DE19700139C2 - Dampf-/Kondensat-/Wasserkupplung für Papiermaschinen/Kartonmaschinen-Zylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dampf-/Kondensat-/Wasser­ kupplung für Papiermaschinen/Kartonmaschinenzylinder.

Aus dem früheren Patent FI 90 100 der Anmelderin ist eine Dampf- und Kondensatkupplung für den Trockenzy­ linder einer Papiermaschine bekannt, mit der eine druckdichte Verbindung zwischen den rotierenden Zylin­ derteilen und den damit verbundenen stationären Teilen ermöglicht wird. In der aus dem Patent FI 90 100 be­ kannten Lösung wird eine Kohlendichtung verwendet, die an einem in axialer Richtung beweglichen Kolbenteil befestigt ist. Das Kolbenteil ist weiter mit einer in der stationären Ständerkonstruktion vorhandenen Ring­ nut verbunden. Die genannten Teile sind rotationssym­ metrisch und durch deren Mittelraum werden Dampf- und Kondensatrohre in den Trockenzylinder geführt. Der Dampf wird über einen Eintrittsanschluß am Ende der Dampf- und Kondensatkupplung eingeleitet, so daß der Dampf durch die Wandperforierung des Dampfrohres in das Dampfrohr und im Dampfrohr vorwärts und weiter in den Zylinder strömt. Das Kondensatrohr wird zentrisch zum Dampfrohr geführt und durch das Kondensatrohr wird Kondensat und Wasser abgeführt. Sowohl Dampfrohr als auch Kondensatrohr sind stationäre Konstruktionen und sind hinsichtlich der übrigen Konstruktionen in fester Position unterstützt. Dampfrohr und Kondensatrohr wer­ den zentrisch durch den hohlen Innenraum der Zylinder­ welle in das Innere des Zylinders geführt. Damit der Dampf nicht aus dem Zylinder strömt, aber dennoch die erwähnte zentrische Einführung des Dampf- und Konden­ satrohres ermöglicht wird, ist die Vorrichtung um das Dampf- und Kondensatrohr herum mit der im vorstehenden erläuterten Kupplungskonstruktion ausgerüstet, wobei der Dampfdruck so ausgeführt ist, daß er auf die Flä­ che des Kolbenteils wirkt, wodurch mit Hilfe des Kol­ benteils die mit dem Kolbenteil verbundene Dichtung gegen das Wellenende oder das damit verbundene Teil gedrückt wird, um eine dichte Verbindung zu erzielen. Damit die Verbindung unter allen Bedingungen dicht ist, sind zwischen dem Kolbenteil und dem dazu gehö­ renden Gehäuse Federn, mit denen Kraft erzeugt wird, um die Dichtung in solchen Situationen gegen das Wel­ lenende zu drücken, bei denen der Trockenzylinderdruck nicht auf den Kolbenteil wirken kann.

In der vorliegenden Anmeldung wird eine Verbesserung der oben erläuterten Dampf- und Kondensatkupplung be­ schrieben. Bei der früheren Konstruktion bestand die Dampf- und Kondensatkupplung aus einer Gehäusekon­ struktion, die einen sogenannten Rundträger aufweist, in dessen Ringnut ein Kolbenteil eingesetzt war. An dem genannten Rundträgergehäuse war mit separaten Schrauben das Endgehäuse der Kupplung befestigt, in dem sich der Eintrittsanschluß für Dampf und der Aus­ trittsanschluß für Kondensat befanden.

In der vorliegenden Anmeldung wird eine verbesserte Konstruktion vorgestellt. In der Anmeldung wird das Gehäuse der Dampf- und Kondensatkupplung aus einem einheitlichen Stück gebildet, das einen Austrittsan­ schluß für Kondensat oder sowohl einen Austrittsan­ schluß für Kondensat als auch einen Eintrittsanschluß für Dampf hat. Das erfindungsgemäße Gehäuse weist au­ ßerdem eine Ringnut auf, die gewissermaßen als Zylin­ der für das in sie einzusetzende Kolbenteil dient, an dem weiter eine Kohlendichtung oder Ähnliches befe­ stigt ist.

