DE1939584U - Trokkentrommel. - Google Patents

Description

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2612-62/Dr.Sd/Ro.
(convention date;
March 24, 1961 - Cirrito)

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Rice Barton Corporation, Worcester, Massachusetts, USA.

Trockentrommel.

Die Feuerung "bezieht sich auf Verbesserungen einer Trockentrommel und zwar einer solchen Trockentrommel, welche eine heizbare Oberfläche besitzt.

Die im folgenden zu beschreibende Trockentrommel stellt eine Verbesserung von bekannten Trockentrommeln dar, beispielsweise einer Trockentrommel, wie sie in dem USA-Patent 2 661 545 vom 8.12.53 (Messinger) beschrieben ist.

Gemäß der Neuerung wird eine Trockentrommel vorgeschlagen, welche so stark ausgebildet ist, daß sie sich nicht durchbiegen kann, und welche eine Heizflüssigkeit, beispielsweise Wasserdampf von einem gewünschten Druck enthält. Dabei soll die neuerungsgemäße Trockentrommel verbesserte Wärmeabgabeeigenschaften besitzen, um an ihrer Oberfläche eine konstante Temperatur anzunehmen.

Ein Merkmal der Neuerung besteht in der Konstruktion und in der Art des Zusammenbaus des Trommelmantels aus einer Mehrzahl von transversalen Abschnitten. Jeder dieser Abschnitte enthält Leitungen innerhalb des Mantels, welchejparallel zu der Achse der Trommel verlaufen und längs des Umfangs der Trommel beabstandet sind. Der zylindrische Mantel der Trommel besitzt die erforderliche Festigkeit und gleichzeitig die für eine gute Trockentrommel erforderlichen Wärmeabgabeeigenschaften.

Weiterhin sind die einzelnen Trommelabschnitte und speziell ihre Mantelteile mit Endflächen versehen, von denen die äußeren Eanten und die einander zugewendeten Flächen von den erwähnten Eanten aus in einer zur Trommelachse senkrechten Ebene nach innen verlaufen» Die einzelnen Trommelabschnitte schließen dicht aneinander an, so daß die Wärmeübertragung von den Leitungen zur Oberfläche der Trommel parallel zu den erwähnten Endflächen verläuft und eine gleichmäßige Wärmeverteilung über die miteinander verbundenen Enden der Trommelabschnitte sichergestellt wird.

Um den Trommelmantel gegen Abnutzung besser widerstandsfähig zu machen und um diejenigen Eigenschaften an der Trommeloberfläche zu erreichen, welche bei bestimmten zu trocknenden Stoffen am besten geeignet sind, beispielsweise um eine Glasierung von Papier herzustellen oder um einen überzug zu

trocknen, welcher eine gegossene Oberfläche verlangt, ist es nötig, die Tromme!oberfläche nach dem Zusammenbau mit Chrom, mit einem keramischen Material oder mit einem anderen widerstandsfähigen Stoff zu überziehen«

In denjenigen Fällen, in denen das Material des Trommelmantels hinsichtlich seiner Oberflächenbeschaffenheit geeignet ist und eine glatte metallische Oberfläche an den Stoßstellen geünscht wird, ist es nur erforderlich, einen schmalen Einschnitt an den Stoßstellen von etwa 3 mm. Breite einzuarbeiten und in diesen Einschnitt ein Dichtungsmaterial einzuschmelzen. Dieses Dichtungsmaterial wird maschinell bearbeitet, geschliffen und poliert, damit die Trommel nach der letzten Schleifbearbeitung eine glatte Oberfläche erhält»

In den im folgenden beschriebenen Ausführungsformen der Neuerung werden die Leitungen jedes Abschnitts, welche an die Leitungen der benachbarten Abschnitte anschließen, mit einer Auskleidung in Form von Kupferrohren versehen. Diese Kupferrohre durchsetzen die ganze Trommel und werden durch Anwendung eines Innendrucks an die Wände der Leitungen angepreßt, so daß sie an diesen Wänden dicht anliegen. Auf diese Weise wird die sehr hohe thermische Leitfähigkeit von Kupfer nutzbar gemacht, d.h. die Wärme der Heizflüssigkeit wird über das Kupfer auf das umgebende Mantelmaterial gut übertragen und gelangt daher an die Außenfläche der Trommel.

