DE1629141C - Walzentrockner zur Verwendung in der Papier , Textil und Kunststoffindustne, bestehend aus einem Zylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Walzentrockner zur Verwendung in der Papier-, Textil- und Kunststoffindustrie, bestehend aus einem Zylinder, dessen Temperatur am Außenumfang durch ein umgewälztes Wärmeübertragungsmittel geregelt wird, das über eine axial im Zylinder liegende Speiseleitung zugeleitet und über im axialen Abstand voneinander an diese angeschlossene Zuleitungen wenigstens zum Teil gegen die Innenwandung des Zylinders gerichtet ist, wobei in jeder Zuleitung ein die Durchflußmenge regelndes Ventil vorgesehen ist.

Es ist üblich, derartige Walzentrockner ebenso wie Glättzylinder mit Dampf verhältnismäßig niedrigen Druckes zu beheizen. Eine zu hohe Temperatur am Außenumfang hat z. B. bei vielen Papieren eine schädliche Wirkung, so daß der zulässige Dampfdruck für Walzentrockner kleinen Durchmessers von etwa 1220 mm begrenzt ist, während bei den einen größeren Durchmesser von etwa 4570 mm aufweisenden Glättzylindern die Festigkeit der Konstruktion die Grenzen bestimmt. Die Wärme wird im wesentlichen durch Kondensation des Dampfes geliefert, wobei das anfallende Kondensat aus dem Zylinder entfernt wird.

Bei einem bekannten Walzentrockner (britische Patentschrift 868 611) wird die Temperatur am Umfang des Zylinders durch eine umgewälzte Wärmeübertragungsflüssigkeit gesteuert, wozu dem Zylinder eine Mehrzahl von in axialem Abstand voneinander liegenden Zuleitungen zugeordnet sind, die wenigstens zum Teil die Wärmeübertragungsflüssigkeit gegen die Innenfläche des Zylinders leiten. Die Zuleitungen, die den Durchfluß steuernde Ventile enthalten, sind an eine gemeinsame in der Achse des Zylinders liegende Hauptzuleitung angeschlossen. Diese innerhalb des Zylinders liegenden Ventile müssen jedoch von Hand eingestellt werden, so daß der Zylinder groß genug sein muß, um einem Bedienungsmann den Zugang zu den Ventilen zu ermöglichen. Zum Einstellen der Ventile muß zudem der Zylinder angehalten werden, so daß also eine Unterbrechung der Fertigung in Kauf genommen werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Walzentrockner der eingangs erwähnten Art so weiter auszugestalten, daß die Ventile von außen einstellbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ventile zueinander ausgerichtet parallel zur Achse des Zylinders angeordnet sind und über je ein Ventilschneckenrad mit Ventilbetätigungsorganen kuppelbar sind, die in dem Zylinder in seiner Längsrichtung neben den ausgerichteten Ventilen angeordnet und in dieser Richtung durch einen am einen Ende des Zylinders liegenden Antrieb bewegbar sind.

Auf diese Weise ist ermöglicht, daß die Einstellung der Ventile nicht das Betreten des Zylinders durch den Bedienungsmann erfordert. Ferner kann das Einstellen der Ventile bei laufendem Walzentrockner erfolgen, so daß eine Unterbrechung der Fertigung vermieden ist, wobei gleichzeitig die gewünschte Regelung der Temperatur schneller und genauer durchführbar ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß zu den Ventilbetätigungsorganen eine axial im Zylinder liegende Welle und eine zu dieser parallele Spindel gehören, daß die Welle über Arme schwenkbar auf der Spindel gelagert ist, auf deren Gewinde eine Büchse läuft, die mit einem Bügel längs der Welle gleitet, daß drehbar auf der Welle ein Schneckenrad sitzt, das mit jedem der Ventilschneckenräder in Eingriff bewegbar ist, und die Welle ein Zahnrad trägt, das mit einem um die Achse der Spindel drehbaren angetriebenen Zahnrad kämmt, um den jeweils in Eingriff befindlichen Schneckentrieb anzutreiben.

