DE3403641A1

DE3403641A1 - Vorrichtung in papiermaschinen-trockenzylindern zur verbesserung der waermeuebertragung

Info

Publication number: DE3403641A1
Application number: DE19843403641
Authority: DE
Inventors: Reima Jyväskylä Kerttula; Olavi Viitanen
Original assignee: Valmet Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1983-03-01
Filing date: 1984-02-02
Publication date: 1984-09-06
Also published as: FI66220B; DE3403641C2; SE8400395L; FI830676A0; US4542593A; CA1238778A; FI66220C; SE459865B; SE8400395D0

Description

Vorrichtung in Papiermaschinen-Trockenzylindern zur Verbesserung der Härmeübertragung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung in Papiermaschinen-Trockenzylindern, die an der Innenfläche des Trockenzylindermantels angebracht wird, um die Turbulenz der Kondensatschicht zu erhöhen und dadurch die Wärmeübertragung des Trockenzylinders zu verbessern, wobei sich die Vorrichtung aus mehreren Turbulenzleisten zusammensetzt, die mit Bandagen und Spannvorrichtungen an der Innenfläche des Trockenzylindermantels befestigt werden.

An der Innenseite der mit Dampf beheizten Trockenzylinder der Trockenpartien von Papiermaschinen kondensiert Wasser, das in an sich bekannter Weise mit verschiedenen Fangsystemen abgeführt wird. Als Beispiel Vür einen Fänger dieser Art und seiner Anwendungen wird auf die FI-Patentanmeldungen Nr. 81187^ (16.6.1981) und 814165 (28.12.1981) hingewiesen.

Es ist bekannt, an der Innenwand von Trockenzylindern in verschiedener Weise durch Andrehen oder Befestigen verschiedene Rippen anzubringen, die den Zweck haben, die laminare Strömung des Kondensats in eine turbulente Strömung umzuwandeln und damit die Wärmeübertragung durch die Kondensatschicht hindurch zu verbessern. In an sich bekannter

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Weise wurden diese Rippen auch direkt an die Innenfläche des Zylinders entweder axial oder radial verlaufend angearbeitet, wodurch sich die Wärmeübertragung im Einflußbereich der Rippen verbesserte. Außer den Rippen ist zu diesem Zweck auch der Einsatz von verschiedenen Netzen oder dergleichen bekannt .

Zum Stand der für die vorliegende Erfindung infragekommenden Technik wird als Beispiel auf folgende Patentliteratur hingewiesen: SE-Anmeldung 78 066040 (Beloit Corp.), DE-Patent 2 330 199 (J.M. Voith GmbH), DE-AS 2 844 273 und DE-OS 2 846 414 (Escher Wyss GmbH) sowie DE-AS 2 849 454, DE-AS 2 899 454 und 2 903 784 (J.M. Voith GmbH), US-Patent 3 217 426 (J.M. Voith GmbH), US-Patent 3 724 094 (Kimberly-Clark Corp.) sowie US-Patent 4 195 417 (Beloit Corp.).

Bei den bekannten Rippenvorr.ichtungen bestand der Nachteil, daß sie in der Konstruktion sehr kompliziert und in den Herstellungskosten verhältnismäßig teuer waren. Ein Nachteil lag auch darin, daß die bekannten Rippenvorrichtungen schwierig einzubauen waren. Das Herstellen von eingearbeiteten Rippen und der Einbau von einzelnen bekannten Rippenvorrichtungen an Trockenzylindern, die in Betrieb sind, ist sogar unmöglich, ohne den Trockenzylinder ausbauen und demontieren zu müssen.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, speziell innenseitige Leistensysteme von Trockenzylindern weiterzuentwiekeln, bei denen an der Zylinderwand keine Löcher gebohrt und keine Befestigungsteile angeschweißt zu werden brauchen und trotzdem eine zuverlässige Befestigung hergestellt wird.

