CS223839B2 - Drying,ironing and/or pressing drum - Google Patents

Description

Sušící, žehlicí a lisovací válec vyhřívaný kouřovými plyny, zejména pak spalinami, určený pro sušicí stupně strojů -zhotovujících kontinuální papírové role a podobná zařízení.

V sušicích stupních strojů pro výrobu papíru, dále strojů, které se používají pro sušení nití, vláken .a jiných dlouhých materi^álů, a v^yu^žívají ^k tomuto účelu dovedný pohyb materiálu na válcích, se všeobecně používají válce vyhřívané párou. Tyto válce musí být dimenzovány na tlak páry, a v .důsledto toho z^půso^buje velto Uoušťto st^ěn^y značnou .nadváhu. Použiií-li se pro vyhřívání ..spaliny smíšené se vzduchem,. lze ..jen s ^pot^ížemi . dosáhnout rovnoměrn^é rozložení teploty.

Vynález se . týká konstrukce válce, která zajišťuje v sousedních kan^álech ^proud^ěn^í tepelného média v opačných směrech, a tím zajišťuje . rovnoměrnou teplotu povrchu. Kan^ály mohou mft konstantní ^pr^ůгez^, ne^bo ^pr^ůřez, který se zmenšuje, a jejich osy mohou probíhat paralelně s povrchovou přímkou válce nebo s ní svírat úhel.

Vynález se týká sušicích, žehlicích a/nebo lisovacích válců ^které mo^hou ^bý^t použity v sušicíc^h stupních strojů zhotovujte^ ^kontinuální papírové role a/nebo strojů, v nichž se provádí sušení látek, vláken, nití a jiných dlouhých materiiáte pomorí jejích dopředn^ého poh^ybu a d^ále ^pa^k strojů ^kter^é pomoc^í v^álcování v^yr^ábí tílmy ^,a desky.

Vynález umožňuje využití horkých kouřových plyn^ů mfeto ^běž.né ^užívané p^áry, s výhodou pak spalin smíšených se vzduchem^{, dá}le regulaci a. zvýtem povrchov^é teptety v^álce^, zvýšem rychtestí, a tím ⁱ zvýšem ka^pacity strojního zanzenL Současné je zařízení 'schopno zajistit ^pomoc^í prou^dění vyhřívacího média z opačného směru do sousedních kanálů rovnoměrnou povrchovou ,teplotu válce.

V sušicím stupni strojů zhotovujících kontrnuáteí pap^írov^é ro^ a strojů ^kter^é se používají · pro sušení , látek, nití, vláken · a jiných dlouhých materiálů pomocí dopředného pohybu materiálu pod válci, a v jiných strojích, které obsahují vyhřívané válce se · obecně používají válce vyhřívané párou. V těchto válcích dochází při odevzdání obsahu tepla ke kondenzaci · páry, přičemž k odvodu kondenzátu slouží odpovídající součásti a potrubní · systémy. Povrchová teplota válce může být jen ;ve velmi malé míře regulována pomocí regulace množství páry, navíc je celková účinnost výroby páry, její přepravy a předávání tepla mimořádně nevýhodná.

V některých případech může být výhodné zvýšení povrchové teploty válce, které umožní zrychlení sušicího procesu. To přispívá u nových zařízení ke zkrácení sušicího· stupně, u zařízení stávajících ke zvýšení rychlosti průchodu materiálu, a tím ke zvýšení kapacity.

^Vyřazem ^pár^y jako nosme te^pte -může ^bý^t výhodné z ··-htediska předetózetá ^korozním škodám. Z · tohoto důvodu již byly konány pokusy použít jako nosiče tepla místo páry horké plyny, v prvé řadě spaliny hořáků. Známé je řešení, podle kterého jsou jako osy válce · použity plynné a olejové hořáky, a rovnoměrnost tepla, a tím i rovnoměrnost povrc^hov^é teploty v^álce je zajišťována pomocí směrování spalin uvnitř válce prostřednictvím směrových desek. Uvedené řeše.m · ”v^šak může b^yt pobito · jen ve vehce řídkých plípadech. ^povrchová teplota se v tomto případě nepřípustně zvětšuje, a v důsledku toho může vysoušený materiál utrpět ' škody. Navíc může být rovnoměrná teplota povrchu válce zajištěna pouze při velké tío-ušťce steny vá^lce^, kter^á podstatn^ě zvyšuje ₍váhu stroje, a protože se přitom zvyšuje váha pohybující se hmoty, roste rovněž potřeba energie pro· pohon zařízení.

