DE1511217C - Trockenzylinder für Papiermaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Trockenzylinder für Papiermaschinen, dessen Innenraum mit Einrichtungen zur Zufuhr von Heizdampf sowie mit einem Kondensatabzugsystem zum Abführen des sich innen am Zylindermantel ansammelnden Kondensats versehen ist, wobei das Kondensatabzugsystem mindestens ein über Auslaßrohre an eine Sammelleitung angeschlossenes Saugrohr enthält, das in der Nähe der inneren Wandfläche des Zylindermantels in Zylinderlängsrichtung verläuft und eine Anzahl von Saugdüsenrohren geringen Durchmessers trägt, deren Öffnungen nahe der Zylindermantelfläche und deren Mündungen im Abstand von der Saugrohrwand im Inneren des Saugrohres liegen.

Ein derartiges Kondensatabzugsystem soll eine gleichmäßige Papierbahntrocknung über die gesamte Breite des Zylindermantels gewährleisten, um zu verhindern, daß die zu trocknende Papierbahn noch mehr oder weniger feuchte Abschnitte behält, die sich bei der Weiterverarbeitung der Papierbahn äußerst störend bemerkbar machen. Eine gleichmäßige Papierbahntrocknung kann aber nur erreicht werden, wenn Unregelmäßigkeiten in der Ausbildung der Kondensatfilmdicke an der Zylindermantelinnenseite vermieden werden, da hierdurch der Wärmeübergang vom Heizdampf im Innern des Trockenzylinders auf den Zylindermantel unterschiedlich beeinflußt wird. Dementsprechend muß das Abführen des sich ansammelnden Kondensats über die'Breite des Zylindermantels absolut gleichmäßig erfolgen.

Es ist zum Abführen des Kondensats bereits ein Siphonsystem bekannt, bei dem das Kondensat an mehreren Stellen von der inneren Fläche des Zylindermantels abgenommen wird, und zwar über in Längsrichtung nahe der inneren Wandfläche des Zylindermantels angeordnete Saugrohre, die zur Wandfläche hinweisende Öffnungen besitzen. Mit solch einem Abzugsystem ist jedoch ein gleichmäßiges Absaugen des Kondensats nicht möglich, da die Saugwirkungen von Öffnungen in der Nähe einer von dem Saugrohr fortführenden Anschlußleitung ungleich größer sind als bei den Öffnungen, die sich nicht in unmittelbarer Nähe einer Anschlußleitung befinden.

Darüber hinaus sind solche Siphonsysteme, die im wesentlichen ohne Kondensatzerstäubung arbeiten, nicht bei den modernen, schnellaufenden Papiermaschinen mit Umfangsgeschwindigkeiten des Trockenzylinders in der Größenordnung von 1200 bis 1500 m/min anwendbar. Es ist nämlich bei diesen Zylinderumfangsgeschwindigkeiten nicht mehr möglieh, die infolge der erheblichen Zentrifugalkraft festgehaltenen Kondensatansammlungen ohne vorherige Zerstäubung radial zur Zylinderachse hin abzusaugen.

Ein weiteres bekanntes, in der USA.-Patentschrift 3 169 050 offenbartes Kondensatabführungssystem leitet deshalb den Dampf und das anfallende Kondensat über eine Vielzahl von kleinen Düsenrohren geringen Durchmessers ab, deren Öffnungen nahe der Zylindermantelfläche und deren Mündungen im Inneren von in Zylinderlängsrichtung verlaufenden Saugrohren im Abstand von der Saugrohrwand liegen. Vermittels dieser Düsenrohre erfolgt die Zerstäubung des Kondensats, und zwar zunächst im Bereich der Saugdüsenöffnungen nahe dem Zylindermantel und sodann im Bereich der Mündungen, die schlitzförmig ausgebildet sind, im Inneren der Saugrohre.

Werden bei diesem System infolge eines höheren Kondensatanfalls die Saugdüsenöffnungen überflutet, d. h. verschlossen, so hört zunächst die Zerstäubung in der ersten Stufe auf. Wegen der kurzen Länge und der bestehenden Druckdifferenz längs der Saugdüsenrohre kann zwar das Kondensat noch als solches in das Saugrohr eingesaugt werden, aber es wird dann in dem Saugrohr wieder durch die Zentrifugalkraft an der radial nach außen weisenden Wand abgelagert. Das führt bei diesen System dann wegen der dort getroffenen Anordnung der schlitzförmigen Mündungen sehr schnell zum Fluten auch dieser Mündungen und damit zur Beendigung der Zerstäubung auch in der zweiten Stufe, was zur Folge hat, daß die Dampf- und Kondensatabführung völlig zum Erliegen kommt.

Ist eine solche Überflutung einmal eingetreten, muß die Zylinderumfangsgeschwindigkeit stark abgebremst werden, was natürlich erhebliche Störungen des Produktionsablaufes zur Folge hat, oder man ist gezwungen, das Dampfzuführungssystem und das Dampf- und Kondensatabführungssystem von vornherein so stabil auszubilden, daß die Beaufschlagung der Systeme mit kurzzeitigem hohem Druck zur Beseitigung der Kondensatansammlungen zulässig ist. Beide Möglichkeiten stellen jedoch lediglich teure und unwirtschaftliche Notlösungen dar.