Ferner ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß der Walzentrockner einen äußeren Zylinder und einen inneren Zylinder aufweist, die konzentrisch zueinander mit radialem Abstand voneinander angeordnet sind und der zwischen ihnen gebildete Raum an den Stirnseiten verschlossen und in axial nebeneinander über den Umfang reichende miteinander verbundene Kanäle unterteilt ist, die an je eine Zuleitung angeschlossen sind, und daß an den Raum zwischen den Zylindern eine Hauptzuleitung mit einem von den Ventilbetätigungsorganen betätigbaren Ventil angeschlossen ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß mit den Kanälen mindestens eine Hauptrückleitung verbunden ist, die zu einer konzentrisch zur Speiseleitung liegenden Auslaßleitung führt, und daß jeder Kanal über eine ein den Strom des Wärmeübertragungsmittels steuerndes, von den Ventilbetätigungsorganen betätigbares Ventil enthaltende Rückleitung mit der Auslaßleitung verbunden ist. Die Kanäle zwischen den beiden Zylindern können schraubenlinienförmig ausgebildet sein. Hierbei kann die Hauptzuleitung in Achsrichtung des Walzentrockners in der Mitte liegen, wobei die schraubenlinienförmigen Kanäle zwischen den Zylindern beiderseits der Hauptzuleitung angeordnet sind und die Steigung auf der einen Seite entgegengesetzt zu der auf der anderen Seite ist, und wobei an jeder Stirnseite des Walzentrockners eine Hauptrückleitung vorgesehen ist, die die Kanäle der zugeordneten Seite mit der Auslaßleitung verbindet.

Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Speiseleitung ortsfest ausgebildet ist und der Walzentrockner auf dieser drehbar gelagert ist und daß jede Zuleitung in einer Düse endet und der Strom des Wärmeübertragungsmittels durch die Düsen durch zugeordnete, von den Ventilbetätigungsorganen betätigbare Ventile gesteuert ist. Ferner ist es möglich, daß ein Teil jeder Zuleitung konzentrisch zur Innenwand des Zylinders liegt und von diesem Teil eine Reihe von Düsen abzweigt. Ferner ist vorgesehen, daß das rücklaufende Wärmeübertragungsmittel aus dem Zylinder durch eine ortsfest koaxial zur Speiseleitung liegende Auslaßleitung abgezogen wird.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird eine den jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßte Temperaturverteilung längs des Umfangs des Zylinders unter Erzielung eines guten Wärmeübergangs ermöglicht, so daß der Trocknungsvorgang des zu trocknenden Gutes genauer als bisher gesteuert werden kann.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In der Zeichnung ist

Fig. 1 eine zum Teil geschnittene Teilseitenansicht eines Walzentrockners,

Fig. 2 ein Teilquerschnitt zu Fig. 1,

Fig. 3 ein Ausschnitt aus Fig. 1 in größerer Darstellung, ■ ■

F i g. 4 eine Teilseitenansicht einer anderen Ausführungsform eines Walzentrockners,

Fig. 5 ein Querschnitt zu Fig. 4,

F i g. 6 eine Seitenansicht eines Getriebes zur Betätigung der den Strom des Wärmeübertragungsmittels steuernden Ventile und

F i g. 7 eine Stirnansicht zu F i g. 6.

In den Zeichnungen haben gleiche Teile gleiche Bezugszeichen erhalten.

Der Walzentrockner gemäß Fig. 1 bis 3 ist an beiden Stirnseiten offen und hat einen äußeren Zylinder 1 mit innenliegenden Rippen 2, die mit dem Zylinder 1 einen Teil bilden können oder an diesem befestigt sind. Die Rippen 2 bilden einen schraubenförmigen Strömungsweg längs der Innenwand des Zylinders 1, der von der einen Stirnseite zur anderen sich erstreckt oder, wie in F i g. 1 dargestellt, von den Stirnseiten des Zylinders 1 mit zueinander entgegengesetzter Steigung bis zur Mitte des Walzentrockners verläuft. Der rechts der Mittellinie 3 liegende Schraubengang ist linksgängig, während der links der Mittellinie 3 liegende Teil rechtsgängig ausgebildet ist. Gegen die Flanken der Rippen 2 liegen schraubenförmige verjüngte Teile 4 an, die durch Schrauben 6 gegen die Rippen 2 gespannt sind, um die schraubenförmigen Kanäle 5 zu bilden, durch die ein Wärmeübertragungsmittel, beispielsweise eine Flüssigkeit, ein Dampf, ein Gas oder ein flüssiges Metall strömt. Die Schrauben 6 stützen sich an einem konzentrisch zum Zylinder 1 liegenden inneren Zylinder? ab. An den Stirnseiten des Walzentrockners sind Bügel 8 befestigt.