Účelu nemůže bý^t dosaženo . je^dno^duc^hým ^přiv^áděmm 'horkých ptynů neboť ^pn ^před^ávání tepla horkými plyny nehraje kondenzační teplo žádnou roli a v důsledku toho není zajištěna rovnoměrná teplota povrchu válce.

Předlo^ný v^yn^ález odstraňuje výše uvedené nedostatky.

^Základní úto^u vynálezu. ted^y je vytvořit válec (válcovou .konstrukci), a přitom zajistit pomocí dvousměrného přívodu tepelného média, kanálů určité dimenze a pomocí realizace opačného směru prouděrn y sousednmh hnátech a to ^{i p}ři retetívné maté síle stěny válce, jednak vyhřívání horkým plynem s dobrou účinností, jednak rovnoměrné rozložení teploty na stěně válce, dále pak zvýšení teploty válce ve srovnání s válcem vyhuvaným a konečně _z regtoaci této teploty v poměrně širokých mezích. Vynález tedy zahrnuje válce jak s vnitřním, tak i s vnějším vytápěním.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že te^peln^é m^édium^, kterým jsou spaliny smféené se vzduchem a nastaven^é na žádnou tepotu, se do válce přivádí současně na obou koncích válce, · a při proudění v kanálech vytvořených podél povrchové přímky válce se dostává do kontaktu s ^pl^áštem válce tím způsobem, že v sousedních kanálech je zajištěno proudění opačného směru. Kanály mohou být vytvořeny uvnitř válce, a pak se otáčí zároveň s válcem, nebo vně podél pláště válce. Tepelné médium pak předává svůj obsah tepla vnějšímu (pracovnímu) povrchu válce. Kanály mohou být vytvořeny podél povrchové přímky válce s konstantním ^prnřezem nebo s pařezem, ^který se ve směru proudění mění (rovnoměrně proměnný průřez), nebo konečně paralelně k ose válce nebo směru, který ' s ní svírá určitý úhel.

Některé možné příklady provedení vynálezu jsou znázorněny na výkresech, kde obr. 1 znázorňuje strukturální konstrukci válce s vnitřním vyhříváním v řezu (podélný a příčný řez), obr. 2 strukturální konstrukci v^álce s vnějrnm vyhříváním v ^řezu (^po^délný a příčný řez), obr. 3 schéma rozložení kanálů s konstantním průřezem, které leží v ose válce, · při rozvinutém povrchu pláště, obr. 4 schéma rozložení osově směrovaných kaná^lů s ^proměnným ^průřezem^{, p}n rozvmutem povrchu pláště, obr. 5 schéma rozložení kanálů ^kter^é svírají s osou ^úhel a maj^í konstantní průřez, při rozvinutém povrchu pláště, obr. 6 schéma rozložení kanálů, které svírají s osou úhel a mají proměnný průřez, při rozvinutém povrchu pláště, obr. 7 znázorňuje ^da^lší z^půso^b vyteořem ^kan^lu o konstantním průřezu v podélném · řezu, obr. 8 další způsob vytvoření kanálu o konstantním průřezu v podélném řezu, obr. 9 je příklad provední kanálu s průřezem, který je proměnný podél přímky v podélném řezu, obr. 10 znázorňuje další příklad provedern ^kan^álu s průřezem^ ^který je ^promenný pod^{él př}ímky (lineární v ^pod^élném řezu, obr. 11 příklad provedení kanálu, který má ^průítez ^proměnný pod^él sekundárm křivky v podélném řezu, obr. 12 znázorňuje příklad provedení kanálu, který má průřez proměnný podél sekundární křivky v podélném řezu.

Konstrukce válce podle vynálezu je popsána na následnicích příkladech jeho provedení:

.Příklad 1

Na obr. 1 je znázorněn sušicí, žehlicí a/nebo lisovací válec opatřený kanály .rovnoměrného průřezu, který je vyhříván vnitřně. Válec 1 se otáčí okolo os 2 uložených v ložiskách. Ložiskové uložení je samo o sobě .známé, proto nejsou ložiska na obrázku znázorněny. Ve válci 1 jsou vytvořeny kanál^y 4 se stěnami 3 kan^ů ^kter^é ta^ží ve sm^ru ^povrc^hov^{é p}řim^ky vMce.