Diese Nachteile werden von der Erfindung in verblüffend einfacher Weise vollständig dadurch beseitigt, daß bei jedem Saugrohr die Einströmöffnungen der Auslaßrohre einen größeren radialen Abstand von der Zylinderdrehachse besitzen als die Mündungen der Saugdüsenrohre.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung gegenüber den bekannten Absaugvorrichtungen besteht darin, daß bei Überflutung der Saugdüsenöffnungen nicht mehr der gesamte Absaugvorgang zusammenbricht. Vielmehr wird durch Überlappung der Saugdüsenrohre und der Auslaßrohre erreicht, daß im Falle der Überflutung der Saugdüsenöffnungen das Kondensat immer noch an den Mündungen der Saugdüsenrohre zerstäubt wird und somit der Absaugvorgang nicht zum Erliegen kommen kann. Die Mündungen der Saugdüsenrohre können in keinem Fall überflutet werden, da der maximale Kondensatpegel in jedem Saugrohr durch die Lage der Einströmöffnungen der Auslaßrohre bestimmt ist.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung, die vorsieht, daß diejenigen Saugdüsenrohre, die in der Nähe der Einströmöffnungen der Auslaßrohre angeordnet sind, einen geringeren radialen Abstand von der Zylinderdrehachse besitzen als die weiter von den Einströmöffnungen der Auslaßrohre abgelegenen Saugdüsenrohre. Es ergeben sich nämlich auf Grund verschiedener Längen der Saugdüsenrohre vorherbestimmbare unterschiedliche Druckverluste, die so zu wählen sind, daß das Druckgefälle in Längsrichtung des Saugrohres ausgeglichen wird und die Kondensatabführung im Gegensatz zu den bekannten Systemen gleichmäßig über die gesamte Breite des Zylindermantels erfolgt.

In vorteilhafter Weise kann weiterhin vorgesehen sein, daß die Einströmöffnungen der Auslaßrohre in Längsrichtung der Saugrohre einen gleichmäßigen Abstand voneinander besitzen. Hierdurch wird das gegebene Druckgefälle längs des Saugrohres soweit wie möglich vermindert.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele

der Erfindung an Hand der Zeichnungen in größeren Einzelheiten erläutert. Dabei stellt dar

F i g. 1 einen Längsschnitt eines Trockenzylinders gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt in der Ebene 2-2 der Fig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt (im vergrößerten Maßstab) in der Ebene 3-3 der F i g. 1,

F i g. 4 eine Ansicht in der Ebene 4-4 der F i g. 3,

F i g. 5 einen Schnitt (im vergrößerten Maßstab) in der Ebene 5-5 der F i g. 4,

F i g. 6 einen Längsschnitt eines Trockenzylinders gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, F i g. 7 einen Schnitt in der Ebene 7-7 der F i g. 6,

Fig. 8 einen Schnitt (in vergrößertem Maßstab) in der Ebene 8-8 der F i g. 7 und

F i g. 9 einen Schnitt (in vergrößertem Maßstab) in der Ebene 9-9 der F i g. 6.

Bei dem in F i g. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel enthält der Trockenzylinder einen dünnen, zylindrischen Außenmantel 10, der an seinen beiden Enden starr mit je einem relativ flachen, ringförmigen Stirnteil 11 bzw. 12 verbunden ist. Dazu ist an jedem Ende des Mantels 10 ein nach innen weisender Befestigungsflansch 14 vorgesehen, der mit einem Randflansch 15 des zugeordneten Stirnteils zusammenpaßt und mit diesem durch Schrauben 16 verbunden ist. Die beiden Stirnteile 11 und 12 sind ihrerseits an einer zentralen Hohlachse 13 befestigt und im übrigen mit je einem Mannloch 17 versehen, um das Innere der Walze zur Montage und zur Wartung zugänglich zu machen.

Jedes der beiden Stirnteile 11 und 12 ist in seinem mittleren Bereich (d. h. im Bereich zwischen dem inneren Rand und dem äußeren Rand) mit einem kurzen Zylinderabschnitt 18 versehen, der an seinem inneren Ende einen Flansch 19 trägt und der zweckmäßig mit dem betreffenden Stirnteil aus einem Stück besteht. Zwischen den Flanschen 19 der beiden gegenüberliegenden Zylinderabschnitte 18 erstrecken sich eine Anzahl von verhältnismäßig schweren Streben 20 in Längsrichtung durch das Innere des Trockenzylinders. Die Streben 20 sind an ihren Enden mit Flanschen 21 versehen und mittels Bolzen 22 an den Flanschen 19 befestigt. Sie dienen dem Zweck, ein Verbiegen der Stirnteile 11 und 12 zu verhindern und damit die Beanspruchungen, die im Mantel 10 an oder nahe der Verbindungsstelle mit den Stirnteilen auftreten können, zu unterbinden.

Der Mantel 10 und die Stirnteile 11 sind Gußteile.. Desgleichen ist auch die Hohlachse 13 ein Gußteil. Sie besteht aus zwei Achshälften 23 und 24, die an ihrer Verbindungsstelle mit Flanschen 25 bzw. 26 versehen und durch Bolzen 27 miteinander verbunden sind. In die Achshälfte 24 ist dabei noch eine Trennplatte 28 eingeformt, die den inneren Hohlraum der Achse 13 in zwei getrennte Kammern 29 und 30 unterteilt.

