DE102005054447A1

DE102005054447A1 - Dampfbeheizter Trockenzylinder

Info

Publication number: DE102005054447A1
Application number: DE200510054447
Authority: DE
Inventors: Herbert Boden; Günter Dr. Halmschlager
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2005-11-16
Filing date: 2005-11-16
Publication date: 2007-05-24

Abstract

Die Erfindung betrifft einen dampfbeheizten Trockenzylinder einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben mit einem thermisch leitenden Zylindermantel (2), dessen Innenraum (5) mit Dampf versorgt wird und an dessen Innenseite sich ein Kondensatfilm (4) bildet, wobei an der Innenseite thermisch leitende Leisten (3) befestigt sind, die zumindest überwiegend aus dem Kondensatfilm (4) ragen, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Leitfähigkeit der Leisten (3) und/oder der Verbindung zwischen dem Zylindermantel (2) und den Leisten (3) nicht unter der thermischen Leitfähigkeit des Zylindermantels (2) liegt.

Description

Die Erfindung betrifft einen dampfbeheizten Trockenzylinder einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben mit einem thermisch leitenden Zylindermantel dessen Innenraum mit Dampf versorgt wird und an dessen Innenseite sich ein Kondensatfilm bildet, wobei an der Innenseite thermisch leitende Leisten befestigt sind, die zumindest überwiegend aus dem Kondensatfilm ragen.

Wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit des Kondensats werden an der Innenseite des Zylindermantels häufig in Umfangsrichtung verlaufende Leisten oder Störleisten angebracht.

Diese Leisten ragen meist aus dem Kondensatfilm heraus und verbessern so die Wärmeübertragung vom Dampf zum Zylindermantel und somit zu der, den Trockenzylinder umschlingenden Faserstoffbahn.

Dabei kann der Wirkungsgrad jedoch nicht befriedigen.

Da der zwischen den Leisten vorhandene Raum die anfallende Kondensatmenge aufnehmen muss, ohne dass der Kondensatpegel über die Leisten hinausragt, sind der Ausdehnung der Leistung enge Grenzen gesetzt.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Wärmübertragung vom Dampf zum Trockenzylinder mit möglichst einfachen Mitteln zu verbessern.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die thermische Leitfähigkeit der Leisten und/oder der Verbindung zwischen dem Zylindermantel und den Leisten nicht unter der thermischen Leitfähigkeit des Zylindermantels liegt.

Hierbei wurde erkannt, dass neben den Leisten selbst die Verbindung zwischen den Leisten und dem Zylindermantel eine Schwachstelle bei den bekannten Trockenzylindern darstellt, die den Wärmefluss vom Dampf zum Zylindermantel, der wegen des Kondensatfilms weitestgehend über die Leisten erfolgt, relativ stark begrenzen kann.

Dies kann dadurch optimiert werden, dass die thermische Leitfähigkeit der Leisten und/oder der Verbindung zwischen dem Zylindermantel und den Leisten sogar über der thermischen Leitfähigkeit des Zylindermantels liegt.

Dabei sollte auch eine möglichst großflächige Verbindung zwischen den Leisten und dem Zylindermantel angestrebt werden.

Eine Realisierung einer derartigen Verbindung ist dadurch möglich, dass die Leisten am Zylindermantel angeschweißt oder angelötet werden.

Ergänzend oder alternativ ist es aber auch vorteilhaft, wenn die Leisten mechanisch mit dem Zylindermantel verbunden sind.

Um dabei die Leitfähigkeit der Verbindung zu verbessern, sollte zwischen den Leisten und dem Zylindermantel eine Wärmeleitpaste oder eine Wärmeleitfolie eingebracht werden. Dies ermöglicht eine möglichst vollflächige gut leitende Verbindung.

Von Vorteil kann es auch sein, wenn die Leisten am Zylindermantel angeklebt werden. Dabei kann die thermische Leitfähigkeit des Klebers durch Zusatzstoffe verbessert werden.

Unabhängig von der Befestigungsart, kann die Wärmeleitung noch durch die Wahl des Leistenmaterials verbessert werden. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Leisten aus Kupfer oder Aluminimum bestehen.

Um in diesem Fall jedoch eine elektrochemische Korrosion zu vermeiden, sollte an der Innenseite des Zylindermantels eine Opferelektrode vorgesehen werden.

Eine elektrochemische Korrosion kann allerdings auch durch einen entsprechenden pH-Wert des Dampfes vermieden werden.