An Stelle von Kupfer kann man auch andere Stoffe hoher Wärmeleitfähigkeit "benutzen* Die erwähnte Leitungsauskleidung verhindert zwar vorteilhaft den Austritt von Dampf an den Stoßstellen, jedoch ist eine derartige Leitungsauskleidung kein notwendiges Merkmal der Keuerung, da eine dichte Verbindung der Leitungen auch anderweitig möglich ist. Man kann "beispielsweise durch sorgfältige Bearbeitung der Leitungsenden jedes Abschnitts und durch eine sorgfältige Verbindung der einzelnen Abschnitte mittels Bolzen auch einen dichten Anschluß der Leitungen aneinander erreichen, wobei man gegebenenfalls eine Zwischenschicht von einem Epoxyharz geringer Dicke an den Stoßstellen anbringt.

Die Auskleidungen aus Kupfer oder aus einem anderen Stoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit haben sich für die Wärmeableitung im Dauerbetrieb gut bewährt. Es wurde nämlich gefunden, daß bei Trommeln ohne Innenauskleidung der Leitungen oder bei einer Innenauskleidung mit einer Wärmeleitfähigkeit gleich derjenigen des Trommelma&terials die Anlagerung des Kondensates infolge der Zentrifugalkräfte einen Wärmewiderstand hervorruft, welcher über die ganze Trommellänge nicht gleich ist. Eine gleichmäßige Erwärmung der ganzen Trommeloberfläche ist daher schwierig zu erreichen. Unterschiede der Dicke des flüssigen Kondensates werden dagegen mittels einer Innenauskleidung durch Rohre von hoher Wärmeleitfähigkeit sehr wirksam ausgeglichen. Die Wärme-

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leitfähigkeit von Kupfer ist nämlich in der Größenordnung des 500-fachen von Wasser, so daß der Wärmestrom außerhall) des Kondensates und nicht durch das Kondensat hindurch verläuft. Man kann ferner eine Innenauskleidung der Leitungen auch dadurch erreichen, daß· man die Innenwände mit Kupfer oder einem anderen Stoff von hoher Wärmeleitfähigkeit.überzieht„

Ferner wird gemäß der Neuerung an "beiden Enden der Trommel ein Kopfstück vorgesehen, von denen jedes mindestens zwei in der Umfangsrichtung verlaufende Kanäle "besitzt, von denen der eine als Einlaßleitung und der andere als Abflußleitung dient.

Eine andere Ausführungsform enthält in der Längsrichtung der Trommel verlaufende Kanäle, so daß Dampf am einen Ende der Trommel durch eine geeignete Einlaßöffnung eintritt und über abwechselnde Öffnungen in die zugehörige Ausstoßleitung am anderen Ende der Trommel gelangt» Ebenso wird Dampf an diesem letzteren Ende der Trommel zugeführt und in der umgekehrten Richtung durch die Trommel hindurchgeleitet_? so daß er am ersterwähnten Trommelende wieder austritt ο Durch diesen Kunstgriff wird ebenfalls eine gleichmäßigere Temperatur am Trommelumfang erzielt, d.h. einem Wärmestau durch Kondensatbildung entgegengewirkt.

fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine erste Ausführungsform einer Trockentrommel für die Trocknung von Papier.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt längs der Sehnittebene 2-2 in Fig. 1.

Fig. 3 ist eine teilweise im Schnitt gehaltene Darstellung eines Teils der Trommel nach Fig. 2, der in dieser letzteren Figur durch die Ziffern 3,3 angedeutet ist.

Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Schnittebene 4-4 in Fig. 3·

Fig. 5 enthält eine ähnliche Darstellung wie Fig. 3₅ bezieht sich jedoch auf das rechte Ende der Trommel in Fig. 2, wie durch die Ziffern 5,5 in Fig. 2 angedeutet ist.

Fig. 6 stellt einen Schnitt längs der Schnittebene 6-6 in Fig. 5 dar.

Fig. 7 zeigt die Stirnfläche einer zweiten Ausführungsform einer Trockentrommel.

Fig. 8 zeigt die der Stirnfläche in Fig. 7 entgegengesetzt liegende Stirnfläche der zweiten Ausführungsform einer Tro ckentrommel.

Fig. 9 zeigt einen Schnitt längs der Schnittebene 9-9
in Fig. 7.

Fig. 10 enthält eine ähnliche Darstellung wie die Fig. 9, ■bezieht sich jedoch auf einen Schnitt längs der Schnittebene 10-10 in Fig. 8.