In der Nähe der beiden äußeren Enden ist die Achse 13 mit je einem Umfangsflansch 31 versehen, der mit einem Randflansch 32 der Stirnteile 11 bis 12 zusammenpaßt und mit diesem durch Schrauben 33 verbunden ist. Außerhalb der beiden Umfangsflansche 31 geht die Achse 13 in zwei Lageransätze 34 über, mit denen der Trockenzylinder in — nicht weiter dargestellten — Lagern abgestützt ist. Einer der beiden Lageransätze, in der Darstellung der F i g. 1 der rechte Lageransatz, ist über den Bereich des zugehörigen Lagers hinaus zu einem Ansatz 35 verlängert, an dem sich z. B. ein Zahnrad befestigen läßt.

Im übrigen sind beide Enden der Achse 13 mit

Bohrungen 36 bzw. 37 versehen, die mit den Kammern 29 bzw. 30 kommunizieren. Die Bohrung 37

dient dabei zur Zufuhr von Dampf unter Druck zur Kammer 30, während die Bohrung 36 zum Abzug von Kondensat aus der Kammer 29 verwendet wird.

Der in die Kammer 30 über die Bohrung 37 eingespeiste Dampf wird über Dampfzufuhrleitungen 38 in das Innere des Trockenzylinders eingespeist. Die Dampfzufuhrleitungen gehen von der Kammer 30 aus und erstrecken sich parallel zur Achse 13 durch das Innere des Trockenzylinders. Sie sind mit reihenweise angeordneten Auslaßöffnungen 39 versehen.

Zum Abzug des Kondensats aus dem Innern des Trockenzylinders ist ein Abzugsystem vorgesehen, das zwei einander in bezug auf die Achse 13 gegenüberliegende Saugrohre 40 und 41 enthält. Diese Saugrohre liegen in der Nähe der inneren Wandfläche des Mantels 10. Sie besitzen, wie sich am deutlichsten aus F i g. 5 ergibt, einen rechteckigen Querschnitt und sind zweckmäßig aus zwei in Längsrichtung miteinander verschweißten, einander zugekehrten U-Profilen gebildet.

Zur Befestigung der Saugrohre 40 bzw. 41 dienen A-förmige Konsolen 44, deren Schenkelenden mit der jeweils benachbart verlaufenden Strebe 20 verschraubt sind und deren Kopf eine U-förmige Querschiene 45 trägt. Die Querschienen 45 sind mit einer Ausnehmung zur Aufnahme des Saugrohres 40 bzw.

41 versehen und zweckmäßig mit dem betreffenden Saugrohr verschweißt. Im übrigen ist jedes Saugrohr noch gegen die Zylinderabschnitte 18 der beiden Stirnteile 11 und 12 abgestützt, und zwar mittels Konsolen 46, die mit dem betreffenden Zylinderabschnitt 18 verschraubt und mit dem betreffenden Saugrohr 41 bzw. 42 verschweißt sind.
Durch die nach außen weisende Längswand 43 a der Saugrohre 40 bzw. 41 sind in Radialrichtung eine Vielzahl von rohrförmigen Saugdüsen geringen Durchmessers hindurchgeführt. Die äußeren Mündungen 48 dieser Saugdüsen befinden sich dabei ganz in der Nähe der inneren Wandfläche des Mantels 10, während ihre inneren Mündungen 49 verhältnismäßig weit in das Innere der Saugrohre 40 bzw. 41 hineinverlegt sind. In einem praktischen Beispiel kann jedes der Saugrohre 40 und 42 mit 32 solcher rohrförmiger Saugdüsen 47 versehen sein, wobei der Mittenabstand der Saugdüsen etwa 57 mm betragen kann.

An jedes Saugrohr 40 bzw. 41 sind vier im gleichen Abstand voneinander angeordnete Auslaßrohre 50 angeschlossen, die sich durch die innere Längswand

42 a der Saugrohre hindurch erstrecken. Die Mündüngen 51 dieser Auslaßrohre befinden sich dabei in der Nähe der Innenfläche der äußeren Längswand 43a der Saugrohre, d.h., die Auslaßrohre 50 erstrecken sich verhältnismäßig weit in das Innere der Saugrohre hinein. Außerhalb der Saugrohre sind die Auslaßrohre 50 eines jeden Saugrohres 40 bzw. 41 über Anschlußleitungen 52 und 53 mit einer zentralen Sammelleitung 54 verbunden. Beide Sammelleitungen 54 sind an die Kammer 29 in der Hohlachse 13 angeschlossen und im übrigen im gleichen Abstand von den Stirnteilen 11 und 12 angeordnet, allerdings mit der Ausnahme, daß sie in ihrem Endbereich (bezogen auf die Darstellung der Fig. 1) nach links zur Trennplatte 28 hin abgewinkelt sind, damit ihr Anschluß

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an die Kammer 29 nicht in den Bereich der Flansche densat an, das sich wegen der hohen Umfangs-

25 und 26 fällt. geschwindigkeit der Trommel in der Form eines

Die rohrförmigen Saugdüsen 47 besitzen eine zylindrischen Ringes von beispielsweise etwa 6 bis unterschiedliche Länge, und zwar dahingehend, daß 7 mm Dicke auf der inneren Wandfiäche des Mantels die näher bei den Auslaßrohren 50 liegenden Düsen 5 10 sammelt, diese Fläche also im Bereich des gelänger sind als die weiter entfernt von den Auslaß- samten Trommelumfanges gleichmäßig abdeckt. Zum rohren 50 liegenden Düsen. Dadurch wird eine star- Abzug des gebildeten Kondensats dient das die Saugkere Beschränkung der Strömung an Kondensat und rohre 40 und 41 und die Düsenrohre 47 enthaltende Dampf durch die näher bei den Auslaßrohren 50 Kondensatabzugsystem.

