DE1629069C

DE1629069C - Drum dryer

Info

Publication number: DE1629069C
Authority: DE
Inventors: James Edward Hudson Falls N Y Spraker jun Wilbur Allen Swarthmore Elderkin Richard Lea Media Pa Talley jun, (V St A ) G04b 1 26
Original assignee: Scott Paper Co
Current assignee: Kimberly Clark Tissue Co
Publication date: 1971-07-01

Description

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Die Erfindung betrifft einen Walzentrockner mit maximalen Innendurchmesser d von 2,4 mm auf-The invention relates to a drum dryer with a maximum internal diameter d of 2.4 mm.

einer zylindrischen Hohltrommel, welche endseitig weisen.a cylindrical hollow drum, which point at the end.

von zwei Stirnplatten verschlossen ist, einer Ein- Um beim Walzentrockner nach der Erfindung inis closed by two end plates, one in order in the drum dryer according to the invention in

richtung zur Einleitung von Dampf durch minde- Axialrichtung eine möglichst ausgeglichene Temstens eine der Stirnplatten in den Innenraum des 5 peraturverteilung zu gewährleisten, sollen die gegen-Direction for introducing steam through a minimum axial direction, a temperature that is as balanced as possible one of the end plates in the interior of the 5 to ensure temperature distribution, the opposing

Walzentrockners, mehreren nahe der inneren Mantel- seitigen Abstände der Abzugdiisen in AxialrichtungDrum dryer, several near the inner shell-side spacing of the exhaust nozzle in the axial direction

fläche mit Abstand voneinander angeordneten Ab- der Hohltrommel in einem Bereich von 75 mm bissurface spaced apart from the hollow drum in a range from 75 mm to

zugdüsen und Rohrleitungen, welche die Abzug- 300 mm liegen, wobei es ferner für den gleich-nozzles and pipelines, which are the trigger 300 mm, whereby there is also for the same-

düsen mit einem Austragrohr verbinden. förmigen Fluß des abzusaugenden KondensatstromsConnect the nozzles to a discharge pipe. shaped flow of the condensate stream to be sucked off

Bekannte Walzentrockner dieser Art weisen Ein- io entscheidend ist, daß der gegenseitige Abstand derKnown drum dryers of this type have one thing that is decisive is that the mutual spacing of the

tauchvorrichtungen für Kondensat-Abzugdüsen auf, in Axialrichtung zur inneren Mantelfläche verlaufen-Immersion devices for condensate drainage nozzles run in the axial direction to the inner surface

bei welchen die eintauchenden Teile in im Innen- den Sammler in Umfangsrichtung in einem Bereichin which the immersed parts in the inside of the collector in the circumferential direction in one area

raum einer Hohltrommel radial verlaufenden Ring- von 45 bis 90 cm liegt.space of a hollow drum radially extending ring from 45 to 90 cm.

nuten angeordnet sind. In den Ringnuten sammelt Der erfindungsgemäße Walzentrockner gewähr-grooves are arranged. The drum dryer according to the invention collects in the annular grooves

sich Kondensat, welches anschließend über Rohre 15 leistet einen Abzug des kondensierten Dampfes voncondensate, which then makes a deduction of the condensed steam via pipes 15

abgezogen wird. der inneren Mantelfläche der Hohltrommel in opti-is deducted. the inner surface of the hollow drum in optimal

Ferner wurden bereits Walzentrockner vorge- mal gleichmäßiger Form, so daß auf dem gesamten schlagen, welche mehrere rohrförmige Abzugdüsen Außenmantel, über welchen die zu trocknende aufweisen, die einseitig mit einem Sammler ver- Papierbahn geleitet wird, keinerlei die Papierqualität bunden sind und deren äußere Enden kurz vor der 20 beeinträchtigende Temperaturpotentiale auftreten inneren Mantelfläche einer Hohltrommel enden. können. Zudem kann durch die gesteigerte Aus-Sämtlichen bekannten Walzentrocknern haftet ein tragmenge des Kondensats die Trocknergeschwindigentscheidender Nachteil an, nämlich das Auftreten keit noch erhöht werden, so daß mit dem erfindungslokaler Hitzestellen am Außenumfang der Hohl- gemäßen Walzentrockner gleichzeitig auch noch trommel, und zwar im näheren Bereich der Kon- 35 eine erhebliche Leistungssteigerung möglich ist.
densat-Abzugdüsen. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nach-Furthermore, drum dryers were previously of uniform shape, so that on the whole, which have several tubular take-off nozzles outer jacket, over which the paper web to be dried, which is fed to a collector on one side, no paper quality is bound and their outer ends shortly before the temperature potentials affecting the inner surface of a hollow drum occur. be able. In addition, due to the increased volume of the condensate, the drying speed can be increased, so that with the local heat points on the outer circumference of the hollow drum dryer, the drum also drums more closely A considerable increase in performance is possible.
densat exhaust nozzles. Embodiments of the invention are

