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Saugwalze zum Entwässern von Stoff-, insbesondere Papierstoffbahnen
Die Erfindung betrifft Saugwalzen zum Entwässern von Stoff-, insbesondere Papierstoffbahnen.
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Die für diesen Zweck bekannten Saugwalzen bestehen im wesentlichen
aus einem rotierenden, mit Saugöffnungen versehenen Walzenmantel und einer im Inneren
der Walze angeordneten, nicht umlaufenden Saugkammer. Die Saugöffnungen sind reihenweise
über den ganzen Walzenmantel verteilt, während sich die Saugkammer nur über einen
Teil der inneren Walzenmantelfläche erstreckt und so .eine Saugzone bildet. Eine
über die Saugwalze geführte Stoffbahn wird - solange sich die von ihr bedeckten
Saugöffnungen im Bereich der Saugzone befinden - entwässert, indem die Saugkammer
infolge des in ihr herrschenden Unterdruckes Wasser aus der Stoffbahn durch die
Saugöffnungen saugt.
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Bei den herkömmlichen Saugwalzen sind die Saugöffnungen meist als
zylindrische Bohrungen ohne Aussenkungen ausgeführt. Derartige Saugöffnungen haben
den Nachteil, daß sie nur in der Größe ihres Bohrungsquerschnittes wirksam sind
und daß ihr scharfkantiger Rand eine unerwünschte Kontraktion der Strömung am Eintrittsquerschnitt
hervorruft, die eine Leistungsverminderung mit sich bringt. Man hat dann die Saugöffnungen
mit Aussenkungen versehen, die jedoch nur verhältnismäßig klein ausgeführt werden
konnten, weil eine größere Materialabnahme bei Berücksichtigung der kleinen Lochabstände
nicht möglich war und zur Unterschreitung der notwendigen Festigkeitswerte des Walzenmantels
geführt hätte. Es konnte so auch keine wesentliche Verbesserung der Strömungsverhältnisse
erzielt werden.
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Bei einer anderen bekanntgewordenen Saugwalze hat man Aussenkungen
mit einem grundsätzlich sehr spitzen Kegelwinkel vorgenommen. Mit diesen Aussenkungen
wird eine Verbesserung der Saugleistung angestrebt. Gegenüber flacheren Aussenkungen
sollen bei noch ausreichender Festigkeit des Walzenmantels das Zurückbleiben von
Siebwasser in den Aussenkungen und Ansammlungen von Stoff in den Saugöffnungen vermieden
werden. Es wurde auch vorgeschlagen, die Aussenkungen konvex äuszubilden.
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Diese Maßnahmen konnten jedoch einen wesentlichen Erfolg nicht mit
sich bringen. Die Kontraktion der Strömung am Eintrittsquerschnitt wurde nur unbedeutend
vermindert; -außerdem zeigte sich in den Saugöffnungen eine unerwünschte Drosselung
der Strömung. Schließlich sind auch Saugwalzen bekanntgeworden, bei denen die Saugöffnungen
an der inneren Fläche des Walzenmantels Aussenkungen aufweisen, die im wesentlichen
dazu dienen sollen, den Verschleiß der Saugkammerdichtungen auf ein erträgliches
Maß zurückzuführen. Alle bekannten Saugwalzen, einschließlich jene, deren Saugöffnungen
mit Aussenkengen versehen sind, weisen an den Ein- und Austrittsquerschnitten der
Saugöffnungen und vielfach auch in den Öffnungen kreisrunde mehr oder weniger scharfe
Kanten auf, durch die die Strömung ungünstig beeinflußt und die Saugleistung herabgesetzt
wird.
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Soweit die Saugöffnungen als zylindrische Bohrungen im Walzenmantel
ausgeführt sind, geben sie Anlaß zu der bekannten Bildung von Grenzschichten, wobei
die Strömungsgeschwindigkeit von der Mitte der Bohrungen her parabolisch abnimmt
und in Wandnähe gleich Null ist. Es ergibt sich der Nachteil, daß in den wandnahen
Zonen Wasserrückstände verbleiben, die beim konstanten Umlauf des Walzenmantels
nach dem Verlassen der Saugzone infolge der sich auswirkenden zentrifugalen Kräfte
wieder nach außen geschleudert werden.
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Ein weiterer Nachteil dieser Saugwalzen besteht darin, daß die Saugöffnungen
nach dem Verlassen der Saugzone plötzlich mit der freien Atmosphäre in Verbindung
kommen und bei dem eintretenden Druckausgleich infolge ihrer unvorteilhaften Ausbildung
unerwünschte starke Geräusche hervorrufen. Man hat versucht, diese Geräuschbildung
durch eine besonders geartete Anordnung der-Lochreihen im Walzenmantel bzw. durch
einen in anderer Weise herbeigeführten abgestuften Druckausgleich zu vermindern,.
und hat dabei auch begrenzte Fortschritte erzielt, die aber noch nicht befriedigend
sind.
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Da man auch mit den Aussenkungen an der Innenfläche des Walzenmantels
infolge des weiterhin vorhandenen scharfen Lochrandes bzw. des Senkgrates keine
wesentliche Verbesserung im Verschleiß der Saugkammerdichtungen erzielen konnte,
bat man eine Anordnung der Saugöffnungen in der Weise vorgenommen,
daß
wenigstens eine gleichmäßige Abnutzung eintritt.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt nun insbesondere eine Verbesserung
der Strömungsverhältnisse bei Saugwalzen und damit eine Erhöhung des 'Entwässerungseffektes
durch Vermeidung einer Kontraktion der Strömung am Eintrittsquerschnitt der Saugöffnungen
und durch Verhinderung der Bildung von Grenzschichten in den Saugöffnungen. Sie
bezweckt ferner die Vermeidung der Ansammlung von Flüssigkeitsresten in den Saugöffnungen
und deren Ausschleudern. Schließlich wird auch eine Verminderung der Arbeitsgeräusche
und eine weitere Herabsetzung der Abnutzung der Dichtungsmittel bezweckt.
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Eine Saugwalze zum Entwässern von Stoff-, insbesondere Papierstoffhahnen
mit einer im Inneren angeordneten Saugkammer und einem mit abgerundeten Saugöffnungen
versehenen umlaufenden Walzenmantel ist erfindungsgemäß in der Weise ausgebildet,
daß die Abrundungen der Saugöffnungen sowohl in die äußere als auch in die innere
Fläche des Walzenmantels tangential' übergehen und entweder unmittelbar oder über
zylinder- bzw. trichterförmig ausgebildete Kanäle völlig kantenlos miteinander in
Verbindung stehen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Abrundungen der
Saugöffnungen kreisbogen- oder kurvenförmig konvex, z. B. parabolisch, ausgebildet.
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Die Erfindung sieht ferner vor, daß sich der kleinste Querschnitt
der Saugöffnungen näher der äußeren Mantelfläche befindet und daß die Saugöffnungen
nach der inneren Mantelfläche zu trichterartig erweitert sind.
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Hierdurch wird eine durchweg konstante Geschwindigkeitsverteilung
der Strömung ohne eine Kontraktion am Eintrittsquerschnitt der Saugöffnungen erzielt.
Der Entwässerungseffekt wird erhöht. Die Grenzschichtenbildung ist vermieden. Flüssigkeitsreste
können sich nicht ansammeln und somit auch nicht wieder nach außen geschleudert
werden. Der Druckausgleich beim Verlassen der Saugzone geht allmählicher vor sich,
und das Arbeitsgeräusch wird dadurch vermindert. Die Gebrauchsdauer der Saugkammerdichtungen
wird durch den völligen Wegfall scharfer Lochränder verlängert, und der Wirkungsgrad
bei der Entwässerung erreicht einen optimalen Wert.
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Die Erfindung kann bei Saugwalzen der verschiedensten Art, beispielsweise
bei solchen mit versetzten Lochreihen, die schon dadurch eine verminderte Geräuschbildung
aufweisen, zur Anwendung gebracht werden, wobei deren Vorteile noch gesteigert werden.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben
und in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen. Teil des Saugwalzenmantels
im Schnitt mit einer erfindungsgemäß ausgeführten Saugöffnung, Fig. 2 einen ebensolchen
Teil im Schnitt mit einer erfindungsgemäß ausgeführten Saugöffnung in abgewandelter
Form, Fig. 3 einen ebensolchen Teil im Schnitt mit einer erfindungsgemäßen Saugöffnung
nach einem weiteren Ausführungsbeispiel, Fig. 4 die schematische Darstellung einer
Saugwalze mit an sich bekannter Anordnung der Saugöffnungen, die gemäß der Erfindung
ausgebildet sind.
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Die im Saugwalzenmäntel 9 angeordneten Saugöffnungen 1 sind nach Fig.
1 an den äußeren und inneren Walzenmantelflächen 3 bzw. 4 mit Ausrenkungen 2 versehen,
die kreisbogenförmig konvex ausgebildet sind und in die äußere sowie innere Fläche
des Walzenmantels tangential übergehen. Sie stehen ferner mit der Saugöffnung 1
kantenlos in Verbindung. Der kleinste Querschnitt 5 erstreckt sich in der Achsrichtung
der Saugöffnung 1 über eine verhältnismäßig kurze Strecke.
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Nach Fig. 2 gehen die Versenkungen 2 im kleinsten Querschnitt 5, der
in der Mitte zwischen der äußeren, 3, und der inneren Walzenmantelfläche 4 liegt,
ineinander über.
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Bei der Saugöffnung 1 nach Fig. 3 liegt der kleinste Querschnitt 5
näher an der äußeren Walzenmantelfläche 3. Die äußere Ausrenkung 2 verläuft an dieser
Stelle in Form einer nach innen zu erweiterten konischen Bohrung 6, an die sich
die innere Aussenkung 2 anschließt.
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Die Form der Ausrenkungen 2 kann kreisbogenförmig konvex oder nach
einer Kurve gestaltet, z. B. parabolisch, sein.
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In der Fig. 4 ist eine Saugwalze mit einer an sich bekannten Lochanordnung
dargestellt. Die Saugöffnungen sind gemäß der Erfindung ausgebildet. Mit 7 und 8
ist die netzartige Struktur der Lochreihen angedeutet.