liegenden Düsen (im Vergleich zu den weiter ent- ίο Um die Oberflächentemperatur des Mantels 10 fernt liegenden Düsen) erreicht. Im einzelnen läßt und damit den Trockeneffekt des Zylinders so gleichsich aus Fig. 4 ersehen, daß die Düsenrohre 47d, förmig wie möglich zu halten, muß die Schichtstärke die unmittelbar in der Nähe eines Auslaßrohres 50 des an der inneren Wandfläche des Mantels haftenliegen, am längsten ausgebildet sind, daß die nächst- den »Kondensatringes« auf einem möglichst gleichfolgende Gruppe von Düsenrohren 47 c kürzer aus- 15 mäßigen Wert gehalten werden. Dies wird in folgengebildet ist, daß die dann folgende Gruppe von der Weise erreicht:

Düsenrohren 47 b wiederum kürzer ausgebildet ist Der Dampf strömt innerhalb des Zylinders zu den

und daß schließlich die Gruppe von Düsenrohren dicht bei der inneren Wandfläche des Mantels 10

47 a die geringste Länge besitzt. Zwischen jeder angeordneten Mündungen 48 der Düsenrohre 47, da

Gruppe von Düsenrohren besteht beispielsweise ein 20 der Druck innerhalb der Düsenrohre 47 (und ent-

Längenunterschied von ungefähr 12 bis 13 mm. Die sprechend der Druck in den Saugrohren 40 bzw. 41

Düsenrohre 47 α enden dabei etwa in der Mitte zwi- sowie in der Achskammer 29) geringer ist als der

sehen den Längswänden 42 a und 43 a der Saugrohre, Dampfdruck innerhalb des Zylinders. Beim Eintritt

so daß die Düsenrohre 47 b, 47 c und 47 d mit ihren in die Rohrmündungen 48 »fegt« der Dampf über

Mündungen 49 jeweils einen stufenweise um 12 bis 25 die innere Wandfläche des Trommelmantels. Dabei

13 mm vergrößerten Abstand von der äußeren Längs- wird das innen an dem Trommelmantel anhaftende

wand 43 α der Saugrohre besitzen. Im übrigen liegen Kondensat zerstäubt. Als Folge davon strömt eine

die Mündungen 51 der Auslaßrohre 50 näher bei der Dampf—Wasser—Mischung in Radialrichtung der

äußeren Längswand 43 α der Saugrohre als die Mün- Trommel nach innen durch die engen Düsenrohre

düngen 49 der kürzesten Düsenrohre 47 a. Beispiels- 30 47 hindurch in die Saugrohre 40 bzw. 41. Natürlich

weise kann der Abstand der Mündungen 51 der Aus- setzt eine derartige Zerstäubung voraus, daß die

laßrohre 50 von der äußeren Längswand 43 α etwa Dampfgeschwindigkeit beim Eintritt in die Düsen-

25 mm betragen, während der Abstand der Mün- rohre 47 möglichst groß ist. Diese Voraussetzung ist

düngen 49 der kürzesten Düsenrohre 47 a von der durch den geringen Durchmesser der Bohrung in den

äußeren Längswand 43 α etwa 75 mm betragen kann. 35 Düsenrohren 47 gewährleistet. Beispielsweise kann in

Natürlich ist der Innendurchmesser und auch die einem praktischen Fall die Geschwindigkeit der Länge der Düsenrohre an kein bestimmtes Maß Dampf—Wasser—Mischung innerhalb der Düsengebunden, vielmehr können die Abmessungen ent- rohre 47 ungefähr 33 m pro Sekunde betragen. Insprechend dem jeweils vorliegenden Anwendungsfall folge dieser hohen Geschwindigkeit wird dabei innergewählt werden. Bei einem praktischen Ausführungs- 40 halb der Bohrungen der Düsenrohre 47 der Dampfbeispiel wurden Düsenrohre 47 mit einer Bohrung druck gegenüber dem Dampfdruck innerhalb des von ungefähr 8 mm Durchmesser verwendet. Die Zylinders um etwa 0,35 at reduziert.
Länge dieser Düsenrohre lag zwischen etwa 130 und Die Dampf—Wasser—Mischung unterliegt, wäh-170 mm. Die äußeren Mündungen 48 der Düsenrohre rend sie radial zur Trommel die Düsenrohre 47 besaßen von der inneren Wandung des Mantels 10 45 durchströmt, wegen der hohen Umdrehungsgeschwineinen Abstand von etwa 3 bis 10 mm, wobei sich digkeit des Zylinders natürlich einer beträchtlichen ein Wert in der Nähe von etwa 8 mm als besonders Zentrifugalkraft. Da jedoch in der Nähe der Rohrgünstig erwiesen hatte. Im übrigen betrug bei dem mündungen 48 eine Zerstäubung stattgefunden hat, besagten Ausführungsbeispiel der Durchmesser der reicht der Dampfdruck innerhalb des Zylinders aus, Auslaßrohre 50 ungefähr 25 mm. 5° um die Wasser—Dampf—Mischung entgegen dieser

Beim Betrieb des vorangehend beschriebenen Zentrifugalkraft durch die Düsenrohre 47 hindurch-

