DE2537193C2 - Trockenzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Trockenzylinder, insbesondere für Papiermaschinen, mit Dampfhehcizung durch kondensierenden Dampf sowie mit einem Zylindermantel, der mit inneren Umfangsrillen versehen ist. in welche im Zylinder befestigte und mit diesem drehbare Ableitrohre für Kondensat eingreifen, wobei in den Rillen Turbulenzerzeuger angeordnet sind, von denen jeder mindestens einen zur Umfangsrichtung der Rillen quer verlaufenden Querteil enthält, der im Bereich des Bodens der betreffenden Rille angeordnet ist.

Ein Trockenzylinder dieser Art ist aus der DE-OS 23 38 922 bekannt. Bei diesem bekannten Trockenzylinder haben die Turbulenzerzeuger die Form von ίο Absperrelementen, welche wenigstens den im Bereich des Rillengrundes befindlichen Teil des Rillenquerschnittes absperren. Dadurch wird gegenüber einem Trockenzylinder ohne Turbulenzerzeuger in den Rillen eine Verbesserung des Wärmeüberganges durch die

'5 entstehende Schwappbewegung des Kondensats in den Rillen erzielt An den Stellen der Absperrelemente wird jedoch der Wärmeübergang verschlechtert, da sie den Boden der Rille abdeckt.

Die Erfindung hat die Schaffung eines derartigen Trockenzyiinders zur Aufgabe, bei welchem eine weitere Verbesserung des Wärmeüberganges zwischen dem Kondensat in den Umfangsrillen eines gerillten

Zylinders und der Manteloberfläche erzielt wird. Der erfindungsgemäße Trockenzylinder, durch wel-

*5 chen diese Aufgabe gelöst wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der unteren Begrenzung des Querteiles und der tiefsten Stelle der Rille ein Abstand befindet, welcher mindestens 0,5 mm beträgt, die Höhe der oberen Begrenzung des Querteiles von der tiefsten Stelle der Rille gemessen höchstens 10 mm und die Entfernung benachbarter Querteile das 5- bis lOOfache ihrer Höhe beträgt.

Die erfindungsgemäß vorgesehenen Turbulenzerzeuger erzeugen eine Turbulenz im ganzen Querschnitt der Strömung des Kondensats, da sie auch von unten umströmt werden können. Im Gegensatz zum Vorschlag nach der DE-OS 23 38 32? wird sogar der Wärmeübergang unterhalb der Qutrreile der Turbulenzerzeuger gegenüber den übrigen Stellen verbessert.

da dort eine höhere Strömungsgeschwindigkeit entsteht. Die im ganzen .Strömungsquerschnitt des Kondensats gebildete Turbulenz hat gleichzeitig zur Folge, daß der Wärmetransport vom kondensierenden Dampf zum Boden der Rille durch die Wirbel erfolgt, so daß sich verschiedene Höhen des Kondensats am Umfang des Trockenzylinders weniger auswirken. Außerdem wird wegen der bedeutend höheren Turbulenz des Kondensats gegenüber der bekannten Ausführungsform der Wärmeübergang wesentlich \ erbessert.

Vorteilhafterweise kann der Ouerieil im zu seiner Längsachse senkrechten Querschnitt eine <_)nerschnittsform aufweisen, deren größere Dimension höchstens das 3füche der kleineren Dimension betragt. Eine derartige Querschnittsform hai sich zur Bildung \on Turbulenzen als besonders vorteilhaft erwiesen.

Bei einer besonders geeigneten Ausführungsform kann der Querteil einen runden Querschnitt haben. Die Herstellung von derartigen Querteilen aus Draht ist besonders einfach und billig, Es versteht sich icdoch.duß

to Ίκ· Querteile auch z. Ii. einen rechteckigen Querschnitt haben können.

Die Querteile können Teile von UTörmigen oder ion nni'förnm'··!! I msat/en scm. die in den Killen eingeklemmt sinti

Z\ieckmaßii.'e''w eise koiuii'n K'il< u Ii die I UiΊ111 lenze r-/eii):cr die l-orm von in den Killen eingelegten Bändern haben, die in gleichmäßigen Abstanden angeordnete Querteile einhalten.

Derart ausgebildete Turbulenzerzeuger sind bezüglich ihrer Herstellung wie auch ihrer Montage einfach und dabei besonders wirksam.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform können die Turbulenzerzeuger aus Draht bestehen und mindestens einen in der Längsrichtung der Rille verlaufenden Draht enthalten, an welchem die Querteile bildende Drahiabschnitte befestigt sind. Derartige Turbulenzerzeuger sind besonders einfach und können auf einfache Weise in den Rillen durch Einpressen des Bandes bzw. Einklemmen befestigt werden. Die Turbulenzerzeuger können jedoch auch perforierte Bänder mit gestanzten Öffnungen sein.

Schließlich ist auch eine Ausführungsform der Turbulenzerzeuger möglich, bei welcher diese Bänder aus gitterartig angeordneten, schräg zur Umfangsrichtungder Rille verlaufenden Drahtabschnitten bilden. Bei dieser Ausführungsform, welche die Vorteile der vorher erwähnten Ausführungsform aufweist, entsteht noch eine unter Umständen erwünschte Querbewegung der Strömung des Kondensats zur Längsrichtung oer Rille, welche durch den schrägen Verlauf der Drahtabichnitte verursacht ist.

Die Erfindung wird anhand einiger in der Zeichnung schematisch dargestellter Alisführungsbeispiele erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht mit Teilschnitt eines erfindungsgemäßen Trockenzylinders für eine Papiermaschine.

Fig. 2 einen Teilschnitt aus der Fig. 1 in größerer Darstellung mit der Darstellung zweier Rippen des Zylindermantels mit einer zwischen ihnen befindlichen Rille, in welcher eine Ausführungsform des Turbulenzerzeugers angeordnet ist.

Fig. 3 die Draufsicht eines Abschnittes des Turbulenzerzeugers aus der F i g. 2.

Fig. 4 einen Teilschnitt nach der Linie IV-IV in der F ι g. 2.

Fig. 5 einen der F i g. 2 entsprechenden Teilschnitt mit einer anderen Ausführungsform des Turbulenzerzeugers, die

F"i g. 6 und 7. 8 und 9. IO und I 1 und 12 und 1 3 der F i g. 2 entsprechende Teilschnitte und dazugehörige Draufsichten weiterer Ausluhrungsformen des Ttirbulenzer/.eugers.

In der Fig. I ist ein I rocken/% linder dargestellt, welcher einen Zylindermantel 1 aiilueisl. Im Trocken/v-'■rider ist ein Ra im 2 für zugelührten Hcizdampl sowie •-■in Raum 3 für die Ableitung von Kundensat angeordnet. Die Räume 2 und 3 stehen mit Kanälen in Zapfen 4 in Verbindung, an welche sieh cmc Dampfleituni; 5 und eine Kondensatleitung k anschhe-'ien.

Aus dem Kaum 2 gelangt der zugelührte Dainpl durch Ausgangsrohre 7 in den Innenraum 8 des Zylinders. Der Dampf kondensiert in bekannter Weise an der Innenwand des Zylinders, insbesondere an seinem durch das zu trocknende Material gekühlten Mantel I. Das Kondensat siimmclt sich in Rillen 10, die im Zylindermantel I ausgebildet sind Aus den Rillen 10 wird das Kondensat durch Ableitrnhre II abgeführt, die in die ein/einen Killen 10 eingreilen Ans den Ableitrnhren Il gelangt das Kondensat zusammen mit einem Teil de·· Dampfes in Sammekohrc 12 und aus diesen in den Kundcnsatr.ium I. aus welchem es durch die Kondensat leitung f> abgeführt vmk'.

Die Fit'. -' zeigt im Schnitt eine Rille 10 mit zwei an diese angrenzende Rippen Ii In die Rille IO greift ein Ableitrohr 11 ein, das sich in die Nähe des Dodtns 14 der Rille 10 erstreckt.

In der Rille 10 ist ein Turbulenzerzeuger 15 angeordnet, welcher entsprechend der F i g. 3 die Form eines Bandes hat, das aus zwei in Umfangsrichtung der Rille 10 verlaufenden Drähten 16 und daran befestigten Querteilen 17 besteht. Die Querteile 17 sind durch Abschnitte des Drahtes gebildet und haben im vorliegenden Fall den gleichen Durchmesser D wie die Drähte 16.

Die F i g. 4, welche den Schnitt IV-IV aus der F i g. 2 darstellt, zeigt die Wirkungsweise des Turbulenzerzeugers 15.

Wie bereits erwähnt, strömt im Betrieb das Kondensat vom Umfang des Zylindermantels in den einzelnen Rillen 10 den Ableitrohren U zu. Gleichzeitig erfolgt eine gegenüber dem Zylindermantel 1 hin und her gehende Strömungsbewegung des Kondensats unier dem Einfluß der Schwerk ■ -.ft. Bei diesen Strömungen wird das in den Rillen !0 befindliche Kondensat verwirbelt, wie es durch die Pfeile Pin der Fig. 4 dargestellt ist. Durch diese Verwirbelung wird einerseits der Wärmeübergang zwischen dem Kondensat und d°r Wand, insbesondere dem Boden 14 der Rille

10. verbessert. Gleichzeitig wird auch der Wärmeübergang vom im Raum 8 befindlichen Dampf zum Boden der Rille 10 verbessert, wobei die Dicke der Kondensatschicht in der Rille wegen des intensiven Wärmetransportes in radialer Richtung des Zylindermantels I ihren Einfluß verliert.

Zur Erzielung der gewünschten Wirkung muß zwischen der unteren Begrenzung de:: Querteiles 17 und der tiefsten Stelle der Rille 10, in diesem Fall dem Boden 14. ein Abstand A von mindestens 0,5 Millimeter bestehen. Dadurch wird gewährleistet, daß, wie in der F i g. 4 dargestellt, das Kondensat in ausreichendem Maß auch unterhalb der Querteile 17 strömen kam und sich im Bereich der Turbulenzerzeuger keine Totwassergebiete ausbilden können.

A idererseits sollte die größte Entfernung H der oberen Begrenzung des Querteiles 17 von der tiefst ·η Stelle der Rille 10 höchstens 10 Millimeter betragen. F.s soll nämlich im Betrieb gewährleistet sein, daß die Querteile derart im Kondensat eingetaucht sind, daß

«5 dieses auch oben über die Querteile strömt.

Da es sich bei den vorliegenden Turbulenz.erz.cugern um reine Elemente zur Bildung von Turbulenz handelt und keine Resonanzerscheinungen wie bei den erwähnten bekannten Vorrichtungen auftreten, ist der Abstand der Qiicrtcile 17 voneinander nicht kritisch. Es versteht sich lecloch. daß bei einem zu großen Abstand Tin der F i g. 4 der einzelnen Qucrteilc der Turbulenzerzeuger wenig wirksam wird. Wenn andererseits die Querteile 17 zu nahe aneinanc'tr sind, steigt die Wirksamkeit des Turbulenzerzeugers nur unbedeutend und nicht proportional zum Aufwand. Als optimal hat sich eine Entfernung benachbarter Querteile 17 erwiesen, welche das 5- bis lOOfache ^ier Höhe //der Qiicrteile senkrecht zur I Imfangsrichtung des Zylindermantels 1 beträgt,

Heim Beispiel nach den Fig. I bis 4 bci^tch^n die Qiierteile 17 aus runden Drähten. Die Dimension Din der Umfangsrichtung des Zylindermantels 1 ist daher gleich dem Durchmesser des Drahtes. Es sind jedoch auch Ausführiingsfornicn denkbar, bei welchen die

⁶! Dimensionen des Qucrtciles 17 in d'.T Umfangsrichtung. des Zylindermantels I sowie in dessen radialer Richtung (Dimension Il in der F ig 2) verschieden sind. Vorzugsweise betragt jedoi.ji die giöi.k'ic Dimension

des (J ierlcilcs hui'hslens das Mache seiner kleinen¹'-· Dimension.

Die I ι g. ^r> zeigt einen I urbulen/er/ciiger Ii. ·ί< < "i Ά esenllichen gleich ausgebildet isl wie der ['urbulcnzei /enger n;icli den I-i g. I Ins 4, ledoeli in der Kill· IO umgekehrt eingelegt ist. Die (^uertcilc I' befinden -n '■ in diesem I nil unterhalb der Verbiiultmgsdi .il'.te lh Vi diese Weise kann der Absland A kleiner sreu.ihl' werden als bei der Anordnung nach der I 1 g 2

Die I' 1 g. h und 7 /eigen eine andere Aiisluhningsh .rm u des I irbiilcnzcr/eugers. Der I iirbulcn/ei/eu-vi 2i uaeb ilen 1 1 g. h und 7 hat ehe l-'onn eines ledcnden Ringes mit einem Sehlit/ 2h. welcher in die Rille I)I eingeklemmt ist. Im übrigen wirkt der I iirbiilen/cr/eu gel" 25 in gleicher Weise wie der [ urbulen/cr/eiiL'cr Ii 1 s wobei seine quer /ur 1 Uufangsnchtung der Rille Kl verlaufenden Absi-hniiie ?7 i.iie (^uc'ti'ili· bilden Die lurbulen/er/eiiger 25 können in der Rille IO im geeigneten Abständen voneinander angeordnet w erden

Die I urbulen/cr/cuger 55 nach den I" 1 g. H und ^;l sind m U formig ausgebildet und ebenfalls in den Rillen 10 in geeigneten Abständen eingeklemmt. In diesem I ,ill bilden die horizontalen Schenkel Yl der I insat/e VS die Querieile.

I Kt I urlii lien /el V'i ii_'(M 4 ΐ μ is den f tr '^! 1 und i I ίι,Γ die I orm eines Halides, alinlu l·. w ie der 1111' ■■■ ιlcn/(.τ/ι.·ιι ger I) nach den I 1 >·. 2 >'is ·(. Ir ist iedcih nicht au· Drahten hergestellt, sonde'τι .ms einem Metailbaml. ^|p >·■. eli hem ( Illniins-en 4β iiu'-s'esMn/l sind /w 1 sehen de··. ''Xiii'iriiren 4h bestehen Ste>:e Ί7. vM'lclie die Uuerteil·· bilden Die ^lege 47 haben die bereit¹- im Zusammen hang mn den I 1 ;' J bis t erwähnten verschiedene:: Dimensiiinen /i und //ihres (.'uei schnittes

Die I- ι·.· ! ' und 1 i /eice;· eine weitere Ausführung'* lomi eines lurbuien/eiveiigers in der Ι'οπτι eines llandes. Dei I urbiilen/i r/enger 55 nacli den I 1 g. I.' und M lsi aus Ah-.-. hn-iic:: ">fi i;iid ¹J? -.on Diähleü hei !JvIeIIt. die gitierarti^ miteinai:der verbunden sind und sehrag zur I Tiifangsnehuini: der Rille 10 verlaufen. Dieser 1 urbulen/cr/cugcr hai die Eigenschaft, daft die Abschnitte 5β und Ϊ7 w eii he l>riile die Oiiei'teile hilderi. /iis.ii/lich zur I'urhulenzstpimüiiL' in I Imlangsrichtung der Rille 10 entsp' ei bend der I 1 g. 4 noch eine I urbülen/ in einer /in D.ii sieilunnsebene in der I 1 g. 4 senkrechten Richfm.¹ herwirrulen. Durch diese kann unter I insianden der W armetr-inspori durch die Kunde η sat sch ich 1 in iler ί ·'. >! 1 < · 10 noch w en er verbessert w e'( l'.-ii

Hict/u 4 ni.itt Zeichne

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Trockenzylinder, insbesondere für Papiermaschinen, mit Dampfbeheizung durch kondensierenden Dampf sowie mit einem Zylindermantel, der mit inneren Umfangsrillen versehen ist, in welche im Zylinder befestigte und mit diesem drehbare Ableitrohre für Kondensat eingreifen, wobei in den RillenTurbulenzerzeuger angeordnet sind, von denen jeder mindestens einen zur Umfangsrichtung der Rillen quer verlaufenden Querteil enthält, der im Bereich des Bodens der betreffenden Rille angeordnet ist dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der unteren Begrenzung des Querteils und der tiefsten Stelle der Rille (10) ein Abstand (A) befindet, welcher mindestens 0,5 mm beträgt, die Höhe (finder oberen Begrenzung des Querteiles (17,27, 37, 47,56,57) vo;>'jertiej*fen Sielleder RiIIe(10)gemessen höchstens 10 mmu/iddieEntfernung( /^benachbarter Querteile das 5-bis lOOfache ihrer Höhe (H; beträgt.

2. Zylinder nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, diiß der Querteil (17,27,37,47, 56,57) im zu seiner Längsachse senkrechten Querschnitt eine Querschnittsform aufweist, de; in größere Dimension (D) höchstens das 3fache der kleineren Dimension fßj¹ beträgt.

3.Zylindernach Anspruch 1 oder2,dadurch gekennzeichnet, daß der Querteil (!7, 27, 37) einen runden Querschnitt Kd.

4. Zylinder nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Qiiertc'lc (Y!) Teile von U-förmigen Einsätzen (35) sind, die ·■·. den Rillen (10) eingeklemmt sind.

5. Zylinder nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Querteile (27) Teile von ringförmigen Einsatzen (25) sind, die in den Rillen (10) eingeklemmt sind.

6. Zylinder nach einem der Ansprüche I b's J. dadurch gekennzeichnet, daß die Turbulenzerzeuger (15, 45, 55) die Form von in den Rillen (IG-eingelegten Bändern haben, die in gleichmäß gen Abstanden angeordnete Querteile (17, 47, 56, 57) enthalten.

7. Zylinder nach den Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Turbulenzer/euger (17) aus Drahtbe/tehen und mindestens einen ι η der Längsrichtung der RiIIe(IO) verlaufenden Draht (16) entha ten. an welchem die Querteile bildende Drahtabschnitte (l7) befestigt sind.

8. Zylinder nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Turhulen/erzeuger (45) perforierte Bänder mit gestanzten Öffnungen (46) sind.

9. Zylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbulenzcrzcuger (55) Bänder aus gitterartig angeordneten, schräg zur Umfangsrichtung der Rille (10) verlaufenden Drahtabschnitten (55, 56) sind.