Pig. 11 ist eine vergrößerte Ansicht eines Schnittes längs des Kreisbogens 11-11 in Fig« 7 und erläutert die Richtung der Heizmittelströme dieser zweiten Ausfünrungsform.

lig. 12 und 13 enthalten ähnliche Darstellungen wie Fig. und 6 und beziehen sich ebenfalls auf die zweite Ausführungsform wie lig. 11.

Pig. 14 enthält einen vergrößerten Schnitt durch die Stoßstelle zweier Tr onmielab schnitte am Trommelumfang und veranschaulicht eine "besondere Form der Dichtung zwischen zwei Abschnitten.

Fig. 15 stellt einen ähnlichen Schnitt dar und veranschaulicht eine Trockentrommel;, bei welcher die Tromnieloberfläche mit einem Überzug versehen ist.

Der Zweck der !Teuerung besteht darin, eine Trockentrommel anzugeben, bei welcher die Erwärmung durch Hindurchleitung von Dampf durch eine große Anzahl von in der Längsrichtung der Trommel sich erstreckenden Leitungen bewerkstelligt wird« Diese Leitungen oder Kanäle liegen dicht an der Trommeloberfläche, erfüllen also nicht den ganzen Innenraum der Trommel, was den Yorteil hat, daß eine festere Konstruktion und eine größere Sicherheit erreicht wird. Ferner ist es bei der neuerungsgemäßen Konstruktion möglich, die ganze Trommel aus gleichen Abschnitten oder Trommelteilen bis zu einer belie-

Taigen Trommellänge aufzubauen« Der zur Heizung dienende "Wasserdampf oder die anderweitige Heizflüssigkeit wird über die Achse der Trommel eingeführt und das Kondensat wird ebenfalls über die Achse abgezapft.

In der in Mg. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform ist die ganze Trommel mit 20 bezeichnet und besteht aus den Abschnitten 20a, 20b usw. Jeder Trommelabschnitt hat einen kreisförmigen Mantel. Dieser Mantel wird mittels Speichen mit der Achse verbunden. Im Mantel der Trommelabschnitte liegen in der Trommellängsrichtung verlaufende Leitungen oder Kanäle 22, welche an die Kanäle in dem jeweils nächsten Trommelabschnitt anschließen. Über eine Achse 26 wird Wasserdampf durch einen Kanal 24 eingeführt. Dieser Dampf verläuft über radial angeordnete Rohre 28 in innerhalb der Speichen 32 verlaufende Kanäle Von dort aus tritt der Dampf in einen kreisförmigen Kanal 34 ein, der sich in Pig. 2 am linken Ende der ganzen Trommel befindet. Der Kanal 34 kommuniziert mit den Kaivälen 22, so daß diese letzteren Kanäle in Pig« 2 von links nach rechts durchsetzt werden. Das Kondensat sammelt sich in einem ebenfalls kreisförmigen Kanal 36 am rechten Ende der Trommel in Fig. 2 und wird mittels Syphons über die Leitungen 40 der Kondensatleitung 42 zugeführt.

Vorzugsweise werden die Kanäle 22 mit Kupfer oder einem anderen gut wärmeleitfähigen Stoff ausgekleidet, so daß die

Wärme schnell an die Oberfläche der Trommel abgeleitet wird. Diese Kupferauskleidung ist in Fig. 3 bis 6 mit 44 bezeichnet. Die Verbindung zwischen dem Eanal 30 und dem Kreisringkanal 34 besteht aus kurzen Rohren 46, welche in Fig. 2 links oben und in Pig. 3 erkennbar sind«,

In der ersten Ausfuhrungsform nach fig ο 1 bis 6 strömt also der Dampf unter hohem Druck in verhältnismäßig engen Bohren, so daß bei einem Rohrbruch keine gefährliche Explosion zu erwarten ist. Außerdem befinden sich die Kanäle in der Nähe des Trommelumfangs, so daß der Y/ärmeübergang auf die Außenfläche der Trommel erleichtert wird. Weiterhin ist die Materialstärke zwischen den Kanälen 22 und der Außenfläche der Trommel sehr gering, da innerhalb der Trommel keine große Menge von Hochdruckdampf vorhanden zu sein braucht. Wegen der für die Ableitung des Kondensates getroffenen Maßnahmen bildet das Kondensat keine Zwischenschicht zwischen dem Heizmedium und der Außenfläche der Trommel, wie es bei den bekannten Trommeln der Fall war. Hierdurch wird ebenfalls der Wärmeübergang nach der Außenfläche der Trommel erleichtert.