Diese lokalen Hitzestellen führen zu einer un- stehend an Hand von Zeichnungen näher erläutert,These local heat points lead to a below explained in more detail with the help of drawings,

gleichmäßigen Trocknung einer zu trocknenden Es zeigtshows uniform drying of a to-be-dried

Papierbahn, wodurch sich inhomogene physikalische Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen Walzen-Eigenschaften innerhalb der Papierbahn ergeben. 30 trockner,Paper web, whereby inhomogeneous physical Fig. 1 is a partial section through a roller properties result within the paper web. 30 dryers,

Außerdem führt eine derartige ungleichmäßige Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1, Trocknung bei Kreppapier zu einer unterschied- F i g. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Schnitts liehen Kreppung, so daß auch noch eine optische längs der Linie 3-3 in Fig. 1,
Qualitätsverringerung mit diesen bekannten Vor- F i g. 4 eine funktioneile Darstellung eines Konrichtungen auftritt. 35 densatabzugs in größerer Darstellung;In addition, such an uneven FIG. 2, a section along the line 2-2 in FIG. 1, drying of crepe paper leads to a different. 3 is an enlarged representation of a section borrowed creping, so that an optical one along the line 3-3 in Fig. 1,
Quality reduction with these known advantages. 4 a functional representation of a conversion occurs. 35 densatabzug in a larger view;

Zudem gestatten derartige bekannte Walzen- F i g. 5 und 6 zeigen Darstellungen von Temperatrockner wegen ihrer ungleichmäßigen Außenmantel- turverteilungen in der Wandung des Walzentrockners temperatur nur eine im Vergleich zum Form- gemäß Fig. 1,In addition, such known rollers allow F i g. 5 and 6 show representations of temperature dryers because of their uneven outer jacket distribution in the wall of the drum dryer temperature only one compared to the mold according to Fig. 1,

abschnitt einer Papiermaschine langsame Bahn- F i g. 7 und 8 abgewandelte Ausführungsformensection of a paper machine slow web F i g. 7 and 8 modified embodiments

geschwindigkeit, wodurch die obere Grenze der 40 von in den Sammler gemäß Fig. 1 einmündendenspeed, whereby the upper limit of the 40 of discharging into the collector according to FIG. 1

Produktionskapazität relativ niedrig gehalten wird. Abzugdüsen.Production capacity is kept relatively low. Exhaust nozzles.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, unter Ver- Ein Walzentrockner.10 weist gemäß Fig. 1 eineIt is the object of the invention to provide a drum dryer.10 according to FIG

meidung der Nachteile des bekannten, einen zylindrische Hohltrommel 11 auf, welche endseitigavoidance of the disadvantages of the known, a cylindrical hollow drum 11, which end

Walzentrockner zu schaffen, welcher bei konstruk- von Stirnplatten 12,13 verschlossen wird. KoaxialTo create a drum dryer, which is closed in the construction of end plates 12, 13. Coaxial

ti ν einfachem Aufbau und wirtschaftlicher Arbeits- 45 zur Hohltrommel 11 ragen stirnseitig geschlosseneti ν simple structure and economical working 45 to the hollow drum 11 protrude closed at the front

weise an seinem Außenmantel eine optimal gleich- Rohre .(Zufuhrrohr 16, Austragrohr 17) in diewise on its outer jacket an optimally identical pipes. (supply pipe 16, discharge pipe 17) into the

mäßige Temperaturverteilung ermöglicht. Innenkammer 14 der Hohltrommel 11 und dienenallows moderate temperature distribution. Inner chamber 14 of the hollow drum 11 and serve