Auf diese Weise konnte die erfindungsgemäße Konstruk­ tion bedeutend vereinfacht werden. Die erfindungsgemä­ ße Konstruktion besteht aus einem modulartigen Teil, in dem die gleiche Grundkonstruktion bei allen übli­ chen mit stehendem Siphon ausgerüsteten Dampfspeise- und Kondensataustrittsvorrichtungen benutzt werden kann, unabhängig von der Maschinengeschwindigkeit, der Papier-/Kartonqualität und der Druckstufe. Die erfin­ dungsgemäße Kupplung eignet sich auch als Wasserkupplung für solche Zylinderantriebe, bei denen zwecks Kühlung des Zylinderrohres Kühlwasser in den Zylinder gebracht wird und in der Konstruktion Druckluft in den Zylinder geführt wird, um Wasser mit Druck durch ein Ablaufrohr, vorzugsweise Kondensatrohr, aus dem Zylin­ derinneren zu entfernen. Die erfindungsgemäße Kon­ struktion eignet sich auch als Kondensatableitungs­ kupplung für solche Ausführungsformen, bei denen am einen Zylinderende Dampf in den Zylinder geleitet und am anderen Ende des Zylinders Kondensat abgeführt wird. Dabei hat die Konstruktion also nur ein Konden­ satrohr zum Abführen von Wasser und Kondensat durch die erfindungsgemäße Konstruktion.

Für die erfindungsgemäße Papiermaschinen/Kartonmaschi­ nenzylinder-Kupplungskonstruktion ist im wesentlichen charakteristisch, was in den Patentansprüchen gesagt ist.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf ei­ nige in den Figuren der beigefügten Zeichnung darge­ stellte bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung ausführlich beschrieben.

Fig. 1A zeigt eine erfindungsgemäße Kupplung für den Trockenzylinder einer Papiermaschine. Zum Heizen des Trockenzylinders wird Dampf durch die erfindungsgemäße Kupplung gebracht und der kondensierte Dampf und das Kondensat wird durch ein Kondensatrohr und die erfin­ dungsgemäße Kupplung aus dem Trockenzylinder entfernt.

Fig. 1B zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Kupplung derart verwendet wird, daß durch sie nur Kondensat abgeführt wird. Der Dampf wird am anderen Ende des Zylinders in den Zylinder eingeführt.

Fig. 1C zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Kupplung als Wasserkupplung dient, wobei durch die Kupplung Zylinder­ kühlwasser und durch einen im Kondensatrohr eingebauten Druckluftanschluß Druckluft in den Zylinder gebracht sowie Wasser aus dem Inneren des Zylinders entfernt wird.

Fig. 2A zeigt die erfindungsgemäße Kupplungskon­ struktion als Längsschnitt und Teilaus­ schnitt des Zylinders.

Fig. 2B zeigt die Kupplung in vergrößertem Maßstab.

Fig. 2C zeigt die erfindungsgemäße Kupplung als De­ tailzeichnung bei abgenommenen Dampf- und Kondensatrohren.

Fig. 2D zeigt die Kupplung nach Fig. 2C, wobei die Dichtung von der übrigen Konstruktion ge­ trennt gezeigt ist.

Fig. 2E zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der das Kupplungsgehäuse nur einen Aus­ trittsanschluß für Kondensat hat. Das Kupp­ lungsgehäuse eignet sich für Ausführungsfor­ men, bei denen durch die Kupplung nur Kon­ densat abgeführt und der Dampf am anderen Zylinderende in den Zylinder eingeführt wird.

In Fig. 1A ist ein Papiermaschinen-Trockenzylinder 10 gezeigt, der in Lagervorrichtungen 17a gedreht und ge­ tragen wird, und in den der Dampf durch eine Öffnung 23 der Seitenfläche des Gehäuses 21 der Dampf-/Konden­ sat/Wasserkupplung 20 gebracht und das Kondensat durch eine Öffnung 22 am Ende des Gehäuses 21 entfernt wird. Am Gehäuse 21 befindet sich ein Kolben 25 und an die­ sem eine Dichtung 28, die gegen ein am Ende der ge­ drehten Welle 10c befindliches Teil 29, wie z. B. Kera­ mikdichtungsring, gedrückt wird (Fig. 2A). Der Troc­ kenzylinder wird z. B. über ein Zahnrad 19 (Fig. 2A) mit Motor gedreht oder der Zylinder kann frei drehbar sein.

In Fig. 1B ist eine Ausführungsform der Erfindung ge­ zeigt, bei der die erfindungsgemäße Kupplung 20 nur zum Entfernen von Kondensat benutzt wird. Der Dampf wird am anderen Ende (nicht gezeigt) des Trockenzylin­ ders 10 zentrisch zur Welle eingeführt und das Konden­ sat wird durch das Ende des Gehäuses 21 der erfin­ dungsgemäßen Kupplung 20 abgeführt.