Tepelné médium je pomocí přívodních přírub 5 přiváděno k oběma stranám válce 1, kde se dostává do rozdělovacího bubnu 6, který je prstencovitého tvaru. Odtud přichází přes vstupní otvor v sousedních kanálech, který se nachází vždy na kanálu nacházejícím se na opačné straně, v příkladu znázorněném na obrázku je to horní kanál, který je například chápán jako lichý kanál, a na - obr. je zakreslen vpravo.

Na tomto kanálu, podle obrázku vlevo·, jsou výstupní otvory 7 výstupních kanálů 8, které jsou ohraničeny stěnou kanálu 9 a přes které se tepelné médium -dostává do prstencovitého rozdělovacího bubnu 10, a pak proudí přes výstupní příruby 11. V případě kanálů, které sousedí s kanály označenými jako kanály liché, tyto sousední kanály budou dále v příkladu označovány jako kanály sudé, -se vstupní otvor 16 nachází v kanálu, který je na obrázku jako příklad znázorněn dole vlevo, to znamená ve srovnám s hchými ^kanál^y na opačné straní zatímco výstupní otvor 7, -výstupní kanál 8, sběrný buben 10 a výstupní příruba 11 jsou na obr. zn^ázorněn^y vpravo.

Vytvořením kanálů 4 a výstupních kanálů 8 je zaručeno, že se tepelné médium nedostane do vnitřního prostoru válce 12, takže hřídel nemusí být u ložisek utěsněn. Pod hraničními stěnami válce 1, a rovněž pod rozdělovacím bubnem 6 -i sběrným bubnem 10 a pod třecími povrchy se použije kluzné labyrintové těsnění známého· .provedení.

U sušicího, žehlicího a/nebo lisovacího válce, -sestaveného tímto způsobem, proudí tepelné médium podél pláště válce ve směru povrchové přímky <v -sousedních kanálech opačným směrem, a tím rozdíly přenosu tepla podél povrchové přímky mezi tepelným médiem a pláštěm válce zcela vrovnávají tepelnou vodivost a tepelnou setrvačnost stěny válce.

Příklad 2

Strluktura sušicího, žehlicího a/nebo lisovacího válce s vnitřním vyhříváním, který je opatřen kanály konstantního- průřezu, může být poněkud zjednodušena, jestliže -se v^ypust^í stěny ^{9 k}an^álu uve^dené na obr. 1, avša^k hridele 2 se -ve svých tažiscích opatn těsněním. V tomto případě -se dostává vystupující tepelné médium do válcového prostoru 12 a pak -se odstraňuje přes výstupní příruby 11 do sběrného bubnu 10. Smíchání tepelného média, které proudí ze -dvou různých -směrů, ale - které již svůj užitečný obsah tepla odevzdala, nezpůsobuje ve funkci zařízení žádné problémy. Vyobrazení se ostatně ve -všech -rysech shoduje s příkladem uvedeným na obr. 1.

P ř í k 1 a d 3

Obr. 2 ukazuje konstrukci -sušicího, žehlicího a/nebo lisovacího válce. Podél pláště válce 1 jsou umístěny ohřívací -armatury 15 vytvořené ve tvaru výřezu kruhového prstence. V ohřívacích armaturách 15, - které jsou obklopeny tepelnou izolací 14, jsou vytvořeny kanály 4. Jeden hraniční povrch těchto kanálů je vytvořen pláštěm válce. Tepelné médium je přiváděno přes přívodní příruby 5 na obě strany válce. Tepelné médium se na jedné straně dostává z rozdělovacího bubnu 6, který má tvar výřezu kruhového prstence, do -sudých kanálů, na -druhé straně do kanálů lichých. Z kanálů 4 proudí tepelné médium, které odevzdalo svůj obsah tepla, přes -sběrný buben 10 do· výstupních přírub 11 a odtud se odstraňuje.

U takto konstrovaných válců -se povrch otáčejícího se válce postupně dotýká tepelného média, které - proudí v -sousedních kanálech v opačném -směru a tímto způsobem se na celém svém povrchu stejnoměrně ohřívá.

V příkladech 1, 2 a 3 byly popsány takové válce, které jsou opateřny kanály -o konstantním průřezu, a jejichž hraniční plochy kanálů jsou paralelní k povrchové přímce válce. Obr. 3 znázorňuje toto uspořádání kanálů při rozvinutém plášti válce, -přičemž je znázorněn i -směr proudění tepelného- média v jednotlivých kanálech.

Toto uspořádání poskytuje uspokojivé řešení v případě, že se tepelné médium používá ve -více válcích, -a proto není rozdíl mezi vstupní a výstupní teplotou velký.