Trockenzylinders wird die feuchte Papierbahn auf zubefördern. Falls keine Zerstäubung stattfinden

die Außenfläche des Mantels 10 aufgelegt. Der würde, wäre es hingegen sehr viel schwieriger, das

Zylinder wird (über das auf dem Ansatz 35 befestigte dann »unverdünnte« Kondensat wegen seiner erheb-

Antriebsrad) mit einer sehr hohen Umfangsgeschwin- 55 lieh größeren Dichte entgegen der Zentrifugalkraft

digkeit von beispielsweise 1200 bis 1500 m pro Mi- nach innen durch die Düsenrohre 47 hindurchzu-

nute angetrieben. Während der Drehung des Zylin- drücken.

ders trocknet die Papierbahn. Sie wird sodann mittels Innerhalb der Saugrohre 40 und 41 findet eine

z. B. einer Kreppklinge (nicht dargestellt) von der gewisse Kondensation statt. Außerdem neigt die

Außenfläche des Mantels 10 wieder abgenommen 60 Dampf—Wasser—Mischung auch beim Durchströmen

und zu Rollen aufgerollt oder in sonstiger Weise der Düsenrohre dazu, sich in die Wasser-Kompo-

weiterverarbeitet. nente und die Dampf-Komponente aufzutrennen.

In den sich drehenden Zylinder wird laufend Dampf Da jedoch die Mündungen 51 der Auslaßrohre 50

unter Druck eingespeist, und zwar in der schon er- verhältnismäßig nahe an die äußere Längswand 43 α

wähnten Weise über die Achskammer 30, die Zu- 65 der Saugrohre 40 bzw. 41 herangerückt sind, findet

fuhrleitungen 38 und die Auslaßöffnungen 39. Dieser an dieser Längswand im wesentlichen die gleiche

Dampf beheizt die Wandungen des Zylinders, ins- Zerstäubung statt wie im Bereich der Mündungen

besondere den Zylindermantel 10. Dabei fällt Kon- 48 der Düsenrohre 47. Wegen der hohen Zentrifugal-

kraft legt sich nämlich das in den Saugrohren 40 bzw. 41 abgeschiedene Wasser an die äußere Längswand 43 α an. Der mit hoher Geschwindigkeit zu den Mündungen 51 der Auslaßrohre 50 hinströmende Dampf zerstäubt dieses an der Längswand 43 α anhaftende Wasser zu kleinen Tröpfchen, die dann zusammen mit dem Dampf (bzw. der übrigen Dampf— Wasser—Mischung) radial zur Trommel durch die Auslaßrohre 50 hindurch und weiter durch die Leitungen 52 bis 54 hindurch zur Achskammer 29 transportiert werden. Die Strömungsgeschwindigkeit der Dampf—Wasser—Mischung in den Auslaßrohren 50 kann dabei z. B. 24 bis 27 m pro Sekunde betragen.

Die Achskammer 29 ist über die Achsbohrung 36 mit einem geeigneten Kondensatableiter (nicht dargestellt) verbunden. Der Dampfdruck innerhalb der Achskammer 29 wird durch ein Ventil (ebenfalls nicht dargestellt) gesteuert. Natürlich fällt der Dampfdruck generell auf dem Weg von den äußeren Mündungen 48 der Düsenrohre 47 über die Saugrohre 40 bzw. 41 und die Leitungen 52 bzw. 53 und 54 sowie die Achskammer 29 zum Kondensatableiter laufend ab. In einem Zahlenbeispiel kann der Dampfdruck innerhalb des Trockenzylinders beispielsweise etwa 8,75 at betragen und der Dampfdruck innerhalb der Achsbohrung 36 etwa 7,7 at.

Wegen der laufend auch innerhalb der Saugrohre 40 bzw. 41 stattfindenden Zerstäubung kann sich auf der äußeren Längswand 43 a der Saugrohre keine große Kondensatmenge bilden. Dadurch ist die Gefahr einer »Überflutung« der Saugrohre praktisch vermieden, so daß keine Behinderung der Strömung der Wasser—Dampf—Mischung durch die engen Düsenrohre 47 hindurch auftreten kann. Insbesondere können die Düsenrohre 47 auch nicht blockiert werden, weil ihre inneren Mündungen 49 in jedem Fall einen geringeren Abstand von der Drehachse der Trockentrommel haben als die Mündungen 51 der Auslaßrohre 50. Mit anderen Worten ragen in jedem Fall die Mündungen 49 der Düsenrohre 47 frei aus der auf der äußeren Längswand 43 α der Saugrohre anhaftenden Kondensatschicht heraus.

Es sei noch einmal darauf hingewiesen, daß das Kondensatabzugsystem auf dem Wege von den äußeren Mündungen 48 der Düsenrohre 47 bis zur Achskammer 29 zwei Stufen enthält, bei denen der Dampf so stark über eine Oberfläche hinwegstreicht, daß das auf der betreffenden Oberfläche angesammelte Kondensat zerstäubt wird. Es wurde gefunden, daß sich durch diese doppelte Zerstäubung ein sehr viel gleichförmigerer Kondensatabzug in Längsrichtung der Trockentrommel und in Längsrichtung der Saugrohre 40 und 41 erzielen läßt, als wenn jede der einzelnen Saugdüsen 47 über einen einfachen Leitungsanschluß mehr oder weniger direkt mit der Achskammer 29 verbunden wäre. Praktisch sind nämlich die Mündungen 51 aller Auslaßrohre 50 ständig in das durch die Zentrifugalkraft an die äußere Längswand 43 α der Saugrohre gedruckte Wasser eingetaucht, und die sich dabei an den Mündungen 51 ergebende Zerstäubungswirkung führt dazu, daß längs eines jeden Saugrohres von dessen einem Ende bis zu dessen anderem Ende im wesentlichen der gleiche, reduzierte Druck herrscht. Demzufolge wirkt auf die inneren Mündungen 49 sämtlicher Düsenrohre 47 nahezu der gleiche Druck ein, so daß die Kondensat-Strömung in allen Düsenrohren in befriedigendem Ausmaß gleichmäßig ist.

