2.6具有原始尺寸。这意味着例如原始的筒外直径2.5具有过大尺寸，这意味着原始的筒外直径2.5大于在机械加工之后的最终尺寸或额定尺寸，并且原始的筒内直径2.6具有过小尺寸，这意味着原始的筒内直径2.6小于在机械加工之后的最终尺寸或额定尺寸。相应地，原始的法兰环外直径3.3具有过大尺寸而原始的法兰环内直径3.4具有过小尺寸。在焊接和热处理之后，过大尺寸和过小尺寸通过机械加工，例如通过车削或铣削被加工成完成的干燥筒2的期望的最终轮廓2.8的相应的尺寸。由此，实现了非常良好的尺寸精度。通过细线2.8表示出最终轮廓2.8的曲线。

同样，法兰环3的在安装好的状态中端盖5所处的端面被机械加工成期望的尺寸。端盖5以虚线表示。在该示例中，筒外壳2仅从外侧与法兰环3焊接。在焊接之前，在筒外壳2的轴向端部2.1和法兰环3的彼此对置且待焊接的面上通过机械加工或通过其他加工方法，例如火焰切割或氧气切割或电弧刨削(也公知为arc gouging电弧刨削或gouging-arc刨削电弧)安设接合部11作为用于焊接的接缝准备。接合部形状实施为U形接缝。接合部11的深度小于筒外壳的壁厚，从而使得筒外壳2的轴向端部2.1和法兰环3的彼此对置且待焊接的面在没有接合部11的区域中相互接触。环形的槽2.7作为最终轮廓2.8的一部分在槽区域中加工到筒外壳2中。槽区域并不在筒外壳2的整个长度上延伸。在边缘区域中，在焊接之后在焊缝的区域中加工出过渡轮廓。在此，相互接触的面的区域完全被去除，从而使得在筒外壳2与法兰环3之间的连接完全通过焊缝来建立。

图2b以示意的简化图示出一种制造状况的图1的片段“X”的第二实施方式。该实施方式与图2a不同之处仅在于接合部11的接合部形状。在该示例中，接合部形状实施为V形接缝。

针对图2a的彼此对应的元件的附图标记相应地适用于图2b、图2c和图2d。在相同特征的描述方面参考图2a的描述。

图2c以示意的简化图示出制造状况的图1的片段“X”的第三实施方式。与前面两个示例不同，筒外壳2和法兰环3分别通过从外侧和内侧实施的焊接来连接。在焊接之前，在筒外壳2的轴向端部2.1和法兰环3的彼此对置且待焊接的面上通过机械加工或者通过其他加工方法，例如火焰切割或通过氧气切割或电弧刨削(也公知为arc gouging电弧刨削或gouging-arc刨削电弧)从外部安设接合部11并且从内部安设接合部12作为用于焊接的接缝准备。接合部11和接合部12的接合部形状实施为V形接缝。接合部11和接合部12的深度之和小于筒外壳的壁厚，从而使得筒外壳2的轴向端部2.1和法兰环3的彼此对置且待焊接的面在没有接合部11的区域中相互接触。在边缘区域中，在焊接之后在内部焊缝的区域中加工出过渡轮廓。在此，焊接从内侧完全或部分去除，从而使得在筒外壳2与法兰环3之间的连接完全或仅部分通过焊缝从外侧建立。于是在完全去除的情况下，从内侧的焊接仅为用于制造干燥筒2的辅助焊接。

图2d以示意的简化图示出一种制造状况的图1的片段“X”的第四实施方式。筒外壳2和法兰环3同样分别通过从外侧和内侧实施的焊接来连接。在焊接之前，在筒外壳2的轴向端部2.1和法兰环3的彼此对置且待焊接的面上通过机械加工从外部安设接合部11并且从内部安设接合部12作为用于焊接的接缝准备。接合部11的接合部形状实施为U形，而接合部12的接合部形状实施为V形接缝。接合部11和接合部12的深度之和等于或小于筒外壳的壁厚，从而使得筒外壳2的轴向端部2.1和法兰环3的彼此对置且待焊接的面在一条线上相互接触。在边缘区域中，在焊接之后在内部焊缝的区域中加工出过渡轮廓。在此，焊接从内侧完全或部分去除，从而使得在筒外壳2与法兰环3之间的连接完全或仅部分通过焊缝从外侧建立。于是在完全去除的情况下，从内侧的焊接仅为用于制造干燥筒2的辅助焊接。

附图标记列表

1 干燥筒

2 筒外壳

2.1 筒外壳的轴向端部

2.2 筒外壳的轴向端部

2.3 筒外直径

2.4 筒内直径

2.5 原始的筒外直径

2.6 原始的筒内直径

2.7 轮廓

2.8 槽

3 法兰环

3.1 法兰环外直径

3.2 法兰环内直径

4 法兰环

5 端盖

6 端盖

7 支承销

8 支承销

9 螺接、螺栓

10 筒外壳轴线

11 接合部

12 接合部

13 加固元件

X 片段

Claims

1.一种用于制造干燥筒（1）的方法，所述方法包括如下步骤：

a. 提供由钢构成的筒外壳（2），所述筒外壳具有两个轴向端部（2.1，2.2），所述筒外壳具有原始的筒外直径（2.5）和原始的筒内直径（2.6）；

b. 提供两个法兰环（3，4），所述两个法兰环具有原始的法兰环外直径（3.3）和原始的法兰环内直径（3.4）；

c. 将所述筒外壳（2）的轴向端部（2.1，2.2）分别与法兰环（3，4）焊接；

d. 对焊接上法兰环（3，4）的筒外壳（2）进行热处理；

e. 将所述筒外壳（2）的内侧从原始的筒内直径（2.6）机械加工到筒内直径（2.4），并且将焊接好的法兰环（3，4）的内侧从原始的法兰环内直径（3.4）机械加工到法兰环内直径（3.2）；