V opačném případě je -vhodné, vytvořit kanály -se zmenšujícím -se průměrem, jak je znázorněno na obr. 4. V tomto případě neproudí totiž tepelné médium stejnou rychlostí, ale jeho rychlost -se v kanálu 4 stále zvyšuje, -a tak se v důsledku vyšší rychlosti zvyšuje s odjímáním tepla i tepelný přenos. Tímto způsobem lze zajistit rovnoměrný přenos tepla podél povrchové přímky.

^přenos te^pla se stane rovnoměrnější jestliže -se vytvoří kanál podél obvodu pláště, který má -spirálovou konstrukci. Toto řešení je^; s- konstantním průřezem -znázorněno na -obr. 5 a -se zmenšujícím se průřezem na obr. 6.

Hraniční ^ploch^y kanálii ^{4 -}mo^hou ibýt zhotoveny ve tvaru otočné hlavy, to je -v přípa223839 dě konstantního průřezu válcovitého tvaru, v případě zmenšujícího se průřezu kuželovitého tvaru, ^kan.^ály vsa^k mo^hou bý^t o^hraničeny také plochými deskami.

Zmenšení průřezu může být provedeno výlučně ' pomocí odpovídajícího vytvoření radiálních (plochých) - hraničních ploch kanálů 4, pomocí odpovídajícího vytvoření (tangenciálních) hraničních ploch kanálů, které leží proti prostoru 12 válce, nebo· oběma uvedenými z^působ^y.

Obr. 8 znázorňuje v řezu vytvoření kanálu 4 válce popsaného v příkladu 1, přičemž se předpokládá proudění tepelného média zleva doprava.

Obr. 7 znázorňuje vytvoření kanálu 4 válce popsaného v příkladu 2, v němž probíhá proudění stejného směru.

Příklad 4

Tato konstrukce válce zaručuje rovnoměrný přenos tepla i při značném rozdílu mezi vstupní a výstupní teplotou média v případě, že se dimenzování výstupního kanálu 8 v zařízení, které bylo popsáno v příkladu 1, zmenšuje -a kanál je vytvořen se zmenšujícím se průřezem znázorněným na obr. · 10.

Příklad 5

Stejného výsledku se dosáhne, jestliže se v^ytvo^řem ^kanálu v zařízený ktorá b^ylo popsáno v příkladu 2, provede způsobem znázorněným na obr. 8.

Příklad 6

V případě rovnoměrného rozložení teplot uspokojuje zařízení zvláště -náročné požadavky, které jsou zaručeny kanály ohraničenými -sekundární křivkou zpětně vypočítanou z potřebné velikosti činitele přenosu tepla. Vytvoření kanálu -se provádí podle ^příkladu 1. Kan^ál^y jsou znázor.n^ěn^y na ohr. 12.

Příklad 7

Výsledek popsaný v příkladu 6 může být dosažen také takovým vytvořením kanálů, u kterého jsou kanály -ohraničeny sekundární křivkou určenou v příkladu 6 a znázorněnou ,na obr. ^11. Jedná se o povedeni ^které bylo uvedeno v příkladu 2.

Při všech formách provedení musí být kvůli bezpečnosti -obsluhy a péče o životní prostředí zařízení -opatřeno tepelnou izolací 14.

Tepelné médium sušicího, žehlicího a/nebo lisovacího válce vytvořeného podle výše -uvedených -principů tvoří -spaliny, které lze s výhodou -smíchávat se vzduchem, -a jejichž « teplotu lze nastavovat pomocí míchacího poměru. Tyto spaliny se většinou získávají použitím plynových hořáků. »

Další -výhodou konstrukce válce podle vynálezu je, že použitý tlak tepelného média může být zlomkem tlaku běžného -u válců s -parním vyhříváním. Z tohoto -důvodu -není třeba dimenzovat válce na vyšší tlak. Tloušťka stěny válce je určena tepelnou -setrvačností, která je potřebná pro dosažení rovnoměrn^é teplot^y. Může býi zvtésté -při aplikaci řešení popsaných v příkladech 4 až 7, minimální. Tím může být podstatně snížena strukturálrn vá^ha v^álce^, což sebou p^řin^áší snížení potřeby energie pro -stroj a jeho pohon. Mimoto mohou -být použity takové konstrukční -materiály, které v důsledku své nízké pevnosti v tahu doposud nepřicházely v úvahu, -například hliník.