Ein Problem bei der Herstellung einer zuverlässigen Befestigung dieser Leistensysteme bestand darin, daß die bc-

treffenden Leisten mit ihren. Befestigungselementen zu einem Zeitpunkt in die Trockenzylinder eingebaut werden, bei dem die Zylinder kalt sind. Beim Start der Papiermaschine wird heißer Dampf in die Trockenzylinder gespeist, wodurch eine Temperaturänderung verursacht wird, die ihrerseits in den einzelnen Teilen verschieden große Wärmedehnungen erzeugt. Dabei können sich die Turbulenzleisten krümmen, ihre Befestigungen lösen oder es können andere Erscheinungen auftreten, die alle die sachliche Funktion der Leistenvorrichtung beeinträchtigen. Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht denn auch darin, gerade diese Probleme zu lösen und die damit verbundenen Nachteile zu beseitigen.

Allgemein hat die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, die betreffenden, im Inneren von Trockenzylindern anzubringenden Rippenvorrichtungen zu verbessern, um die im vorstehenden behandelten Nachteile zu beseitigen.

Zweck der Erfindung ist, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der besser als bisher oder zumindest ebenso gut wie mit bekannten Vorrichtungen stabile Feuchtigkeitsprofilfehler der Papierbahn ausgeglichen, das Endfeuchtigkeitsniveau herabgesetzt und die durchschnittliche Verdampfungsleistung erhöht werden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Rippenvorrichtung, die sich schnell im Inneren des Trockenzylinders einbauen läßt und deren Herstellungskosten niedrig sind. Mit der Erfindung soll hierzu eine Rippenvorrichtung geschaffen werden, die sich im Inneren von bereits in Betrieb befindlichen 'Trockenzylindern verhältnismäßig leicht montieren läßt. In an sich bekannter Weise befinden sich in einer oder beiden Stirnseiten der Trockenzylinder sog. Mannlöcher, durch welche sich die erfindungsgemäßen Rippenvorrichtungen in den Trockenzylinder bringen

lassen und die Montage im Inneren des Trockenzylinder;; erfolgen kann.

Zur Erreichung der im vorstehenden beschriebenen Ziele ist für die Erfindung im wesentlichen charakteristisch, daß sich die Leistenvorrichtung im Inneren des Zylindermantels (10) aus folgenden verhältnismäßig kleinen Teilen, die durch das Mannloch des Zylinders hindurchpassen, zusammensetzen läßt:
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(a) Bandagenteile, von denen wenigstens drei zu jeder Befestigungsbandage gehören und aus diesen Teilen die Befestigungsbandagen zusammengesetzt werden, von denen in Axialrichtung des Zylinders mehrere vorhanden sind,

(b) Turbulenzleisten, die mit Löchern und/oder entsprechenden Vorsprüngen versehen sind, mit deren Hilfe die Turbulenzleisten zweckmäßig in gleichen Abständen an den Bandagen befestigt werden, die entsprechende Vorsprünge und/oder Löcher haben,

(c) Federverbindungen, die aus an den gegeneinander kommenden Enden der Bandagenteile befestigten Flanschen oder dergleichen sowie zwischen diesen befindlichen Federelementen und Spannelementen bestehen.

In der Erfindung werden gleichzeitig mehrere in

verschiedene Richtungen zielende Vorteile verwirklicht, was

seinerseits für die Synergie und das erfinderische Niveau spricht. "

Mit der Erfindung kann die Befestigung der innenseitigen Trockenzylinderbeleistung und deren axiale und radiale Steuerung bei allen variierenden Trockenzylindertemperaturen beherrscht werden. Durch die Verwendung von in der

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Federkraft verstellbaren Federn zwischen den bogenförmigen Bandagenteilen wird trotz Wärmedehnung eine zuverlässige Befestigung hergestellt. Einer günstigen Ausführung der Erfindung entsprechend wird die in Axialrichtung mittlere oder werden zwei oder mehrere der mittleren Befestigungsbandagen mit stärkeren Federn ausgerüstet oder die Federn werden mit größerer Spannung angezogen als die Federn der übrigen Befestigungsbandagen. Dadurch wird erreicht, daß sich die Leisten von der Mitte aus nach-beiden Enden hin ausdehnen, wodurch sich die axialen Verschiebungen der Turbulenzleisten beherrschen lassen.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf einige in den Figuren der beigefügten Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele, auf deren Einzelheiten die Erfindung nicht begrenzt ist, ausführlich beschrieben.

Fig. 1 zeigt den Querschnitt eines mit einer erfindungsgemäßen Leistenvorrichtung ausgerüsteten Trockenzylinders.