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei Walzen- gleichzeitig als Drehlagerung für den Walzentrocknern der eingangs definierten Art darin, daß trockner 10. Zur Einleitung von Dampf in die Innenjcde Abzugdüse rohrförmig ausgebildet ist, wobei 50 kammer 14 ist an das Zufuhrrohr 16 eine Leitung die Stirnfläche am freien Ende der Abzugdüse in 20 angeflanscht, so daß Dampf durch den Innen-Radialrichtung maximal 3,2 mm von der inneren raum 18 und über Radialbohrungen, welche im End-Mantelfläche entfernt angeordnet ist, und daß das abschnitt des stirnseitig verschlossenen Zufuhrrohrs Verhältnis des Außendurchmessers D der Abzug- 16 angebracht sind, in die Innenkammer 14 eindüse zur Dicke T der Wandung der Hohltrommel in 55 geleitet werden kann,
einem Bereich von 1 : 4 bis 1 : 10 liegt. Der Austrag des Kondensats aus der Innen-The solution to this problem consists in the fact that the dryer 10 is tubular for the introduction of steam into the inner nozzle, with 50 chamber 14 on the feed pipe 16 a line on the end face at the same time as a rotary bearing for the drum dryer of the type defined at the beginning Flanged free end of the exhaust nozzle in 20, so that steam through the inner radial direction a maximum of 3.2 mm from the inner space 18 and via radial bores, which is located in the end jacket surface away, and that the section of the end-capped supply pipe ratio of the outer diameter D the trigger 16 are attached, into which the inner chamber 14 nozzle can be directed to the thickness T of the wall of the hollow drum in 55,
ranges from 1: 4 to 1:10. The discharge of the condensate from the interior

Bei einem Hohltrommeldurchmesser von 3 m hat kammer der Hohltrommel 11 erfolgt über rohr-With a hollow drum diameter of 3 m, the chamber of the hollow drum 11 takes place via tubular

sich herausgestellt, daß bei ansteigendem Verhältnis förmig ausgebildete Abzugdüsen 23, welche gemäßIt has been found that with an increasing ratio, shaped exhaust nozzles 23, which according to

von D : T bis zu einem Verhältniswert von 1 : 6 und F ig. \ in Axialrichtung zur inneren Mantelfläche derfrom D : T up to a ratio of 1: 6 and Fig. \ in the axial direction to the inner surface of the

einem Abstand 5= 1,6 mm zwischen der inneren 60 Hohltrommel 11 derart angebracht sind, daß sie ana distance 5 = 1.6 mm between the inner 60 hollow drum 11 are attached in such a way that they are attached to

Mantelfläche und dem freien Ende der Abzugdüse ihrem ,einen Ende in einen ebenfalls axial zurThe outer surface and the free end of the exhaust nozzle, one end in one also axially to

ein Optimum der Gleichmäßigkeit der Temperatur- inneren Mantelfläche verlaufenden Sammler 22 ein-an optimum of the uniformity of the temperature inner circumferential surface extending collector 22 a

vcrteilung eintritt. münden. Das Kondensat wird aus dem Sammler 22distribution occurs. flow out. The condensate is discharged from the collector 22

Ferner ist erfindungsgemäß für eine strömungs- über Verbindungsrohre 24 (Fig. 2) zum gemeingünstige Bemessung der Abzugdüsen besonders vor- 65 samen Austragrohr 17 geleitet, durch dessen Innenteilhaft, wenn die rohrförmig ausgebildeten Abzug- raum 19 das Kondensat aus dem Trockner abgeleitet düsen kreisförmigen Querschnitt mit einem maxi- wird. Gemäß Fig. 2 sind mehrere Sammler 22 mit malen Außendurchmesser I) von 6,4 mm und einen den ihnen zugeordneten Abzugdüsen 23 und Ver-Furthermore, according to the invention, for a flow via connecting pipes 24 (Fig. 2) for the common dimensioning of the exhaust nozzles, particularly preliminary discharge pipe 17 is passed through whose interior, when the tubular discharge chamber 19 discharges the condensate from the dryer, nozzles have a circular cross-section with a maxi- will. According to FIG. 2, a plurality of collectors 22 with an outer diameter I) of 6.4 mm and an extraction nozzle 23 and a supply unit assigned to them are

bindungsrohren 24 in gleichmäßigen Abständen über den Innenumfang der Hohltrommel 11 verteilt.connecting pipes 24 distributed at regular intervals over the inner circumference of the hollow drum 11.

Um den Abstand zwischen den Stirnflächen 25 am freien Ende jeder Abzugdüse 23 und der inneren Mantelfläche der Hohltrommel 11 in gewissen Grenzen verändern zu können, sind gemäß F i g. 3 Gewindehülsen 27 in Abständen gemäß F i g. 1 an der in Radialrichtung äußersten Mantellinie des Sammlers 22 befestigt, in welche sich über an der inneren Mantelfläche der Hohltrommel Il angeordnete Ansätze 30 abstützende Gewindestangen 28 eingeschraubt sind, die wiederum mittels einer Kontermutter 29 in ihrer jeweiligen Lage justiert werden. Die Verbindungsrohre 24 sind gemäß F i g. 2 in Radialrichtung spiralenförmig ausgebildet, um eine gewisse Elastizität dieser Verbindungsrohre während der Radialverstellung der einzelnen Sammler 22. zu gewährleisten.To the distance between the end faces 25 at the free end of each exhaust nozzle 23 and the inner To be able to change the outer surface of the hollow drum 11 within certain limits, according to FIG. 3 Threaded sleeves 27 at intervals according to FIG. 1 at the radially outermost surface line of the Collector 22 attached, in which is arranged on the inner surface of the hollow drum II Approaches 30 supporting threaded rods 28 are screwed, in turn by means of a Lock nut 29 can be adjusted in their respective position. The connecting pipes 24 are shown in FIG. 2 Helical in the radial direction to give these connecting pipes a certain elasticity to ensure 22 during the radial adjustment of the individual collector.

Um auch den einmal eingestellten Abstand zwischen den Stirnflächen 25 der Abzugdüsen 23 und der Hohltrommel 11 auch bei Drehung des Walzentrockners und den dabei auftretenden Fliehkräften auf die Sammler 22 zu gewährleisten, können die Sammler 22 zusätzlich noch endseitig an den Stützplatten 12,13 gelagert werden.To also the once set distance between the end faces 25 of the extraction nozzles 23 and the hollow drum 11 even when the drum dryer rotates and the centrifugal forces that occur in the process To ensure the collector 22, the collector 22 can also end on the support plates 12,13 are stored.

Das sich in der Hohltrommel 11 mit der Wandstärke T (Fig. 4) befindende Kondensat 32 weist im Bereich der Stirnfläche 25 der Abzugdüse 23 eine mittlere Höhe t auf. Der Abstand von dieser mittleren Dicke des Kondensats zur Stirnfläche 25 beträgt s, der Abstand zwischen dieser Stirnfläche 25 und der inneren Mantelfläche der Hohltrommel S. Der Außendurchmesser der Abzugdüse 23 ist mit D und ihr Innendurchmesser mit d bezeichnet. Damit ein optimales Absaugen des Kondensats möglich ist, soll der Abstand S maximal 3,2 rnm betragen. Wenn dieser Abstand S verkleinert.wird, beispielsweise auf den Wert 1,6 mm, verringert sich proportional die Kondensatschichthöhe t so stark, daß das steilere Gefalle zwischen dem außerhalb des Abzugsbereichs liegenden und dem direkt unter der Abzugdüse 23 befindlichen Kondensat eine höhere Strömungsgeschwindigkeit und somit auch einen höheren Austrag ermöglicht. Da das Kondensat durch den ausströmenden Dampf mitgerissen wird, ist für eine Optimierung der Austragmenge der Strömungswiderstand zwischen der Stirnfläche 25 und der inneren Mantelfläche der Hohltrommel 11 entscheidend. Ein optimaler Kondensataustrag ist dann gewährleistet, wenn die Fläche, welche aus dem Innendurchmesser d gebildet wird, größer ist als das Produkt aus dem äußeren Umfang der Abzugdüse 23 und dem Wert s. Außerdem ist es für eine Optimierung des Kondensataustrags entscheidend, daß das Verhältnis des Außendurchmessers D zur Dicke T der Wandung der Hohltrommel 11 in einem Bereich von 1: 4 bis 1: 10 liegt.The condensate 32 located in the hollow drum 11 with the wall thickness T (FIG. 4) has a mean height t in the area of the end face 25 of the extraction nozzle 23. The distance from this mean thickness of the condensate to the end face 25 is s, the distance between this end face 25 and the inner jacket surface of the hollow drum S. The outside diameter of the extraction nozzle 23 is denoted by D and its inside diameter by d . To ensure that the condensate can be extracted optimally, the distance S should be a maximum of 3.2 mm. If this distance S is reduced, for example to a value of 1.6 mm, the height of the condensate layer t is proportionally reduced to such an extent that the steeper slope between the condensate lying outside the exhaust area and the condensate located directly under the exhaust nozzle 23 results in a higher flow rate and thus also enables a higher discharge. Since the condensate is entrained by the escaping steam, the flow resistance between the end face 25 and the inner circumferential surface of the hollow drum 11 is decisive for optimizing the discharge quantity. Optimal condensate discharge is ensured when the area formed by the inside diameter d is larger than the product of the outer circumference of the extraction nozzle 23 and the value s Outside diameter D to thickness T of the wall of the hollow drum 11 is in a range from 1: 4 to 1:10.