In Fig. 1C ist eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der die erfindungsgemäße Kupplung als Was­ serkupplung benutzt wird. Der Zylinder dient als Kühlzylinder. Das Kühlwasser wird über das Gehäuse 21 der Kupplung (durch den sogenannten Dampfanschluß) zu­ geführt und ins Innere des Zylinders geleitet. Das Wasser wird durch das Kondensatrohr abgeführt. Durch einen separaten Anschluß wird Druckluft in den Zylin­ der geführt, wobei mit Hilfe des in das Innere des Zy­ linders gebrachten Luftdruckes Wasser durch das Kon­ densatrohr entfernt wird.

In Fig. 2A ist die erfindungsgemäße Dampf/Kondensat­ kupplungskonstruktion als Längsschnitt und Teilaus­ schnitt des Zylinders gezeigt. In Fig. 2B ist die Kupplungskonstruktion vergrößert dargestellt. Nach Fig. 2A und Fig. 2B besteht der Papiermaschinen/Kar­ tonmaschinen-Trockenzylinder 10 aus dem Mantel 10a und dem dazu gehörenden Endflansch 10b, mit dem weiter die den Hohlraum C enthaltende Welle 10c verbunden ist.

Der Dampf wird entsprechend Pfeil L₁ im Dampfrohr 12 durch den zwischen dem Dampfrohr 12 und dem darin ver­ laufenden Kondensatrohr 11 gebildeten Strömungskanal in den Raum E des Zylinders 10 geleitet. Nachdem er seine Wärme abgegeben hat, kondensiert der Dampf und das Kondensat wird durch das zum Kondensatrohr 11 ge­ hörende Fangrohr 110 und das Kondensatrohr 11 aus dem Inneren des Zylinders 10 entfernt. Das Dampfrohr 12 wird über die Stütze 13 und Befestigungen 14 zum Fang­ rohr 110 abgestützt. Das Dampfrohr 12 und das in die­ sem vorhandene Kondensatrohr 11 wird durch den hohlen Innenraum C der Welle 10c in den Zylinder 10 geführt. Zwischen dem Dampfrohr 12 und dem hohlen Innenraum der Welle 10c befindet sich noch ein Schutzrohr 15.

Das Getriebegehäuse 16 umfaßt das damit verbundene La­ gergehäuse 17 und Lagervorrichtungen 18, in denen der Zylinder 10 gelagert und gedreht wird. In dem Getrie­ begehäuse 16 befindet sich außerdem ein zur Welle 10c gehörendes Zahnrad 19, an welches weiter ein Drehan­ trieb (nicht gezeigt) zum Drehen des Zylinders 10 an­ setzt.

Nach Fig. 2A und 2B besteht die Dampf-/Kondensatkupp­ lung 20 erfindungsgemäß aus dem Gehäuse 21, das ein Gußstück ist.

Das Gehäuse 21 umfaßt ein hinteres Gehäuseteil 21a, in dem die Dampf-Eintrittskammer D gebildet wird. Der vordere Gehäuseteil 21b bildet die eigentliche Kupp­ lungskonstruktion, in der sich der ringförmige Raum 24 für den Kolben 25 befindet. Der Kolben 25 bewegt sich in dem ringförmigen Raum 24. Mit dem Kolben 25 ist weiter eine Dichtung 28, vorzugsweise Kohlendichtung, verbunden, die an der rotierenden Welle 10c oder dem mit dieser verbundenen Teil 29 anliegt. Das Gehäuse 21 umfaßt weiter ein Befestigungsteil 21c, das vorzugs­ weise ein flanschartiges Stück ist, das ein Befesti­ gungsloch/Befestigungslöcher 30 zur Durchführung einer Befestigungsschraube/-schrauben 31 bis in die separate Befestigungsrippe 33 in deren Gewindeloch/Gewindelö­ cher 32 aufweist. Die Befestigungsrippe 33 kann z. B. direkt mit dem Lagergehäuse 17 verbunden sein und ein aus demselben Gußstück bestehendes Konstruktionsteil sein oder ein separates damit zu verbindendes Teil sein.

Das Gehäuse 21 besteht erfindungsgemäß aus einem ein­ heitlichen Gußgehäuse, zweckmäßig aus Gußeisen. In seinem hinteren Gehäuseteil 21a wird die Dampf- Eintrittskammer D gebildet. Diese Eintrittskammer be­ steht aus einem offenen Kammerraum, durch den das Dampfrohr 12 geführt ist und in den sich die im Dampfrohr 12 vorhandenen Bohrungen 12a₁, 12b₂ . . . oder ähnliche öffnen, durch die der Dampf aus dem Raum D gemäß Pfeil L₁ in das Dampfrohr 12 geführt wird.