f. 将所述筒外壳（2）的外侧从原始的筒外直径（2.5）机械加工到筒外直径（2.3），并且将焊接上的法兰环（3，4）的外侧从原始的法兰环外直径（3.3）机械加工到法兰环外直径（3.1）；

g. 机械加工所述法兰环（3、4）的端侧；

h. 设置密封件；

i. 使法兰环（3，4）的壁厚与密封件的结构空间要求相匹配。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

在步骤c中从外侧或从内侧进行焊接。

3.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

在步骤c中从外侧和从内侧进行焊接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，

其特征在于，

在步骤c之前，在所述筒外壳（2）的轴向端部（2.1、2.2）和相应的配属的法兰环（3、4）的彼此对置且待焊接的面上通过机械加工和/或通过火焰切割和/或通过氧气切割和/或电弧刨削分别制造出至少一个接合部（11、12）作为用于焊接的接缝准备，所述接合部具有针对选自U形接缝、V形接缝组中的焊缝的至少其中一种接合部形状。

5.根据权利要求3所述的方法，

其特征在于，

在步骤e中，至少部分地机械去除从内侧安设的焊缝。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，

其特征在于，

在步骤e之前或之后或期间，槽（2.7）和/或其他轮廓（2.8）至少在所述筒外壳的长度的一部分上加工到所述筒外壳（2）的内表面中。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，

其特征在于，

所述筒外壳（2）由锻造钢或铸钢构成。

8.一种按照根据权利要求1至6中任一项所述的方法制造的干燥筒（1），所述干燥筒用于干燥纤维幅材，所述干燥筒包括由钢构成的筒外壳（2），所述筒外壳具有两个轴向端部（2.1，2.2）以及分别配属于相应的轴向端部（2.1，2.2）的端盖（5，6），所述筒外壳具有筒外直径（2.3）和筒内直径（2.4），其中，每个端盖（5，6）具有用于以能转动的方式支承干燥筒（1）的支承销（7、8），

其特征在于，

在相应的轴向端部（2.1，2.2）与分别配属的端盖（5，6）之间设置有法兰环（3，4），所述法兰环具有法兰环外直径（3.1）和法兰环内直径（3.2），所述法兰环与所述筒外壳（2）的相应的轴向端部（2.1，2.2）通过焊接连接并且与配属的端盖（5，6）通过螺接连接。

9.根据权利要求8所述的干燥筒，

其特征在于，

所述干燥筒用于干燥纸张幅材或纸板幅材。

10.根据权利要求8所述的干燥筒，

其特征在于，

所述干燥筒用于干燥棉纸幅材。

11.根据权利要求8所述的干燥筒，

其特征在于，

所述筒外壳（2）由锻造钢或铸钢构成。

12.根据权利要求8所述的干燥筒，

其特征在于，

所述焊接从所述筒外壳（2）的外侧实施。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的干燥筒，

其特征在于，

相应的端盖（5，6）与相应的法兰环（3，4）通过多个螺栓（9）在轴向方向上螺接。

14.根据权利要求13所述的干燥筒，

其特征在于，

在端盖（5，6）与法兰环（3，4）之间设置有密封件。

15.根据权利要求8至12中任一项所述的干燥筒，

其特征在于，

所述筒外直径（2.3）和所述法兰环外直径（3.1）基本上相等和/或所述法兰环内直径（3.2）小于所述筒内直径（2.4）。

16.根据权利要求8至12中任一项所述的干燥筒，

其特征在于，

所述焊接从所述筒外壳（2）的内侧实施。

17.根据权利要求8至12中任一项所述的干燥筒，

其特征在于，

相应的端盖（5，6）在所述干燥筒（1）的轴向剖面上看具有平的或椭圆的或拱曲的形状。

18.根据权利要求8至12中任一项所述的干燥筒，

其特征在于，

相应的法兰环（3，4）由钢构成。

19.根据权利要求8至12中任一项所述的干燥筒，

其特征在于，

相应的法兰环（3，4）由锻造钢和/或铸钢构成。

20.根据权利要求8至12中任一项所述的干燥筒，

其特征在于，

配属于所述筒外壳的相应的轴向端部（2.1，2.2）的端盖（5，6）通过加固元件（13）来连接。

21.根据权利要求8至12中任一项所述的干燥筒，

其特征在于，

配属于所述筒外壳的相应的轴向端部（2.1，2.2）的端盖（5，6）通过与所述筒外壳（2）同中心地布置的加固元件连接。

22.根据权利要求8至21中任一项所述的干燥筒用于制造如下组中至少一种纸类型的用途，该组包括棉纸纸张、单侧光滑的纸、图纸、纸板纸和包装纸。