Die Linien33 stellen in Fig. 5 die Temperaturverteilung im Bereich der Abzugdüse 23 bei einem Verhältnis von D : T = 1: 2 dar. Das Temperaturgefälle zwischen der inneren Mantelfläche 34 und der äußeren Mantelfläche 35 beträgt 30° C, so daß bei dieser Wahl des Verhältnisses von D: T auf dem gesamten Trockner-Außenmantel Hitzestellen mit etwa um 15° C höherer Temperatur als der mittleren Außenmanteltemperatur auftreten.The lines 33 in Fig. 5 the temperature distribution in the area of the exhaust nozzle 23 at a ratio of D : T = 1: 2. The temperature gradient between the inner surface 34 and the outer surface 35 is 30 ° C, so that with this choice of Ratio of D: T on the entire outer jacket of the dryer.

Bei der Wahl der Verhältnisse von D : T - 1 : 6 gemäß F i g. 6 besteht ebenfalls zwischen dem Außenmantel 39 und dem Innenmantel 38 ein Temperaturgefälle von 30° C. Es ergibt sich jedoch hierbei eine annähernd gleichmäßige Temperaturverteilung über die gesamte äußere Trockner-Oberfläche, ohne eine Papierbahn ungleichmäßig trocknende Hitzestellen.When choosing the ratios of D: T - 1: 6 according to FIG. 6 there is also a temperature gradient of 30 ° C. between the outer jacket 39 and the inner jacket 38. However, this results in an approximately uniform temperature distribution over the entire outer dryer surface, without a paper web unevenly drying hot spots.

Der Sammler 22 kann auch mehrere, jeweils sich axial zur Trockner-Drehachse erstreckende Reihen von Abzugdüsen 23 aufweisen, welche entweder gemaß Fig. 7 seitlich aus dem Sammler austreten und in Richtung zur inneren Mantelfläche der Hohltrommel Il hin gekrümmt sind oder gemäß Fig. 8 noch zusätzlich seitlich zu einer geraden Reihe der Abzugdüsen gemäß F i g. 2 angebracht sind.The collector 22 can also have a plurality of rows each extending axially to the dryer axis of rotation of exhaust nozzles 23, which either emerge laterally from the collector according to FIG. 7 and are curved in the direction of the inner circumferential surface of the hollow drum II or according to FIG. 8 additionally to the side of a straight row of the exhaust nozzles according to FIG. 2 are attached.

Claims

Patent claims:

1. Drum dryer with a cylindrical hollow drum, which is closed at the end by two end plates, a device for introduction of steam through at least one of the

End plates in the interior of the drum dryer, several exhaust nozzles and pipelines arranged at a distance from one another near the inner jacket surface, which connect the exhaust nozzles to a discharge pipe, characterized in that each exhaust nozzle (23) is tubular, the end face (25) at the free end the extraction nozzle (23) is arranged in the radial direction a maximum of 3.2 mm from the inner jacket surface and that the ratio of the outer diameter (D) of the extraction nozzle (23) to the thickness (T) of the wall of the hollow drum (11) is in a range of 1 : 4 to ■ 1:10.

2. drum dryer according to claim 1, characterized in that the discharge nozzles (23) of tubular design mm circular cross section having a maximum outer diameter (D) of 6.4 and a ^N maximum inner diameter (d) of 2.4 exhibit mm.

3. Drum dryer according to claim 1 or 2, characterized in that the mutual distances of the extraction nozzles (23) in the axial direction of the hollow drum (11) in a range of 75 mm up to 300 mm.

4. Roller dryer after one of the preceding

, the claims, characterized in that several extraction nozzles (23) in a row next to one another into one in the axial direction and away from the inner surface of the hollow drum (11) open out extending collector (22).

5. drum dryer according to claim 4, characterized in that the mutual spacing of the running in the axial direction to the inner lateral surface Collector (22) in the circumferential direction in a range from 45 cm to 90 cm.

6. Drum dryer according to one of the preceding claims, characterized in that the distance (5) of the end face (? S) at the free end of the Abzugdüsc (23) in radial seal from the inner surface of the hollow drum (II) is 1.6 mm.

7. drum dryer according to claim 4 to 6, da-

characterized in that several each in Circumferential direction of the dryer hollow drum (11) rows of exhaust nozzles (23) arranged at a distance from one another in a common collector (22) merge.

1 sheet of drawings