Die Bügel 8 laufen mit einer hohlen Welle 9 um, die in nicht dargestellter Weise angetrieben ist und eine Speiseleitung 10 und eine kpnzentrisch zu dieser liegende Auslaßleitung 11 für das Wärmeübertragungsmittel enthält. Dieses wird der Speiseleitung 10 durch ein Rohr 12 zugeleitet und verläßt die Auslaßleitung über ein Rohr 13. Die Verbindung erfolgt in an sich bekannter Weise durch ein umlaufendes Anschlußstück 14.

Das Wärmeübertragungsmittel gelangt von der Speiseleitung 10 zu den Kanälen 5 über eine Hauptzuleitung 15 und Zuleitungen 16. Die Hauptzuleitung 15 ist mit einem Ventil 17 und jede Zuleitung 16 mit einem Ventil 18 versehen. Diese Ventile, die parallel zur Achse des Walzentrockners ausgerichtet liegen, werden von außen mittels eines Getriebes betätigt, um den Strom von der Speiseleitung 10 zu den Kanälen 5 zu steuern. Das die Ventile betätigende Getriebe kann pneumatisch, hydraulisch, elektrisch oder mechanisch betätigt werden, um die Einstellung der Ventile bei laufendem Walzentrockner vornehmen zu können. Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Getriebes wird später beschrieben.

Jeder Zuleitung 16 ist eine Rückleitung 19 zugeordnet, die ein Ventil 20 enthält, das ebenfalls von dem Getriebe betätigt werden kann. Die Rückleitungen 19 verbinden die Kanäle 5 mit der Aus-Jaßleitung 11. In F i g. 2 sind die Zuleitungen 16 und die Rückleitungen 19 winkelversetzt gezeichnet. Tatsächlich liegen sie axial ausgerichtet zueinander.

Das durch die Hauptzuleitung 15 zugeleitete Wärmeübertragungsmittel teilt sich und fließt durch die Kanäle 5 nach rechts und links weiter und, falls über die Rückleitungen 19 kein Wärmeübertragungsmittel abgeleitet wird, durch Hauptrückleitungen 21 an den Stirnseiten des Walzentrockners zur Auslaßleitung 11 ab. Der Anschluß der Auslaßleitung 11 an das Rohr 13 könnte in abgewandelter Weise auch auf der anderen Stirnseite des Walzentrockners erfolgen.

Der Zylinder 1 ist verhältnismäßig dünn und hat bei einem Walzentrockner kleinen Durchmessers eine Stärke von etwa 6,35 bis 12,7 mm und bei einem Glättzylinder größeren Durchmessers von 25,4 bis 50,8 mm. Der Zylinder 1 besteht aus einem Werkstoff hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Kupfer, Kupferlegierungen, Aluminium oder Aluminiumlegierungen. Diese Ausbildung ergibt gegenüber bisher üblichen verhältnismäßig dicken Gußeisenzylindern einen wesentlich verbesserten Wärmedurchgang durch den Zylinder. Durch Regelung des Stroms des Wärmeübertragungsmittels durch die Kanäle 5 über die Zuleitungen 16 und die Regelung des Rücklaufs über die Rückleitungen 19 ist es möglich, die Außentemperatur des Zylinders 1 über seine Länge zu regeln, wobei es vorteilhaft ist, daß der Durchstrom durch die Kanäle 5 in turbulenter Strömung erfolgt, so daß der Wärmeübergang durch Bildung von Grenzschichten nicht erschwert wird. Derartige Grenzschichten werden bei den bekannten Bauarten durch den an der Innenfläche des Zylinders gebildeten Film des Kondensats entstehen.