Um die geringfügigen Druckschwankungen zu berücksichtigen, die sich in Längsrichtung der Saugrohre 40 bzw. 41 zwischen dem Bereich der näheren Umgebung der Auslaßrohre 50 und dem Bereich des größeren Abstandes von diesen Auslaßrohren ergeben, sind, wie schon erwähnt wurde, die Düsenrohre 47 d in der Nähe der Auslaßrohre 50 länger ausgebildet als die weiter von den Auslaßrohren 50 abgelegenen Düsenrohre 47 c, 47 b und schließlich

ίο 47 a. Da sich der Strömungswiderstand für die durch die Düsenrohre 47 hindurchströmende Wasser— Dampf—Mischung mit zunehmender Rohrlänge erhöht, läßt sich nämlich durch eine entsprechende Justierung der Rohrlänge die Auswirkung der geringen Druckschwankungen längs der Saugrohre 40 bzw. 41 kompensieren. In der Nähe der Auslaßrohre 50 ist der Druck in den Saugrohren etwas geringer und mithin der »Antrieb« für die Strömung der Dampf—Wasser—Mischung durch die Düsenrohre 47 d hindurch entsprechend größer, und daher sind die Düsenrohre 47 d länger ausgebildet, während andererseits die weiter von den Auslaßrohren 50 abgelegenen Düsenrohre 47 α, auf die der geringste »Antrieb« einwirkt, auch am kürzesten gehalten sind.

Im übrigen wirkt sich noch vergleichmäßigend auf die Strömung in den Düsenrohren die Tatsache aus, daß die Sammelleitungen 54 zentral innerhalb des Trockenzylinders verlaufen (außer allerdings der geneigten Abschnitte im Bereich der Flansche 25 und 26).

Zusammenfassend läßt sich mithin feststellen, daß das vorangehend erläuterte Kondensatabzugsystem die folgenden, wesentlichen Eigenschaften besitzt:

a) Die engen Düsenrohre 47 können nicht überfluten, weil die Mündungen 51 der Auslaßrohre 50 näher bei der äußeren Längswand 43 α der Saügrohre 40 bzw. 41 liegen als die inneren Mündungen 49 der Düsenrohre 47.

b) Die doppelte Zerstäubung innerhalb des Abzugsystems stellt einen gleichförmigen Kondensatabzug über die Länge der Saugrohre 40 bzw. 41 und damit auch über die Länge der Trockentrommel sicher. Unter »doppelter Zerstäubung« wird dabei verstanden, daß eine erste Zerstäubung des Kondensats auf der inneren Wandfläche des Mantels 10 beim Eintritt des Dampfes in die Düsenrohre 47 stattfindet und eine zweite Zerstäubung des Kondensats auf der äußeren Längswand 43 α der Saugrohre 40 bzw. 41 beim

Eintritt des Dampfes in die. Auslaßrohre 50.

c) Geringfügige Ungleichmäßigkeiten der Strömung durch die Düsenrohre 47 sind durch eine unterschiedliche Rohrlänge kompensiert, wobei insbesondere die Düsenrohre in der Nähe der Auslaßrohre 50 länger ausgebildet sind.

Erwähnt sei noch, daß die Düsenrohre 47, die in den F i g. 1 bis 5 als exakt radial verlaufend dargestellt sind, im Bedarfsfall natürlich auch einen Winkel mit dem zugeordneten Radius des Trockenzylinders bilden können und auch einen Winkel gegenüber den Auslaßrohren 50. Weiterhin sei noch erwähnt, daß außer den zwei zeichnerisch dargestellten Saugrohren 40 und 41 selbstverständlich auch noch weitere Saugrohre gleicher Konstruktion innerhalb des Trockenzylinders angeordnet sein können.

Der in F i g. 6 bis 9 dargestellte Trockenzylinder entspricht in seinem Aufbau dem in F i g. 1 bis 5

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dargestellten Zylinder, besitzt jedoch ein modifiziertes Kondensatabzugsystem. Diejenigen Teile in F i g. 6 bis 9, die mit den entsprechenden Teilen in F i g. 1 bis 5 vergleichbar sind, tragen die gleichen Bezugszeichen und werden nachfolgend nicht nochmals gesondert erläutert.

Das Kondensatabzugsystem bei dem Trockenzylinder gemäß F i g. 6 bis 9 enthält zwei Saugrohre 70 und 71, die in der Nähe der inneren Wandfläche des Mantels 10 angeordnet sind und einander in bezug auf die Achse 13 gegenüberliegen. Jedes der Saugrohre 70 und 71 besitzt einen rechteckigen Querschnitt und ist, wie sich am deutlichsten aus F i g. 9 ergibt, aus rechteckigen Seitenplatten 72 und 73 sowie rechteckigen Stirnplatten 74 und 75 zusammengeschweißt. Zweckmäßig ist dabei auf die Innenfläche der innenständigen Stirnplatte 75 noch eine Verstärkungsplatte 76 aufgeschweißt.