Der Aufbau der Trommel aus einer Reihe von unter sich gleichen transversalen Trommelabschnitten ist insofern vorteilhaft, als man einen verhältnismäßig dünnen gegossenen Trommelmantel verwenden kann, in welchen die Heizmittelkanäle

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eingegossen und/oder eingebohrt werden und sich in unmittelbarer Nachbarschaft der Außenfläche der Trommel befinden. Die einzelnen Trommelabschnitte haben nur etwa eine Erstreckung in Richtung der Trommelachse unterhalb von einem Meter, was die Herstellung der Kanäle durch G-uß oder Bohrung möglich macht. Aus derartigen Trommelabschnitten können Trommeln der jeweils gewünschten Länge bequem aufgebaut werden. Außerdem können einzelne Trommelabschnitte sehr viel leichter verfrachtet werden als vollständig zusammengebaute Trommeln. An der Benutzungsstelle werden die einzelnen Trommelabschnitte zusammengebaut und die Außenfläche der Trommel wird in der erforderlichen Weise glatt geschliffen. Dies ist insofern von erheblicher Bedeutung, als Trockentrommeln einen sehr erheblichen Umfang besitzen und die vollständig zusammengebauten Trommeln nur mit Schwierigkeiten verfrachtet werden können.

Bei der zweiten Ausführungsform nach Fig. 7-13 ist jeder der Kreisringkanäle in Quadranten aufgeteilt_? welche gegeneinander abgedichtet sind. Ein Kanal 50 am linken Trommelende in Fig. 7 und 9 ist daher in Kanäle 5Oa₅ 50b, 50c und 5Od aufgeteilt und ein Kanal 52 am rechten Trommelende in lig. 8 und 10 ist ebenso in Kanäle 52a, 52b, 52c und 52d aufgeteilt. Vier getrennte Dampfleitungen 30a, 30b, 30c und 3Od in Pig. 7 liefern Dampf von der Speiseleitung 24 an die Quadrantenkanäle 50a, 50b, 50c und 5Od. Am rechten Ende der Trommel liefern vier Dampfleitungen

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54a, 54b, 54c und 54d den Dampf an Quadrantenkanäle 52a, 52t, 52c und 52d. Jeder Quadrant des Kreiskanals 50 ist mit abYiechselnden Öffnungen 56 verbunden (Pig. 12), über welche Dampf in den Kreiskanal 36 am rechten Ende der Trommel gelangt (Fig. 13) ₅ welches bei dieser Ausführungsforni mit der Abflußleitung 42 über vier Auslaßrohre 58 verbunden ist.

Jeder der Quadrantenkanäle 52a, 52b, 52c und 52d am rechten Ende der Trommel ist über Öffnungen 60 (Pig. 11) und die nach abwärts durchströmten Kanäle 22 mit dem Kreiskanal 34 am linken Ende der Trommel verbunden. Auslaßrohre 62 (Jig. 9)für jeden der vier Quadranten verbinden den Kanal 34 mit der Abflußleitung 42.

Der in die Quadrantenkanäle 50a, 50b, 50c und 50 eintretende Dampf durchsetzt abwechselnde Öffnungen 56 und erreicht (in Pig. 11 nach aufwärts strömend) den Kreiskanal 36 und die Auslaßrohre 58< > Der in die Quadrantenkanäle 52a, 52b, 52c und 52d eintretende Dampf fließt in umgekehrter Richtung durch die Mittelöffnungen 60 in den Kreiskanal 34 und von dort zu den Auslaßrohren 62 ο

Mit der in Pig. 7 bis 13 dargestellten Anordnung wird eine sehr gleichmäßige Wärmeverteilung bei einer minimalen Kondensatbildung erreicht.