Současně je možné, -měnit v širokých mezích teplotu povrchu válce, -a sice pomocí regulace teploty, tlaku a průtočného množství tepelného -média, což umožňuje dosáhnout další technologické možnosti.

Claims (12)

1. ^Sušici žehhm a^/ne^bo Hsovarn válec v^yhřívaný kouřovými -plyny, zejména spalinami určený pro susitf stu^pn^ě strojů ztotovujících kontinuální papírové -role a- pro podobná zařízení, přičemž jako tepelné mé^dium ^-se použřvaj^{í -}s^palin^y smíchan^é se vzduchem o regulované teplotě, -vyznačující -se tím, že je na obou koncích pláště válce opatřen vždy jednou přírubou (5) pro přívod tepelného média, dále na -ně -napojeným rozdělovacím bubnem (6), sběrným- bubnem (¹⁰)^- a ^- na něj pnpojenými p^řírubamⁱ (1-1) pro odváděrn te^pelné^ho m.^édia, a obsahujíc kanálový -systém, který sestává -z kanálů (4) pro -vedení tepelného média podél pláš^tě (¹) -v^álce v sousedních kan&ech vž^dy v o^pa^čn^ém směru proudění.

2, Sušicí, žehlicí a/nebo lisovací válec po-

VYNÁLEZU ^dle ^- bo^du 1, ^-v^yzinačuj^íc^í -se Um, ^že v rozdělovacím bubnu (6) prstencovitého tvaru je ^kan^ál (⁴^ který je^- na něj připojen ^pomoc^í vstupního otvoru (16), -výstupní kanál (8J, který je ohraničen stěnou (9) kanálu a připojen na něj pomocí výstupního- otvoru (7) a prstencový buben (10) připojený na výstupní kanál (8).

3. Sušicí, žehlicí a/nebo lisovací válec podle bodu- 1, vyznačující -se tím, že je opatřeno prstencoví tými bubny (6), na které jsou přes vstupní otvor (16) připojeny kanály (4), výstupními otvory spojujícími kan^ály s vnttřním ^prostorem ^- v^ál·ce^, a vnitárn prostor válce vykazuje více výstupních otvor^ů -n^^p(^,juj^íc^ích ^-se na prstencovitý sběrný buben (10).

4. Sušicí, žehlicí a/nebo lisovací válec podle bodu 1, vyznačující se tím, že každý válec je opatřen vnější topnou armaturou (15), .na ni napojenými přírubami (5) pro přívod tepelného média, rozdělovacími bubny (6) ve tvaru výřezu kruhového prstence, a sběrnými bubny (10) ve tvaru výřezu kruhového prstence.

5. Sušicí, žehlicí a/nebo lisovací válec podle jednoho z bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že je opatřeno podél své celé délky kanály (4), které mají konstantní průřez a jsou ohraničeny plochami.

6. Sušicí, žehlicí a/nebo lisovací válec podle jednoho z bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že je podél -své celé délky opatřeno kanály (4), které mají konstantní průřez a jsou ohraničeny otočnými tělesy.

7. Sušicí, žehlicí a/nebo lisovací válec podle jednoho z bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že je podél své délky opatřeno kanály (4), jejichž průřez se rovnoměrně zmenšuje a které jsou ohraničeny plochami.

(

8. Sušicí, žehlicí a/nebo lisovací válec podle jednoho z bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že je podél své délky opatřeno kanály (4), jejichž průřez se rovnoměrně zmenšuje a které jsou ohraničeny otočnými tělesy.

9. Sušicí, žehlicí a/nebo lisovací válec podle jednoho z bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že je podél své délky opatřeno kanály (4), které probíhají podle křivky odvozené z potřebné velikosti činitele přenosu tepla a které mají zmenšující se průřez a jsou ohraničeny plochami.

10. Sušicí, žehlicí a/nebo lisovací válec podle jednoho z bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že je podél své délky opatřeno kanály (4), které probíhají podle křivky odvozené z potřebné velikosti činitele přenosu tepla, jejichž průřez se zmenšuje a jsou ohraničeny otočnými tělesy.

11. Sušicí, žehlicí a/nebo Lisovací válec podle jednoho z bodů 1 až 10, vyznačující se tím, že jeho kanály (4) mají osy paralelní к povrchové přímce válce.

12. Sušicí, žehlicí a/nebo lisovací válec podle jednoho z bodů 1 až 10, vyznačující se tím, že osy jeho kanálů (4) jsou vytvořeny vůči plášti válce spirálovitě.