Die Saugrohre 70 und 71 sind in der Nähe ihrer Enden mittels dreieckiger Konsolen 77 gegen den Zylinderabschnitt 18 der Stirnteile 11 bzw. 12 abgestützt, indem die Schenkel 78 und 79 der Konsole 77 mit dem Flansch 19 des Zylinderabschnitts 18 verschraubt sind. In ihrem mittleren Bereich stützen sich die Saugrohre über Bügel 80 an der jeweils benachbart verlaufenden Strebe 20 ab.

Durch die äußere Endplatte 74 der Saugrohre 70 bzw. 71 erstrecken sich eine Anzahl von engen, rohrförmigen Saugdüsen 81 hindurch (F i g. 8 und 9), die radial zum Zylinder verlaufen und alle die gleiche Länge besitzen. Die äußeren Mündungen 82 dieser Düsenrohre befinden sich in geringem Abstand von der inneren Wandfläche des Mantels 10, während die inneren Mündungen 83 dieser Düsenrohre ziemlich nahe der Längsmittelachse des betreffenden Saugrohres gelegen sind. Der Abstand der Düsenrohre 81 voneinander ist verhältnismäßig gering, beispielsweise können die Düsenrohre längs der Stirnplatte 74 einen Mittenabstand von ungefähr 57 mm besitzen.

An das Saugrohr 70 sind zwei Abzugleitungen 84 und 85 angeschlossen, und zwar mittels eines Anschlußstückes 86, das eine sich nach außen hin erweiternde Durchlaßöffnung 87 besitzt. Das Anschlußstück 86 für die Abzugleitung 84 ist an der Seitenplatte 73 befestigt, während das. Anschlußstück 86 für die Abzugleitung 85 an der gegenüberliegenden Seitenplatte 72 befestigt ist. In beiden Seitenplatten 72 und 73 sind dabei rechteckförmige öffnungen 88 angebracht, die in Größe und Form mit dem benachbart liegenden Ende der Durchlaßöffnung 87 in dem Anschlußstück 86 übereinstimmen und damit verbunden sind. An das Saugrohr 71 sind über gleiche Anschlußstücke 86 zwei weitere Abzugleitungen 89 und 90 angeschlossen, und zwar wiederum über die Seitenplatten 72 bzw. 73. Die vier Abzugleitungen 84, 85, 89 und 90 sind bogenförmig ausgebildet und erstrecken sich in einem Winkel von etwa 90° parallel zum Mantelumfang, wobei der Abstand sämtlicher Abzugleitungen von der inneren Wandfläche des Mantels gleich groß ist.

Die Abzugleitungen 85 und 90 sind mittels eines Y-förmigen Zwischenstückes 91 miteinander verbunden. Der Mittelschenkel dieses Zwischenstückes 91 ist über ein radiales Rohr 92 von verhältnismäßig großem Durchmesser an die Achskammer 29 angeschlossen. Entsprechend wird die Verbindung der Abzugleitungen 84 und 89 durch ein zweites Y-förmiges Zwischenstück 93 bewirkt, dessen Mittelschenkel über ein dem Rohr 92 gleichen Rohr 94 ebenfalls mit der Achskammer 29 verbunden ist.

Zur Halterung der Abzugleitungen 84, 85, 89 und

90 sind an einigen der Streben 20 Konsolen 95 befestigt, von denen aus sich stabförmige Stützen 96 zum mittleren Bereich der Abzugleitungen erstrecken.

Aus F i g. 6 ergibt sich, daß die Abzugleitungen

85 und 90 eine auf der einen Seite der zu der Zylinderdrehachse senkrechten, den Zylinder halbierenden Ebene des Trockenzylinders angeordnete Baueinheit ergeben, während die aus den Abzugleitungen 84 und 89 bestehende Baueinheit auf der anderen Seite der Ebene der Trommel liegt, und zwar vorzugsweise im gleichen Abstand wie die erstgenannte Baueinheit. Unter der Annahme, daß die Länge des Trockenzylinders ungefähr 4,50 m beträgt, können die beiden besagten Baueinheiten einen Abstand von etwa 1,80 m voneinander besitzen.

Beim Betrieb des Trockenzylinders gemäß F i g. 6

ao bis 9 wird auf der Außenfläche des Mantels 10 eine feuchte Papierbahn in der gleichen Weise getrocknet wie bei der Trommel gemäß F i g. 1 bis 5. Außerdem wirken auch die Düsenrohre 81 in der gleichen Weise wie die Düsenrohre47 (Fig. 1 bis 5) dahingehend, daß das Kondensat von der inneren Wandfläche des Mantels 10 aus in die Saugrohre (also die Saugrohre

70 und 71 im Beispiel der F i g. 6 bis 9) übergeführt wird. Dabei findet weiterhin in den Saugrohren 70 und 71 (in der gleichen Weise wie in den Saugrohren 40 und 41) eine gewisse Kondensation statt, wobei sich das Kondensat infolge der Zentrifugalkraft innen an der äußeren Stirnplatte 74 der Saugrohre 70 bzw.

71 ansammelt.