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Bei beiden beschriebenen Ausführungsformen wird Wasserdampf als Heizmedium, welches die Speichen durchsetzt, verwendet. Hierdurch werden die Speichen bis auf praktisch dieselbe Temperatur wie der Mantel des Zylinders erhitzt und eine Wärmebeanspruchung durch verschiedene Ausdehnung daher vermieden. Stattdessen kann man aber auch andere Tragelemente zwischen der Achse und dem Trommelmantel, beispielsweise also Scheiben verwenden und von diesen Scheiben unabhängige Rohre zur Dampfzuführung und zur Kondensatabführung benutzen. Die Kopfstücke 34 und 36 können ebenfalls durch äußere Rohre ersetzt werden. Jedenfalls ist in allen Fällen für eine möglichst geringe Wärmebeanspruchung Sorge zu tragen=

Die Figo 14 zeigt eine Abdichtung, bei welcher ein Schweißring aus dem gleichen Werkstoff wie der Biantel der Trommelabschnitte verwendet wird. Eine kleine Nut von etwa 3 mm Breite ist an dem einen der beiden teilweise dargestellten Trommelabschnitte angebracht, wird dann mit dem Schweißmaterial 47 gefüllt und es wird sodann die Außenfläche einschließlich der Schweißstelle glatt geschliffen.

Mg. 15 zeigt eine Bauart für die Trommel mit einem Überzug 48, der aus einem beliebigen gewünschten Stoff, beispielsweise aus Chrom oder aus einem keramischen Stoff oder aus einem anderen dem jeweiligen Trockenvorgang speziell angepaßten Stoff bestehen kann.

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Der Mantel wurde "bei allen besprochenen Ausführungsformen durch Guß hergestellt. Jedoch kann man auch gebogene und geschweißte Mantel mit angeschweißten Flanschen benutzen. Die Schweißstellen werden nach dem Zusammenbau maschinell bearbeitet, nachdem die sich beim Zusammenbau einstellenden mechanischen Spannungen ausgeglichen haben.

Claims (6)

- U - M Schutzansprüche

1.) Tr ο c !cent r omme 1 mit einer Reihe τοπ seitens eines Heizmediums durchströmten parallel zur Trommelachse verlaufenden Kanälen, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel der Trommel aus einem gegossenen wärmeleitenden Material, z.B. Stahl "besteht, daß parallel zur Achse der Trommel verlaufende Kanäle im Trommelmantel während des Gießens oder nachträglich durch Bohren hergestellt sind, und daß Auskleidungen aus gut wärmeleitendem Material, beispielsweise aus Kupfer, an den Wänden der Kanäle angeordnet sind, um einen guten Wärme üb er gang an alle Punkte der Außenfläche der Trommel sicherzustellen.

2.) Trockentrommel nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß eine Seihe von Kanälen im Trommelmantel parallel zur Trommelachse vorhanden sind und in der Umfangsrichtung der Trommel voneinander beanstandet sind, daß; ein kreisförmiger Einlaßkanal und ein kreisförmiger Auslaßkanal an jedem Ende der Trommel vorhanden sind, daß diese kreisförmigen Kanäle mit den ersterwähnten in der Trommellängsrichtung verlaufenden Kanäle verbunden sind.

3.) Trockentrommel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die kreisförmigen Kanäle an beiden Enden der Trommel in Kopfstücke münden, und daß die

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kreisförmigen linlaßkanäle an beiden Trommelenden aus segmentförmigen Kanälen bestehen, von denen jeder mit der Heizmediumsquelle verbunden sind.

4.) Trockentrommel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Trommel in an sich bekannter Weise aus einer Reihe von transversalen zylindrischen Abschnitten aufgebaut ist,, von denen jeder eine Umfangswand und in der Achseinrichtung der Trommel verlaufende Kanäle enthält, daß aber innerhalb der Kanäle Kupferrohre, welche sich über die ganze Trommellänge erstrecken, vorhanden sind,

5.) Trockentrommel nach Anspruch 4_S dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der einzelnen Trommelabschnitte an ihren Stirnflächen sich nach innen erstrecken, daß diese Stirnflächen in einer zur Achse der ganzen Trommel senkrecht verlaufenden Ebene liegen, so daß ein gleichmäßiger Wärmestrom von den seitens des Heizmittels durchströmten Kanälen zum Umfang der Trommel vorhanden ist.

6.) Trockentrommel nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß ein Einschnitt zwischen den aneinander angrenzenden äußeren Kanten aufeinanderfolgender Trommelabschnitte vorhanden ist und ein Schweißmittel in diesem Einschnitt angebracht ist.

7·) Trockentrommel nach einem der vorhergehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche der ganzen Trommel "bearbeitet wird, so daß die Trommel eine glatte durchlaufende Oberfläche erhält, und daß die ganze Trommel mit einem Überzug versehen wird.