Wird ein über die ganze Länge des Walzentrockners gehender Kanal 5 vorgesehen, so wird die Hauptzuleitung 15 an der einen Stirnseite angeordnet, während eine einzige Hauptrückleitung an der anderen Stirnseite liegt. Der Kanal 5 kann auch durch mehrere zueinander parallele Ringräume gebildet werden, die durch öffnungen miteinander verbunden sind und je mit einer Zuleitung 16 und einer Rückleitung 19 versehen sind.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 und 5 ist der dünne äußere Zylinder 1 aus einem Werkstoff hoher Wärmeleitfähigkeit an den Stirnseiten durch Deckel 22 verschlossen. Der Walzentrockner ist um eine ortsfeste Hohlwelle 9 drehbar, die lediglich die Speiseleitung 10 enthält. Die Zuleitungen 16 gehen von der Speiseleitung 10 ab und erstrecken sich, wie F i g. 5 zeigt, radial durch die Hohlwelle 9. Die Zuleitungen 16 haben einen Teil 16 a, der im wesentliehen konzentrisch zur Innenwand des Zylinders 1 verläuft und von dem eine Reihe von Düsen 16 b abzweigen, die dicht neben der Innenwand des Zylinders 1 enden und auf diese gerichtet sind. Die Zuleitungen 16 enthalten Ventile 18, die durch das .bereits erwähnte Getriebe betätigbar sind. Das rücklaufende Wärmeübertragungsmittel sammelt sich am Boden des Zylinders bei 23 und wird durch eine nicht dargestellte Pumpe oder durch ein koaxial zur Speiseleitung liegendes Rohr, ähnlich wie bei der Ausführungsform nach F i g. 1 bis 3, abgeleitet.

Die Regelung der Temperatur der Außenfläche des Zylinders 1 wird durch Einstellung der Ventile 18 bewirkt, wobei die Düsen 16 b Wärmeübertragungsmittel über den gesamten oder teilweisen Bereich des Umfangs leiten. Das Wärmeübertragungsmittel wird gegen die Innenfläche des Zylinders 1 mit so großer Geschwindigkeit geschleudert, daß die Bildung einer Grenzschicht unterbunden ist. In den F i g. 6 und 7 ist schematisch ein Getriebe zur Betätigung der Ventile dargestellt. In dem Deckel 22 ist eine Spindel 24 drehbat gelagert. Der Antrieb der Spindel erfolgt über ein Stirnrad 25, das beispielsweise durch einen nicht dargestellten umkehr-

baren Motor angetrieben ist. Eine Welle 26 mit einer sich über die ganze Länge erstreckenden Keilnut 27 ist drehbar in Armen 28 gelagert, die um die stirnseitigen Enden der Spindel 24 schwenkbar sind. Die Schwenkbewegung erfolgt über Hebel 29, die von Luftzylindern oder Elektromagneten 30 betätigt werden. Die Welle 26 wird über Stirnräder 31 und 32 angetrieben, von denen das Stirnrad 32 mit einer Lagerbuchse 33 verbunden ist, die außerdem ein Stirnrad 34 trägt. Die Lagerbüchse 33 ist drehbar auf dem Ende der Spindel 24 gelagert, und das Stirnrad 34 wird beispielsweise durch einen nicht dargestellten umkehrbaren Elektromotor angetrieben. Auf der Spindel 24 läuft eine Büchse 35, die einen Bügel 36 trägt. Der Bügel 36 trägt einen Keil 37, der in der Keilnut 27 der Welle 26 gleitet und ein Schneckenrad 38 trägt, das auf der Welle 26 drehbar gelagert ist und mit Ventilschneckenrädern 39 kämmt (Fig. 7), die die Ventile 18 betätigen. Sind Ventile 20 vorgesehen, so erfolgt deren Antrieb in gleicher Weise durch zugeordnete Ventilschneckenräder.