Die Öffnungen 88 in den Seitenplatten der Saugrohre 70 und 71 sind näher zu der Stirnplatte 74 hin gelegen als die inneren Mündungen 83 der Düsenrohre 81 (d. h., der radiale Abstand der Mündungen 83 von der Drehachse der Trommel ist etwas geringer als der radiale Abstand der öffnungen 88). Demzufolge findet in der Nähe der öffnungen 88 im wesentlichen der gleiche Zerstäubungsvorgang statt, der sich auch an den äußeren Mündungen 82 der Düsenrohre 81 einstellt. Mit anderen Worten strömt der Dampf mit hoher Geschwindigkeit über die Innenfläche der Stirnplatte 74 zu den Öffnungen 88, wobei das an der Stirnplatte 74 anhaftende Wasser zerstäubt und in Form kleiner Tröpfchen zusammen mit dem Dampf bzw. dem übrigen Dampf—Wasser—Gemisch in die Durchlaßöffnung 87 der Anschlußstücke 86 gerissen wird. Von dort aus gelangt das Kondensat über die Abzugleitungen 84, 85, 89 und 90 in die Zwischenstücke 91 und 93 und dann weiter in die Rohre 92 bzw. 94 und schließlich in die Achskammer 29. Aus der Achskammer 29 kann das Kondensat in der bereits weiter vorn in bezug auf F i g. 1 bis 5 umrissenen Weise abgeleitet werden.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß sich in dem Kondensatabzugsystem gemäß F i g. 6 bis 9 keine allzu scharfen Biegungen befinden. Die einzige relativ scharfe Biegung besteht nur bei den Y-förmigen Zwischenstücken 91 bzw. 93, in denen die Strömungsrichtung des Kondensats um ungefähr 90° abgelenkt wird. Mithin besteht bei einem Abzugsystem gemäß F i g. 6 bis 9 nur eine minimale Gefahr des Blockierens des Kondensatstroms. Durch einen blockierten Kondensatstrom könnte sich eine unerwünschte Ansammlung von Kondensat entweder in den Saugrohren 70 und 71 oder aber auf der inneren Wand-

fläche des Mantels 10 ergeben, mit der Folge, daß die Trocknungswirkung des Trockenzylinders beeinträchtigt wird.

Weiterhin besitzt das Kondensatabzugsystem gemäß F i g. 6 bis 9 noch den zusätzlichen Vorteil, daß eine Tendenz zur Egalisierung der Kondensatströme aus den beiden Saugrohren 70 und 71 besteht. Jedes dieser beiden Saugrohre besitzt nämlich zwei Kondensatauslässe, die in entgegengesetzte Umfangsrichtung, bezogen auf den Zylindermantel, weisen. Beispielsweise erstreckt sich vom Saugrohr 70 aus die Abzugleitung 84 in die eine Umf angsrichtung und die Abzugleitung 85 in die andere Umfangsrichtung. Dabei ist die Abzugleitung 84 (also die Leitung in der einen Umf angsrichtung) über das Zwischenstück 93 mit der Abzugleitung 89 des zweiten Saugrohrs 71, die sich in die andere Umfangsrichtung erstreckt, verbunden. Entsprechendes gilt auch für die Abzugsleitungen 85 und 90.

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Claims (6)

Patentansprüche:

1. Trockenzylinder für Papiermaschinen, dessen Innenraum mit Einrichtungen zur Zufuhr von Heizdampf sowie mit einem Kondensatabzug- 25, system zum Abführen des sich innen am Trommelmantel ansammelnden Kondensats versehen ist, wobei das Kondensatabzugsystem mindestens ein über Auslaßrohre an eine Sammelleitung angeschlossenes Saugrohr enthält, das in der Nähe der inneren Wandfläche des Zylindermantels in Trommellängsrichtung verläuft und eine Anzahl von Saugdüsenrohren geringen Durchmessers trägt, deren Öffnungen nahe der Zylindermantelfläche und deren Mündungen im Abstand von der Saugrohrwand im Inneren des Saugrohres liegen,

dadurchgekennzeichnet, daß bei jedem Saugrohr (40, 41 bzw. 70, 71) die Einströmöffnungen (51 bzw. 88) der Auslaßrohre (50 bzw. 86) einen größeren radialen Abstand von der Zylinderdrehachse besitzen als die Mündungen (49 bzw. 83) der Saugdüsenrohre (47 bzw. 81).

2. Trockenzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Saugdüsenrohre (z. B. 47 d), die in der Nähe der Einströmöffnungen (51) der Auslaßrohre (50) angeordnet sind, einen geringeren radialen Abstand von der Zylinderdrehachse besitzen als die weiter von den Einströmöffnungen der Auslaßrohre abgelegenen Saugdüsenrohre (z.B. 47a [Fig. 4]).

3. Trockenzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einströmöffnungen (51) der Auslaßrohre (50) in Längsrichtung des Saugrohres (40, 41) einen gleichmäßigen Abstand voneinander besitzen.

4. Trockenzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Auslaßrohre (50) durch die der Zylinderdrehachse zugewandte Saugrohrwand (42 α) hindurch in Radialrichtung des Zylinders in das Innere des Saugrohres (40, 41) hineinerstrecken (F i g. 5).

5. Trockenzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einströmöffnungen (88) der Auslaßrohre (86) in den in Zylinderumfangsrichtung weisenden Saugrohrwänden (z. B. 72) nahe der dem Zylindermantel zugewandten Saugrohrwand (74) angeordnet sind (Fig. 9).

6. Trockenzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßrohre (86) sich von der Einströmöffnung (88) aus konisch erweitern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen