DE10047369A1

DE10047369A1 - Trockenwalze zum Trocknen einer Materialbahn

Info

Publication number: DE10047369A1
Application number: DE10047369A
Authority: DE
Inventors: Georg Kugler
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2000-09-25
Filing date: 2000-09-25
Publication date: 2002-04-11
Also published as: EP1191142A2; DE50110925D1; EP1191142B1; US6523279B2; US20020092197A1; EP1191142A3; CA2357643A1

Abstract

Walze zur Verwendung in der Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere zum Führen und Halten einer mittels eines Trocknungsgases beaufschlagten Papierbahn, mit einem Mantel, über welchen die Materialbahn beim Betrieb der Walze, die Walze dabei teilweise umschlingend, geführt ist und in welchem Gasdurchtrittsöffnungen vorgesehen sind, und Mittel zum Fördern von Gas durch den Walzenmantel, wobei zur Verbesserung der Gasförderung, insbesondere zur Reduzierung der Reaktionszeiten beim Aufbau eines Unterdruckes in der Walze im Inneren des Walzenmantels ein zweiter, gasdichter Mantel vorgesehen ist, der mit dem äußeren Walzenmantel einen Ringraum bildet, und wobei der Ringraum gegenüber dem Inneren des Innenmantels gasdicht abgedichtet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Walze zur Verwendung in der Troc kenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn, insbesonde re zum Führen und Halten einer mittels eines Trocknungsgases beauf schlagten Papierbahn, mit einem Mantel, über welchen die Materialbahn beim Betrieb der Walze, die Walze dabei teilweise umschlingend, geführt ist und in welchem Gasdurchtrittsöffnungen vorgesehen sind, und Mitteln zum Fördern von Gas durch den Walzenmantel.

Derartige Walze werden beispielsweise als Saugleitwalzen in Trockenparti en eingesetzt, in welchen die Materialbahn mittels Prallströmtrocknung, also Beblasen der Materialbahn mit Trocknungsluft, getrocknet wird. Durch das Besaugen der Saugleitwalze wird die Materialbahn an der Wal ze gehalten und kann durch diese in gewünschter Weise geführt werden.

Das Innere der Saugleitwalze ist hierfür hohl ausgebildet und üblicherwei se über die Walzenlager an eine Saugvorrichtung angeschlossen. Dies er fordert verhältnismäßig große Lagerzapfen und entsprechende Lagerstüt zen für die Saugleitwalze.

Es ist daher auch bekannt, das Innere der Saugleitwalze durch einen au ßen liegenden Saugkasten zu besaugen. Auch in diesem Fall wird aber, wie bei der zuvor beschriebenen Lösung, der gesamte Innenraum der Sau gleitwalze besaugt. Das besaugte Volumen hängt daher vom Durchmesser der Walze ab und ist verhältnismäßig groß. Dies wirkt sich insbesondere in der Anlaufphase nachteilig aus, da eine verhältnismäßig lange Zeit ver streicht, bis ein gewünschter Unterdruck in der Walze erreicht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walze der eingangs ge nannten Art anzugeben, welche diese Nachteile nicht aufweist. Insbeson dere soll die Anlaufphase verkürzt werden. Außerdem soll die Strömungs geschwindigkeit des Gases optimiert und eine einfache Konstruktion der Walze erreicht werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Inneren des Walzenmantels ein zweiter, gasdichter Mantel vorgesehen ist, der mit dem äußeren Wal zenmantel einen Ringraum bildet, und daß der Ringraum gegenüber dem Inneren des Innenmantels gasdicht abgedichtet ist.

Durch das Vorsehen eines zweiten, gasdichten Mantels im Inneren des Walzenmantels und den dadurch gebildeten, gegenüber dem Inneren des Innenmantels abgedichteten Ringraum kann das besaugte Volumen der Walze gegenüber bekannten Walzen deutlich reduziert werden. Beispiels weise kann der besaugte Raum nur noch ca. 10 bis ca. 15% des gesam ten Volumens der Walze betragen. Der Aufbau eines gewünschten Unter druckes kann dadurch in kürzerer Zeit erfolgen als bei bekannten Walzen. Außerdem kann die Strömungsgeschwindigkeit der abgesaugten Luft über die Größe des Zwischenraumes auf ein gewünschtes Maß gebracht wer den. Damit ergeben sich insbesondere kurze Reaktionszeiten beim Auffüh ren einer Materialbahn, beispielsweise nach einer Produktionsunterbre chung wegen eines Bahnabrisses oder dergleichen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Walze damit einen verhältnis mäßig einfachen Aufbau aufweisen kann, da der Hauptteil der Walze le diglich eine Trag- und Stützfunktion hat.

Die erfindungsgemäße Walze wird also insbesondere als Saugleitwalze zum Führen und Halten einer Materialbahn in einer Trockenpartie einge setzt, in welcher die Materialbahn mittels Prallströmtrocknung getrocknet wird. Die erfindungsgemäße Walze kann aber auch zur Durchström trocknung einer Materialbahn eingesetzt werden, bei welcher ein Trocknungsgas, insbesondere Luft, durch die Materialbahn hindurchge fördert wird.

Bei dieser Verwendung kann das Trocknungsgas insbesondere von außen durch die Materialbahn in den Zwischenraum der erfindungsgemäßen Walze gefördert werden. Außerdem ist die Walze bevorzugt als Saugwalze ausgebildet, indem an den Zwischenraum eine Saugvorrichtung ange schlossen ist. Statt dessen kann aber auch im Bereich der Umschlingung des äußeren Walzenmantels mit der Materialbahn eine Blaszone vorgese hen sein, insbesondere indem dort ein Blaskasten angeordnet ist. Auch auf diese Weise kann ein Trocknungsgas von außen durch die Material bahn in den Zwischenraum gefördert werden. Außerdem ist es möglich, eine solche Blaszone mit einer an den Zwischenraum angeschlossenen Saugvorrichtung zu kombinieren.

Bei Verwendung einer Saugvorrichtung ist diese bevorzugt stirnseitig an den Zwischenraum angeschlossen. Dadurch wird die Konstruktion der Walze vereinfacht und ein großer Durchmesser der Lager vermieden. Be sonders bevorzugt ist es dabei, wenn ein mit dem Zwischenraum fluchtender Saugkasten vorgesehen ist. Verbindungsleitungen zwischen der Saugvorrichtung und dem Zwischenraum sind dadurch entbehrlich.

Die erfindungsgemäße Walze kann grundsätzlich aber auch zur Förderung des Trocknungsgases vom Zwischenraum durch die Materialbahn nach außen ausgebildet sein. In diesem Fall wird die Materialbahn mittels eines Trockensiebes an die Walze angepreßt.

Bevorzugt kann die Walze dabei als Blaswalze ausgebildet sein, indem an den Zwischenraum eine Blasvorrichtung angeschlossen ist. Auch in die sem Fall wird die Blasvorrichtung bevorzugt stirnseitig an den Zwischen raum angeschlossen, um eine einfache Konstruktion der Walze zu errei chen.

Besonders bevorzugt ist es des weiteren, wenn ein mit dem Zwischenraum fluchtender Blaskasten vorgesehen ist. Dies macht wiederum Verbin dungsleitungen zwischen der Blasvorrichtung und dem Zwischenraum entbehrlich.

Statt einer an den Zwischenraum angeschlossenen Blasvorrichtung kann im Umschlingungsbereich des Walzenmantels eine Saugzone eingerichtet sein. Beispielsweise kann dort ein Saugkasten angeordnet sein. Auch auf diese Weise kann Trocknungsgas vom Zwischenraum durch die Material bahn nach außen gefördert werden. Eine solche Saugzone kann auch mit einer an den Zwischenraum angeschlossenen Blasvorrichtung kombiniert sein.

Zur Vermeidung von Verlustströmungen sind Blas- und Saugkasten je weils zum Außenraum hin abgedichtet, beispielsweise über Dichtbürsten oder Schaber. Des weiteren können bevorzugt im nicht von der Materialbahn umschlungenen Bereich der Walze im Zwischenraum feststehende Abdeckungen für die Durchtrittsöffnungen des äußeren Walzenmantels vorgesehen sein. Auch hierdurch werden Verlustströmungen vermieden und damit die Wirksamkeit der Vorrichtung verbessert.

Zur Abstützung der beiden Walzenmäntel ist bevorzugt ein sich längs der Walzenlängsachse erstreckender zentraler Träger vorgesehen, auf welchem die beiden Walzenmäntel um ihre Längsachse drehbar abgestützt sind. Eine besonders vorteilhafte Konstruktion ergibt sich, wenn im Innern des Innenmantels speichenartige Stützelemente angeordnet sind, über welche sich der Innenmantel auf dem Träger abstützt. Der Außenmantel kann andererseits bevorzugt vom Innenmantel getragen werden.

Schließlich kann die Größe des Zwischenraums bevorzugt entsprechend einer gewünschten Strömungsgeschwindigkeit des Gases gewählt sein. Insbesondere kann durch Verkleinerung des Zwischenraums eine höhere Strömungsgeschwindigkeit und eine schnellere Reaktionszeit erreicht werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestatungen der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung:

Fig. 1 einen Abschnitt einer Trockenpartie mit erfindungsgemäßen Wal zen,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Walze,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Walze von Fig. 2, und

Fig. 4 einen Schnitt gemäß Linie A-A in Fig. 2.

Der in Fig. 1 dargestellte Abschnitt einer Trockenpartie umfaßt eine er ste Walze 1 und eine zweite Walze 2, über welche eine Materialbahn 3 in Richtung des Pfeils I mäanderartig geführt ist. Die beiden Walzen 1 und 2 sind jeweils als Saugwalze ausgebildet und an eine hier nicht im einzelnen dargestellte Saugvorrichtung angeschlossen. Beide Walzen 1, 2 sind au ßerdem jeweils von einem Sieb 4 umgeben, welches jeweils zwischen Ma terialbahn 3 und Walze 1, 2 angeordnet ist. Das Sieb 4 kann, anders als dargestellt, auch fest auf den Walzen 1, 2 angeordnet, beispielsweise auf diese aufgezogen oder aufgeschrumpft, sein.

Im Bereich der Umschlingung der beiden Walzen 1, 2 mit der Material bahn 3 sind jeweils Blashauben 5 angeordnet, über welche die Material bahn 3 zur Prallströmtrocknung mit Luft beaufschlagbar ist. Im Falle der Walze 1 ist die Haube 5 einteilig, im Falle der Walze 2 zweiteilig ausgebil det.

Die erfindungsgemäße Walze 1 umfaßt, wie sich aus den Fig. 2 und 3 er gibt, einen Walzenmantel 6 zur Führung der Materialbahn 3 und einen im Inneren des Walzenmantels 6 angeordneten Innenmantel 7. Zwischen äu ßerem Walzenmantel 6 und Innenmantel 7 ist ein ringförmiger Zwischen raum 8 ausgebildet, welcher gegenüber dem Inneren 9 des Innenmantels 7 gasdicht abgedichtet ist. Der Innenmantel 7 ist hierfür gasdicht ausge bildet und an seinen Stirnseiten mit Verkleidungen 10 versehen.

Der äußere Walzenmantel 6 weist dagegen Gasdurchtrittsöffnungen, ins besondere in Form von Bohrungen 14 auf. Auf diese Weise steht der Zwi schenraum 8 mit dem Außenraum in Verbindung.

Der Innenmantel 7 stützt sich über speichenartige Stützelemente 11 auf einem sich längs der Walzenlängsachse II erstreckenden Träger 12 um die Walzenlängsachse II drehbar ab. Fig. 4 zeigt den Querschnitt der spei chenartigen Stützelemente 11. Der äußere Walzenmantel 6 wird durch den Innenmantel 7 getragen.

Die Größe des Zwischenraums 8 ist insbesondere entsprechend einer ge wünschten Strömungsgeschwindigkeit des Gases gewählt, beispielsweise so, daß das Volumen des Zwischenraums 8 ca. 10 bis ca. 15% des Volu mens des gesamten Walzeninnenraumes beträgt. Der Zwischenraum 8 ist an eine Saugvorrichtung, insbesondere an einen Saugkasten angeschlos sen, der stirnseitig mit dem Zwischenraum 8 fluchtend vorgesehen sein kann, hier aber nicht dargestellt ist.

Grundsätzlich kann der Zwischenraum 8 aber auch an eine Blasvorrich tung, die entsprechend ausgebildet sein kann, angeschlossen sein, insbe sondere wenn die Walze 1 zur Durchströmtrocknung einer Materialbahn eingesetzt wird. Bei einem solchen Einsatz kann statt einer an den Zwi schenraum 8 angeschlossenen Saug- oder Blasvorrichtung oder zusätzlich hierzu im Umschlingungsbereich der Walze 1 auch eine Blas- oder Saug zone eingerichtet sein. Auch auf diese Weise kann zur Trocknung eine Durchströmung der Materialbahn 3 in der gewünschten Richtung erzeugt werden.

Wie man in den Fig. 2 und 3 erkennt, kann durch die seitliche Anordnung der an den Zwischenraum 8 angeschlossenen Saug- oder Blasvorrichtung die Größe der Lagerzapfen 13 des zentralen Trägers 12 und damit auch die Größe der hier nicht dargestellten Lagerstützen der Walze 1 verhält nismäßig klein gehalten werden. Insgesamt ergibt sich ein einfacher Auf bau der Walze 1.

Die Blas- und Saugvorrichtungen sowie die Blas- und Saugkästen sind jeweils durch Dichtungen gegen Verlustströme abgedichtet. Außerdem können in den nicht umschlungenen Bereichen der Walzen 1 und 2 fest stehende Abdeckungen für die Durchtrittsöffnungen 14 im äußeren Wal zenmantel 6 vorgesehen sein.

Es ergibt sich eine Walze mit kurzen Reaktionszeiten beim Aufbau eines gewünschten Über- oder Unterdruckes, was insbesondere beim Aufführ vorgang nach einer Produktionsunterbrechung durch Abriß der Material bahn oder dergleichen von Vorteil ist. Der besaugte oder mit Druck beauf schlagte Raum der Walze kann hinsichtlich seiner Größe auf eine optimale Strömungsgeschwindigkeit des Gases ausgelegt werden. Durch Reduzie rung des überwiegenden Teils der Walze auf eine Tragfunktion kann die Walze außerdem einfacher und leichter ausgeführt werden. Die Gesamt masse der Walze kann dadurch reduziert werden.

Bezugszeichenliste

1

Walze

2

Walze

3

Materialbahn

4

Sieb

5

Blashaube

6

Walzenmantel

7

Innenmantel

8

Zwischenraum

9

Innenraum von

7

10

Seitenverkleidung

11

Stützelement

12

zentraler Träger

13

Lagerzapfen

14

Durchtrittsöffnung
I Bahnlaufrichtung
II Walzenlängsachse

Claims

1. Walze zur Verwendung in der Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung einer Materialbahn (3), insbesondere zum Führen und Halten einer mittels eines Trocknungsgases beaufschlagten Papier bahn, mit einem Mantel (6), über welchen die Materialbahn (3) beim Betrieb der Walze (1), die Walze (1) dabei teilweise umschlingend, geführt ist und in welchem Gasdurchtrittsöffnungen (14) vorgesehen sind, und Mitteln zum Fördern von Gas durch den Walzenmantel (6), dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Walzenmantels (6) ein zweiter, gasdichter Man tel (7) vorgesehen ist, der mit dem äußeren Walzenmantel (6) einen Ringraum (8) bildet, und daß der Ringraum (8) gegenüber dem Inne ren (9) des Innenmantels (7) gasdicht abgedichtet ist.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas von außen durch die Materialbahn (3) in den Zwi schenraum (8) gefördert wird.

3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Zwischenraum (8) eine Saugvorrichtung angeschlossen ist.

4. Walze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugvorrichtung stirnseitig an den Zwischenraum (8) ange schlossen ist.

5. Walze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Saugvorrichtung ein mit dem Zwischenraum (8) fluchtender Saugkasten vorgesehen ist.

6. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Umschlingung des äußeren Walzenmantels (6) mit der Materialbahn (3) eine Blaszone angeordnet ist.

7. Walze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blaszone durch einen Blaskasten (5) gebildet wird.

8. Walze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Blaskasten (5) durch seitliche Abdichtungen, insbesondere Dichtbürsten oder Schaber gegen Verlustströmungen abgedichtet ist.

9. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas vom Zwischenraum (8) durch die Materialbahn (3) nach außen gefördert wird.

10. Walze nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den Zwischenraum (8) eine Blasvorrichung angeschlossen ist.

11. Walze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasvorrichtung stirnseitig an den Zwischenraum (8) ange schlossen ist.

12. Walze nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Blasvorrichtung ein mit dem Zwischenraum (8) fluchtender Blaskasten vorgesehen ist.

13. Walze nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Umschlingung des äußeren Walzenmantels (6) mit der Materialbahn (3) eine Saugzone angeordnet ist.

14. Walze nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugzone durch einen Saugkasten gebildet wird.

15. Walze nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugkasten durch seitliche Abdichtungen, insbesondere Dichtbürsten oder Schaber gegen Verlustströmungen abgedichtet ist.

16. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im nicht von der Materialbahn (3) umschlungenen Bereich der Walze (1) im Zwischenraum (8) feststehende Abdeckungen für die Durchtrittsöffnungen (14) des äußeren Walzenmantels (6) vorgese hen sind.

17. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich längs der Walzenlängsachse (II) erstreckender zentraler Träger (12) vorgesehen ist, auf welchem die beiden Walzenmäntel (6, 7) um ihre Längsachse (II) drehbar abgestützt sind.

18. Walze nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren (9) des Innenmantels (7) speichenartige Stützele mente (11) angeordnet sind, über welche sich der Innenmantel (7) auf dem zentralen Träger (12) abstützt.

19. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (6) vom Innenmantel (7) getragen wird.

20. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Zwischenraums (8) entsprechend einer ge wünschten Strömungsgeschwindigkeit des Gases gewählt ist, insbe sondere ca. 10 bis ca. 15% des Volumens des gesamten Walzenin nenraums beträgt.

21. Walze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Verbindung mit einem Sieb verwendet wird, welches zwi schen Materialbahn (3) und Walze (1, 2) angeordnet ist.