Wird die Einstellung eines Ventils gewünscht, so wird die Spindel 24 gedreht, um das Schneckenrad 38 mit dem dem zu verstellenden Ventil zugeordneten Ventilschneckenrad 39 auszurichten, worauf das Betätigen der Hebel 29 die Welle 26 verschwenkt, wodurch der Schneckentrieb in Eingriff gebracht wird. Hierauf wird die Welle über die Stirnräder 31, 32, 34 gedreht, um die gewünschte Einstellung des Ventils zu bewirken. Nach der Einstellung wird der Eingriff des Schneckentriebes durch Schwenken der Welle 26 wieder gelöst.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Walzentrockner zur Verwendung in der Papier-, Textil- und Kunststoffindustrie, bestehend aus einem Zylinder, dessen Temperatur am Außenumfang durch ein umgewälztes Wärmeübertragungsmittel geregelt wird, das über eine axial im Zylinder liegende Speiseleitung zugeleitet und über im axialen Abstand voneinander an diese angeschlossene Zuleitungen wenigstens zum Teil gegen die Innenwandung des Zylinders gerichtet ist, wobei in jeder Zuleitung ein die Durchflußmenge regelndes Ventil vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (17, 18, 20) zueinander ausgerichtet parallel zur Achse des Zylinders (1) angeordnet sind und über je ein Ventilschneckenrad (39) mit Ventilbetätigungsorganen (24, 35 bis 38) kuppelbar sind, die in dem Zylinder in seiner Längsrichtung neben den ausgerichteten Ventilen angeordnet und in dieser Richtung durch einen am einen Ende des Zylinders liegenden Antrieb (29 bis 33) bewegbar sind.

2. Walzentrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Ventilbetätigungsorganen eine axial im Zylinder (1) liegende Welle (26) und eine zu dieser parallele Spindel (24) gehören, daß die Welle über Arme (28) schwenkbar auf der Spindel gelagert ist, auf deren Gewinde eine Büchse (35) läuft, die mit einem Bügel (36) längs der Welle gleitet, daß drehbar auf der Welle ein Schneckenrad (38) sitzt, das mit jedem der Ventilschneckenräder (39) in Eingriff bewegbar ist, und die Welle ein Zahnrad (31) trägt, das mit einem um die Achse der Spindel drehbaren angetriebenen Zahnrad (32) kämmt, um den jeweils in Eingriff befindlichen Schneckentrieb anzutreiben.

3. Walzentrockner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er einen äußeren Zylinder (1) und einen inneren Zylinder (7) aufweist, die konzentrisch zueinander mit radialem Abstand voneinander angeordnet sind und der zwischen ihnen gebildete Raum an den Stirnseiten verschlossen und in axial nebeneinander über den Umfang reichende, miteinander verbundene Kanäle (5) unterteilt ist, die an je eine Zuleitung (16) angeschlossen sind, und daß an den Raum zwischen den Zylindern eine Hauptzuleitung (15) mit einem von den Ventilbetätigungsorganen (24, 35 bis 38) betätigbaren Ventil (17) angeschlossen ist.

4. Walzentrockner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Kanälen (5) mindestens eine Hauptrückleitung (21) verbunden ist, die zu einer konzentrisch zur Speiseleitung (10) liegenden Auslaßleitung (11) führt, und daß jeder Kanal (5) über eine ein den Strom des Wärmeübertragungsmittels steuerndes, von den Ventilbetätigungsorganen (24, 35 bis 38) betätigbares Ventil (20) enthaltende Rückleitung (19) mit der Auslaßleitung (11) verbunden ist.

5. Walzentrockner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (5) zwischen den beiden Zylindern (1, 7) schraubenlinienförmig ausgebildet sind.

6. Walzentrockner nach Anspruch 5, -dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptzuleitung (15) in der Mitte des Walzentrockners liegt und schraubenförmige Kanäle (5) zwischen den Zylindern (1, 7) beiderseits der Hauptzuleitung angeordnet sind, und deren Steigung auf der einen Seite der auf der anderen Seite entgegengesetzt ist, und daß an jeder Stirnseite des Walzentrockners eine Hauptrückleitung (21) vorgesehen ist, die die Kanäle (5) der zugeordneten Seite mit der Aus- f laßleitung (11) verbindet.

7. Walzentrockner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseleitung (10) ortsfest ausgebildet und der Zylinder (1) auf dieser drehbar gelagert ist, und daß jede Zuleitung (16) in einer Düse (16 b) endet, und der Strom des Wärmeübertragungsmittels durch die Düsen durch zugeordnete von den Ventilbetätigungsorganen betätigbare Ventile (18) gesteuert ist.

8. Walzentrockner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (16 a) jeder Zuleitung (16) konzentrisch zur Innenwand des Zylinders (1) liegt und von diesem Teil eine Reihe von Düsen (16 b) abzweigt.

9. Walzentrockner nach Anspruch 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das rücklaufende Wärmeübertragungsmittel aus dem Zylinder (1) durch eine ortsfest koaxial zur Speiseleitung (10) liegende Auslaßleitung abgezogen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen