DE3023298C2 - Dampfbeheizter Trockenzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen dampfbeheizten Trokkenzylinder, insbesondere für Papiermaschinen, an dessen zylindrischem Mantel Flansche zum Befestigen von Zylinderdeckeln angeformt sind und auf dessen innerer Oberfläche eine Schicht aus wärmeisolierendem Werkstoff angebracht ist

Ein derartiger Trockenzylinder findet außer bei Papiermaschinen noch Anwendung bei Kartonmaschinen, Zellstoff-Entwässerungsmaschinen, Maschinen zur Herstellung nicht gewebter Textilien un J dergleichen.

Insbesondere bei schnellaufenden Papiermaschinen, bei denen die Bahn auf rotierenden, dampfbeheizten Trockenzylindern getrocknet wird, entsteht der unerwünschte Effekt, daß die Bahn an den Rändern schneller trocknet als in der Mitte. Eine Ursache für das Übertrocknen der Ränder ist sicher darin zu sehen, daß die Luftzirkulation im Randbereich intensiver ist Dadurch schrumpfen die Ränder schneller als der Rest der Bahn, wodurch Falten und Bahnabrisse entstehen können. Darüber hinaus besitzen die überdehnten und übertrockneten Ränder eine geringere Qualität als der Rest der Bahn und erzeugen auch bei der Glättung und Weiterverarbeitung Schwierigkeiten und Ausschuß. Diesen Effekt hat man durch Aufsprühen von Wasser auf die trocknende Bahn zu beseitigen versucht jedoch war der technologische Erfolg nur gering und der Energiebedarf für die Trocknung erhöhte sich dadurch.

Andere Versuche zur Beseitigung der genannten Schwierigkeiten haben zum Ziel, den Wärmedurchgang durch den Zylindermantel in seinen Endbereichen zu vermindern. So wird gemäß US-PS 28 93 136 mit Hilfe von Umfangsrippen, die zusätzlich zu den Mantelflanschen vorgesehen sind, in den Endbereichen des Zylindermantels eine verhältnismäßig dicke Kondensatschicht gebildet. Damit wird jedoch das angestrebte Ziel nicht erreicht; denn durch die Umfangsrippen kann Wärme unmittelbar vom Dampf ohne Behinderung durch das Kondensat auf den Zylindermantel übergehen. Gemäß der US-PS 30 65 552, von der die Erfindung ausgeht ist im Bereich der Papierbahn-Ränder auf der inneren Oberfläche des Zylindermantels eine Schicht aus wärmeisolierendem Werkstoff angebracht Auch diese Maßnahme führt nicht zu befriedigenden Ergebnissen, weil Wärme vom Dampf unmittelbar über die Mantelflansche auf den Zylindermantel übergehen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das übertrocknen der Bahnränder durch einfache Maßnahmen

to zu vermeiden, und dadurch die Papierqualität zu verbessern, die Ausschußquote zu reduzieren und Trocknungsenergie einzusparen. Dabei sollen zum Trocknen einer Bahn von gegebener Breite die Zylinder möglichst schmal sein. Dies hat außer der Verbilligung der Trok kenzylinder auch noch den Vorteil, daß die Aufführseile nahe dem Papierbahnrand angeordnet werden können, wodurch das Aufführen der Papierbahn nach einer Betriebsunterbrechung leichter, schneller und sicherer vonstatten geht

Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs I dadurch gelöst, daß die aus wärmeisolierendem Material bestehende Schicht an den inneren Stirnflächen im Übergangsbereich der Mantelflansche angeordnet ist Der Erfinder hat folgendes erkannt: Der bekannte Effekt der Luftzirkulation im Randbereich ist zwar richtig. Es gibt jedoch noch zwei weitere Einflüsse: Zum einen kann Wärme axial im Mantel des Zylinders vom heißeren, keine Wärme abgebenden Rand her zum Verdampfungswärme verbrauchenden Papierrand hin fließen. Zum anderen hat der Kondensatring im zylindrischen Teil des Trockenzylinders eine erhebliche Isolierwirkung, die an den (vorzugsweise kegeligen) Stirnflächen der Flansche fehlt, weil dieser Bereich bereits aus dem Kondensatring herausragt Besonders in diesem Teil des Mantels, welcher aus dem Kondensatfilm hcrausragt, aber noch nicht die volle Dicke des Flansches erreicht hat, ist der Wärmewiderstand klein, weil einerseits der Wärmewiderstand des Kondensatfilms fehlt und andererseits die vorhandene Wanddicke geringer als im äußeren Flanschbereich ist

Es ist nun nicht notwendig, in allen Trockenzylindern die Isolierschicht im konischen oder gerundeten Übergangsbereich vom Mantel zum Flansch anzubringen. Eine spürbare Verbesserung tritt ein, wenn man nur einen

Teil der Zylinder im Übergang mit der isolierenden Haftschicht ausstattet Insbesondere wenn man die Isolierschicht dick genug ausführt, genügt es, wenn man nur '/3 oder noch weniger der Zylinder im Randbereich isoliert, um den Effekt der Randübertrocknung zu kom- pensieren.

Weil die Bahn während der Trocknung in der Breite schrumpft verändert sich die Position des Bahnrandes relativ zur Zylinderbreite. Um diesem Effekt Rechnung zu tragen, ist es fallweise zweckmäßig, den Isolierbelag in den zylindrischen Teil des Flansches (am Anfang der Trockenpartie) oder in den zylindrischen Teil des Mantels (am Ende der Trockenpartie) hineinragen zu lassen. Wenn das richtige Material für die Isolierung gewählt wird, hat es auch innerhalb des Kondensatfilms ausge prägte isolierende Wirkung, weil die Wärmeleitzahl des Materials nur einen Bruchteil jener des Kondensatfilms beträgt.

Wählt man eine isolierende Haftschicht mil sehr niedriger Wärmeleitzahl, so kann man bereits mit einer Schichtdicke von 0,5 mm eine Isolierwirkung erreichen, welche höher ist als jene eines Kondensatfilms von 2 mm Dicke. Weil es aber billiger ist, die Isolierung nur in wenigen

Zylindern anzubringen, kann man zur Kompensation der Obertrocknung der Ränder in den anderen Zylindern in diesen wenigen Zylindern eine Haftschicht beträchtlicher Dicke wählen, z. B. bis zu 5 nun. Bei dieser Dicke ist die Isolierwirkung bereits so groß, daß es wenig zweckmäßig ist, auf noch dickere Schichten zu gehen.

Wählt man große Schichtdicken, dann ist es zweckmäßig, diese als »Fell« oder »Matte« auszubilden und auf den zu isolierenden Zylinderbereich aufzukleben oder aufzuvulkanisieren.

Eine besonders bevorzugte Ausbildung sieht vor, die isolierende Haftschicht aus einem aushärtbaren Werkstoff pastös aufzutragen. Dabei ist es möglich, selbstaushärtende Mehrkcmponenten-Kunststoffmischungen zu verwenden oder aber durch Lösungsmittel erweichte Feststoffe zu benutzen, welche durch die Verdunstung des Lösungsmittels aushärten. Die Technik des Auftrages der Haftschicht in pastösem Zustand eignet sich besonders, wenn es sich um kleinere Schichtdicken handelt, welche aufgetragen werden sollen, oder um Schichten, welche nicht nur den Übergangsbereich zwischen Mantel und Flansch bedecken sollen, sondern sich in den zylindrischen Mantel- und/oder Flanschbereich hinein erstrecken sollen.

Die Erfindung ist anhand der F i g. 1 bis 3 näher erklärt Dabei stellen alle drei Figuren einen teilweisen Längsschnitt des Endes eines Zylindermantels dar mit unterschiedlicher Papierbahnbreite. Der rechts an den Flansch anschließende Zylinderdeckel ist nicht gezeigt, weil er ohne Konsequenz auf den Gegenstand der Ei findung ist In

F i g. 1 ist eine breite Bahn gezeigt, welche in den zylindrischen Teil des Flansches hineinragt In

F i g. 2 ist eine Bahn mittlerer Breite gezeigt, welche nur bis in den Übergangsbereich zwischen Zylindermantel und Flansch hineinragt In

F i g. 3 ist eine schmale Bahn gezeigt, welche bereits im zylindrischer Teil des Zylindermantels endet.

In den drei Figuren ist der zylindrische Abschnitt des Mantels 1 mit Übergangsbereich 2 zum Flansch und mit zylindrischem Flansch 3 dargestellt. Man erkennt die isolierende Haftschicht 4 mit der Papierbahn 5, welche über den Zylinder abläuft, und einen Kondensatring 7. Die Kurve 6 stellt die Trockengehaltsverteilung in der Bahn am Ende der Maschine dar, wenn keine erfindungsgemäße Haftschicht verwendet wird.

In allen drei Fällen kann man deutlich die Übertrocknung im Randbereich der Kurve 6 erkennen (niedrige Kurvenhöhe bedeutet niedrige Endfeuchte).

In F i g. 1 reicht die Papierbahn 5 weit in den zylindrischen Flanschteil 3 des Mantels hinein. Dabei findet besonders im Übergangsbereich 2 zwischen Zylindermantel 1 und Flanschteil 3 eine starke Übertrocknung statt. Ganz am Rand kann die Bahnfeuchte eventuell wieder leicht zunehmen (siehe Kurve 6) je nach Flanschhöhe und axialer Wärmeabstrahlung nach rechts.

Das Feuchteprofil kann in diesem Falle begradigt werden durch Isolierung 4 der inneren Zylinderwand im Übergangsbereich 2.

In F i g. 2 ist eine Bahn mittlerer Breite gezeigt, welche nur bis in den Übergangsbereich 2 zwischen Mantel 1 und Flansch 3 hineinragt. Die Kurve 6 zeigt eine sehr starke Übertrocknung im Randbereich der Bahn 5 an. Diese Übertrocknung kann durch eine isolierende Haftschicht 4 kompensiert werden, welche sich über den Bereich 2 und teilweise in cien Flanschbereich 3 hinein Die drei F i g. 1 bis 3 können auch als drei aufeinanderfolgende Stadien im Trocknungsprozeß einer Papierbahn während der Trocknung auf einer Mehrzylindertrockenpartie betrachtet werden. Dabei zeigt die F i g. 1 die ungeschrumpfte Bahnbreite bei Beginn der Trocknung, F i g. 2 die teilweise geschrumpfte Bahnbreite im mittleren Bereich der Trockenpartie und F i g. 3 die geschrumpfte Bahnbreite gegen Ende der Trockenpartie.

Man kann nun, um eine perfekte Kompensation des Übertrocknungseffektes zu erreichen, die Isolierschicht in ihrer Breite vom Anfang bis zum Ende der Trockenpartie, entsprechend der Bahnschrumpfung in der Breite variieren gemäß dem Vorschlag der F i g. 1 bis 3. Für den überwiegenden Teil der Praxis wird es jedoch genügen, wenn man in alien Zylindern eine Isolierschicht mittlerer Breite anbringt, z. B. gemäß dem Vorschlag nach F i g. 2. Die Kurve 6 wird dann — durch Anwendung der Erfindung — zur geraden (horizontalen) Linie.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Dampfbeheizter Trockenzylinder, insbesondere für Papiermaschinen, an dessen zylindrischem Mantel Flansche zum Befestigen von Zylinderdeckeln angeformt sind und auf dessen innerer Oberfläche eine Schicht aus wärmeisolierendem Werkstoff angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (4) an den inneren Stirnflächen (2) der Flansche (3) angeordnet ist

2. Trockenzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (4) auch in den zylindrischen Teil des Flansches (3) hineinragt

3. Trockenzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (4) eine Dicke von 0,5 bis 5 mm hat

4. Trockenzylinder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (4) aus einer aufgeklebten oder aufvulkanisierten anschmiegbaren Matte aus wärmeisolierendem Werkstoff besteht

5. Trockenzylinder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Schicht (4) aus einem in pastösem Zustand aufzutragenden, aushärtenden Werkstoff besteht