Das Dampfrohr 12 ist am Ende des Gehäuseteils 21 ange­ bracht und außerdem durch Keilverbindung mit dem Ke­ gelloch M des vorderseitigen Gehäuses 21 der Kammer D verbunden. Das Gehäuseteil 21 umfaßt weiter eine Ein­ trittsöffnung 23 für Dampf an der Seite des sich in den Raum D öffnenden Gehäuseteils 21a. Am Ende des Ge­ häuseteils 21a befindet sich die Austrittsöffnung 22 zur Durchführung und Entfernung des Kondensats aus dem Gehäuse, vorzugsweise durch einen Strömungsmesser 34 oder ein ähnliches den Durchfluß anzeigendes Meßgerät. Das Dampfrohr 12 ist mit Schrauben j₁ an der mit dem Gehäuse 21 verbundenen Befestigungsplatte P befestigt. Mit den Schrauben j₂ ist das Kondensataustrittsrohr 11' am Gehäuse 21 befestigt. Die Innenbohrung der Platte p dient auch als Befestigungsstützfläche entwe­ der direkt oder über das Dampfrohr am Ende des Kondensatrohres 11.

In Fig. 2C ist als Detailzeichnung das Gehäuse 21 der erfindungsgemäßen Dampf-/Kondensatkupplung gezeigt, das vorzugsweise ein Gußstück ist. Das Gehäuse 21 be­ steht aus einem hinteren Gehäuseteil 21a und einem vorderen Gehäuseteil 21b, in dessen ringförmiges Teil 24 sich der Kolben 25 einsetzen läßt. In den Federge­ häusen (27a₁, 27a₂) des Gehäuses 21 befinden sich Federn 26a₁, 26a₂ . . ., die regelmäßig, zweckmäßig mit gleichmä­ ßiger Teilung, über den Kreisumfang verteilt sind. Der Kolben 25 hat eine zur Längsachse (X) schräge Fläche 25a, auf die der innere Dampfdruck des Dampfzylinders 10 wirkt. Der Kolben 25 wird dabei gegen das Wellenen­ de der gedrehten Welle 10a oder das mit der Welle 10a verbundene Teil 29 gedrückt. Auf diese Weise wird die Drehung des Zylinders 10 ermöglicht, ohne daß der un­ ter Druck stehende Dampf aus dem Innenraum E des Zy­ linders 10 ausströmen kann. Die stationären Dampf- und Kondensatrohre 12, 11 können aber bei der genannten Konstruktion von außerhalb des Zylinders 10 ins Innere des Zylinders 10 geführt werden.

Die Dichtung 28 ist durch Schrauben R₁, R₂ . . . mit dem Kolben 25 verbunden, wobei die ringförmige Platte L die Dichtung 28 in der Vertiefung 25b des Kolbens 25 hält. Die Dichtung 28 hat einen Ansatz 28b, der hinter der Leiste L sitzt, wobei die Leiste L mit den Schrau­ ben R₁, R₂ . . . an ihrem Platz am Kolben 25 befestigt ist.

Nach Fig. 2C wird die Drehung des Kolbens 25 durch den Splint F verhindert. Der Splint F ist mit der Gewinde­ bohrung F₂ des Gehäuses 21 durch Gewinde und mit dem Loch F₁ durch Gleitsitz verbunden. Dadurch wird die Bewegung des Kolbens 25 in Richtung der X-Achse ermög­ licht. Der Splint F befindet sich im Loch F₁ der Stirnfläche 25' des Kolbens 15 und im Loch F₂ des Ge­ häuses 21. Der separate Dichtungsring n befindet sich zwischen der Dichtung 28 und dem Kolben 25 in der Ringnut g. Die mit Federring versehene Dichtung n ist im Querschnitt vorzugsweise ein V-Profil oder U-Pro­ fil, womit der Dampfdruck in das Innere der Dichtung n wirken kann, wenn Druck in die Dichtung kommt. Der Druck wirkt im Inneren der Dichtung und die Dichtung n wird weiter gegen die Kohlendichtung 28 oder ähnliches gedrückt. Auf diese Weise wird auch in solchen Situa­ tionen verhindert, daß der Dampf an der Dichtung n vorbeigeht, wenn die eigentliche Dichtung 28, vorzugs­ weise Kohlendichtung, abgenutzt ist.

In Fig. 2D ist die Dichtung 28 von der übrigen Kon­ struktion getrennt und ohne die entfernten Dampf- und Kondensatrohre 11 und 12 gezeigt. Mit Hilfe der Schrauben R₁, R₂ wird die Ringleiste L gegen den Ansatz 28b der Dichtung 28 gesetzt. Die Dichtung 28 wird in den ringförmigen Raum g im Kolben 25 gesetzt. Die Dichtung n befindet sich damit zwischen dem Kolben 25 und dem Boden der Dichtung 28.

In Fig. 2E ist eine Ausführungsform der Erfindung ge­ zeigt, die sich ausschließlich für Kondensatablei­ tungsanwendungen eignet. Das Gehäuse 210 weist nur eine Austrittsöffnung 22 für das Kondensatrohr 11 auf. Durch das Gehäuse 210 wird kein Dampf in den Innenraum E des Zylinders 10 gebracht. In den Innenraum E des Zylinders 10 wird der Dampf an dem einen Ende des Zy­ linders 10 gebracht und das Kondensat wird am anderen Ende des Zylinders 10 durch das Gehäuse 21 nach Fig. 2C entfernt.

Claims (6)

1. Dampf-/Kondensat-/Wasserkupplung für Papiermaschinen/Kartonmaschinen-Zylinder, mit der ein Papiermaschinen/Kartonmaschinen-Zylinder druckdicht gehalten und aber die Drehung des Zy­ linders sowie die Durchführung der stationären Rohrleitungen (11, 12) durch den Innenraum (C) der Zylinderwelle (10c) in das Innere des Zylinders ermöglicht wird, wobei ein Kupplungsgehäuse (21) vorhanden ist, das am Ende des Kupplungsgehäuses (21) zumindest einen Austrittsanschluß (22) für Kondensat oder Wasser aufweist, und das Gehäuse (21) mit einer Ringnut (24) verse­ hen ist, in die sich ein Kolben (25) mit einer Dichtung (28) einsetzen läßt, wobei eine oder mehrere Federn (26a₁, 26a₂), die sich zwischen der Stirnfläche des Kolbens (25) und dem Boden eines Federgehäuses (27a₁, 27a₂), der Feder befinden, an­ gebracht sind, auf den Kolben (25) zu wirken, und daß das Gehäuse (21) Befestigungsmittel (30) zur Befestigung des Gehäuses (21) am Lagergehäuse (17) oder einem damit verbundenen Teil, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (21) einstückig ausgebildet ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (21) aus einem Gußstück, vorzugsweise Eisenguß, besteht.

3. Kupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (21) eine Eintrittsöffnung (23) zum Einleiten von Dampf in die innere Dampfeintritts­ kammer (D) des Gehäuses (21) aufweist, und daß das Gehäuse (21) ein Kegelloch (M) hat, mit dessen Hilfe das Dampfrohr im Gehäuse (21) festgekeilt wird, und daß das Kondensatrohr (11) zentrisch zum Dampfrohr (12) geführt wird, wobei der Dampf durch den Strömungskanal zwischen Dampfrohr (12) und Kondensatrohr (11) in das Innere (E) des Zylinders (10) geführt wird.

4. Kupplung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung einen sich in das Kegelloch (M) öff­ nenden Kanal (f) aufweist, aus dem beim Abnehmen des Dampfrohres (12) vom Gehäuse (21) unter Druck stehendes Öl an die Kegelfläche geführt werden kann.

5. Kupplung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (21) ein extra Flanschteil (21c) und ein darin vorhandenes Loch (30) zum Durchführen eines Befestigungsbolzens (31) oder einer Schraube oder ähnlichem aufweist, um die Kupplung (21) wei­ ter an den stationären Gehäusekonstruktionen, wie Lagergehäuse (17) oder mit diesem verbundenes Teil, zu befestigen.

6. Kupplung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Kolben (25) zu verbindende Dichtung (28) durch Schraubenvorrichtungen (R₁, R₂ . . .) mit dem Kolbenteil (25) verbunden wird, indem mit Hil­ fe der Schraubenvorrichtungen eine Ringleiste (L) gegen den Dichtungsansatz (28b) gedrückt wird und daß zwischen dem Boden (28') der Dichtung (28) und der Stirnfläche des Kolbens (25) ein separater U- oder V-Profildichtungsring (n) ist, und daß ein separater Splint (F) vorhanden ist, der in das Loch (F₂) des Gehäuses (21) und das Loch (F₁) des Kolbens (25) eingepaßt ist, wodurch mit dem Splint (F) die Drehung des Kolbens (25) verhindert und bei Gleitsitz zwischen Splint (F) und Splintloch (F₁) des Kolbens (25) nur die axiale Bewegung des Kolbens (25) zugelassen wird.