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die Leisten zumindest überwiegend, vorzugsweise ausschließlich axial verlaufen.

Auf diese Weise bilden die Leisten axiale Rillen, in denen das anfallende Kondensat zu den Stirnseiten des Zylindermantels geführt werden kann. Von dort kann das Kondensat dann von einem stehenden oder rotierenden Siphon entfernt werden.

Damit unterschiedliche Wärmedehnungen zwischen den Leisten und dem Zylindermantel nicht die Verbindung beeinträchtigen, sollten die Leisten aus mehreren Teilleisten gebildet werden. Damit reduzieren sich die maximalen Dehnungsunterschiede zwischen den Leisten und dem Zylindermantel erheblich.

Unabhängig vom Verlauf und der Gestalt der Leisten sollte jedoch im Interesse geringer Dehnungsunterschiede gewährleistet sein, dass die maximale Länge der Leisten bzw. Teilleisten maximal 5 m, vorzugsweise maximal 3 m und insbesondere maximal 2 m ist.

Außerdem ist zu berücksichtigen, dass der Dampf die Verbindung zwischen den Leisten und dem Zylindermantel beeinträchtigen kann. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Verbindung zwischen den Leisten und dem Zylindermantel gegenüber dem Dampf abgedichtet wird.

Insbesondere bei Leisten aus gut thermisch leitendem Material, wie Kupfer oder Aluminimum ist die Gestaltung der Leisten als T-Profil vorteilhaft.

Dies bietet nicht nur die Möglichkeit einer großflächigen Verbindung zum Zylindermantel, bei gleichzeitiger Gewährleistung einer ausreichenden Wärmeleitung zum Zylindermantel, sondern auch eine einfache Herstellbarkeit der Leisten.

Alternativ kann es jedoch auch vorteilhaft sein, wenn die Leisten durch das Fräsen von Rillen in den Zylindermantel gebildet werden.

Dies setzt natürlich voraus, dass hierdurch der Zylindermantel nicht zu stark geschwächt wird. Allerdings kann durch die verbesserte Leitfähigkeit zwischen dem Dampf und dem Zylindermantel oft auch der Dampfdruck im Zylindermantel und somit auch die Belastung des Zylindermantels vermindert werden.

Von besonderem Vorteil ist die Leistungssteigerung bestehender Trockenzylinder wegen des günstigen Aufwand-Nutzen-Verhältnisses durch die Anbringung von Leisten in Form eines Umbaus derselben.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt die Figur einen schematischen Teilquerschnitt durch einen Zylindermantel 2 eines dampfbeheizten Trockenzylinders.
Trockenzylinder dienen zur Aufheizung von Faserstoffbahnen 1 und sind insbesondere in Trockengruppen von Papiermaschinen zu finden.
Zu diesem Zweck umschlingt die Faserstoffbahn 1 den Zylindermantel 2 des Trockenzylinders. Anschließend kann die so aufgeheizte Faserstoffbahn 1 ausdampfen, was zu deren Trocknung führt.
Im Allgemeinen wird die Faserstoffbahn 1 in den Trockengruppen abwechselnd über beheizte Trockenzylinder und Leitwalzen geführt.
Zur Heizung des Trockenzylinders wird der, von dem Zylindermantel 2 umfasste Innenraum 5 mit Wasserdampf unter Druck gesetzt. Infolge der Wärmeabgabe an den Zylindermantel 2 kommt es dabei zur Bildung eines Kondensatfilms 4 an der Innenseite des Zylindermantels 2.
Da der Kondensatfilm 4 aus Wasser thermisch isolierend wirkt, gilt es die Wärmeübertragung zwischen dem Dampf und dem Zylindermantel 2 zu verbessern.
Erreicht wird dies hier über die Anbringung von Leisten 3 an der Innenseite des Zylindermantels 2, die aus dem Kondensatfilm 4 heraus ragen.
Diese Leisten 3 verlaufen axial und bilden mit benachbarten Leisten 3 je eine Rille zur Aufnahme des Kondensats. In diesen Rillen kann das Kondensat zu den Stirnseiten des Zylindermantels 2 laufen, von wo es über einen Siphon aus dem Trockenzylinder entfernt wird.
Während der Zylindermantel 2 aus Guss oder Stahl besteht, sind die Leisten 3 aus Kupfer oder Aluminium.
Um nicht nur bei den Leisten 3, sondern auch bei der Verbindung der Leisten 3 mit dem Zylindermantel 2 eine über der Leitfähigkeit des Zylindermantels 2 liegende Leitfähigkeit zu erreichen, werden die Leisten 3 großflächig mit dem Zylindermantel 2 verbunden.
Hierzu sind die Leisten 3 als T-Profil ausgebildet und mit ihrer großen Oberkante an der Innenseite des Zylindermantels 2 befestigt.
Die Befestigung der Leisten 3 an dem Zylindermantel 2 wird über Kleben hergestellt.
Um den Klebstoff vor dem Dampf zu schützen, sind die Verbindungsflächen gegenüber dem Innenraum 5 über eine seitliche Dichtschicht abgegrenzt.
Dies kann relativ einfach über eine seitliche, axial verlaufende Dichtung zwischen den Leisten 3 erfolgen.
Bei einer mechanischen Verbindung über Verschrauben oder Klemmen wird zwischen die Leisten 3 und den Zylindermantel 2 eine Wärmeleitfolie oder eine Wärmeleitpaste eingebracht. Diese Leitmittel haben eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit und gewährleisten einen großflächigen, thermischen Kontakt zwischen den Leisten 3 und dem Zylindermantel 2.
Um die Belastung der Verbindung infolge unterschiedlicher Wärmedehnungen von Leisten 3 und Zylindermantel 2 zu begrenzen, sind die Leisten 3 in Teilleisten unterteilt, deren Länge maximal 3 m beträgt.
Außerdem befindet sich im Innenraum 5 eine Opferelektrode zur Vermeidung einer elektrochemischen Korrosion bei den Leisten 3.

Claims

Dampfbeheizter Trockenzylinder einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben mit einem thermisch leitenden Zylindermantel (2) dessen Innenraum (5) mit Dampf versorgt wird und an dessen Innenseite sich ein Kondensatfilm (4) bildet, wobei an der Innenseite thermisch leitende Leisten (3) befestigt sind, die zumindest überwiegend aus dem Kondensatfilm (4) ragen, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Leitfähigkeit der Leisten (3) nicht unter der thermischen Leitfähigkeit des Zylindermantels (2) liegt.
Dampfbeheizter Trockenzylinder einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung derselben mit einem thermisch leitenden Zylindermantel (2) dessen Innenraum (5) mit Dampf versorgt wird und an dessen Innenseite sich ein Kondensatfilm (4) bildet, wobei an der Innenseite thermisch leitende Leisten (3) befestigt sind, die zumindest überwiegend aus dem Kondensatfilm (4) ragen, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Leitfähigkeit der Verbindung zwischen dem Zylindermantel (2) und den Leisten (3) nicht unter der thermischen Leitfähigkeit des Zylindermantels (2) liegt.
Dampfbeheizter Trockenzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Leitfähigkeit der Leisten (3) und/oder der Verbindung zwischen dem Zylindermantel (2) und den Leisten (3) über der thermischen Leitfähigkeit des Zylindermantels (2) liegt.
Dampfbeheizter Trockenzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leisten (3) am Zylindermantel (2) angeschweißt oder angelötet sind.
Dampfbeheizter Trockenzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leisten (3) mechanisch mit dem Zylindermantel (2) verbunden sind.
Dampfbeheizter Trockenzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den Leisten (3) und dem Zylindermantel (2) eine Wärmeleitpaste oder eine Wärmeleitfolie befindet.
Dampfbeheizter Trockenzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leisten (3) am Zylindermantel (2) angeklebt sind.
Dampfbeheizter Trockenzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leisten (3) aus Kupfer oder Aluminimum bestehen.
Dampfbeheizter Trockenzylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich an der Innenseite des Zylindermantels (2) eine Opferelektrode befindet.
Dampfbeheizter Trockenzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leisten (3) zumindest überwiegend axial verlaufen.
Dampfbeheizter Trockenzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leisten (3) aus mehreren Teilleisten gebildet werden.
Dampfbeheizter Trockenzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Länge der Leisten (3) bzw. Teilleisten maximal 5 m, vorzugsweise maximal 3 m und insbesondere maximal 2 m ist.
Dampfbeheizter Trockenzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen den Leisten (3) und dem Zylindermantel (2) gegenüber dem Dampf abgedichtet ist.
Dampfbeheizter Trockenzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leisten (3) als T-Profil ausgebildet sind.
Dampfbeheizter Trockenzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leisten (3) durch das Fräsen von Rillen in den Zylindermantel gebildet werden.
Dampfbeheizter Trockenzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leisten (3) während des Umbaus eines bestehenden Trockenzylinders angebracht werden.