Fig. 2 zeigt einen teilweisen Zentralschnitt eines mit einer erfindungsgemäßen Leistenvorrichtung ausgerüsteten Trockenzylinders.

Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab die Federbefestigung zweier miteinander verbundener Bandagenteile.

Fig. *» zeigt den Schnitt IV-IV aus Fig. 3. Fig. 5 zeigt den Schnitt V-V aus Fig. 3·

Fig. 6Λ, 6b und 6C zeigen die Befestigung der erfin-3^l3 dungsgemäßen Leistenvorrichtung im Inneren

des Trockenzylinders.

Nach Fig. 1 und 2 hat der Mantel 10 des Trockenzylinders eine glatte Innenfläche 10'. Im Mantel 10 des Trockenzylinders befinden sich die Endansätze 10a und 10b, an denen die Zylinderstirnseiten (nicht gezeigt) in an sich bekannter Weise befestigt werden. Die Stirnseiten haben ein Mannloch, durch welches die Teile der erfindungsgemäßen Leistenvorrichtung für den Fall in den Zylinder gebracht werden können, bei dem ein bereits in Betrieb befindlicher Trockenzylinder mit einer erfindungsgemäßen Turbulenzleistenvorrichtung ausgestattet wird.

Fig. 1 bis 3 zeigen die Leistenvorrichtung in fertig eingebautem Zustand im Zylinder. Die Leistenvorrichtung wird aus Turbulenzleisten 11 gebildet, von denen nach Fig. 1 und insgesamt 32 Stück in gleichen Abständen über die Innenfläche 10' des Mantels 10 verteilt sind. Die Leisten 11 erstrecken sich zweckmäßig über die ganze effektive Länge des Trockenzylinders, d. h. über die Länge, mit der die zu trocknende Bahn in Berührung ist. Die Leisten 11 sind mit Hilfe von Bandagen 12 befestigt, von denen z. B. sieben Stück in gleichen Abständen in axialer Richtung über den Zylinder verteilt sind. Die Bandagen 12 sind aus Bandagenteilen 12·), 122, ¹²3 und 12zj zusammengesetzt, die an ihren Enden durch eine Federverbindung 14 miteinander verbunden sind. Die Zahl der Bandagen 12 ist zweckmäßig ungerade, und die mittlere Bandage 12' wird in der Mittelebene K-K des Zylinders 10 oder in deren Nähe angeordnet. Dadurch kommt auf beide Seiten der Mittelbandage 12' die gleiche Anzahl von Bandagen 12.

Wie aus Fig. 3 und 5 am besten ersichtlich ist, werden die Leisten 11 mit Hilfe von Zapfen 24 an den Bandagen 12 befestigt. Die Zapfen 24, die Federstifte oder gewöhnliche Splinte sein können, sind in Löchern der Bandagenteile 12fj befestigt. Die Leisten 11 haben an entsprechenden Stellen Löcher 23, deren Durchmesser D größer ist als der Durch-

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messer d der Zapfen 24. Der überstand der Zapfen 24 über die Außenumfangslinie der Bandagenteile 12^ hinaus ist kleiner als die Dicke der Leisten 11. Die Leisten 11 bestehen z. B. aus Flacheisen und sind im Querschnitt zweckmäßig rechteckig, derart, daß ihre Breite 2-5 mal so groß wie ihre Dicke ist. Wie aus Fig. 5 am besten hervorgeht, wird mit der weiten (D > d) Zapfen-Loch-Passung 23, 24 eine Befestigung der Leisten _Q11 erreicht, bei der diese sich besonders in der von der Wärmedehnung in Längsrichtung vorausgesetzten Lage einstellen können. Zum Beispiel beträgt Maß D ** 6 mm, Maß d <*=* 4 mm.

Im folgenden wird unter besonderem Hinweis auf Fig. 3 und 4 die Federverbindung 14 zwischen den Enden der Bandagen-Elemente 12fl beschrieben. Zur Herstellung der Verbindung 14 sind an die gegeneinander kommenden Enden der Bandagenteile 12fj Flansche 15 und 16 angeschweißt. Im Flansch 16 befindet sich ein Gewindeloch und in diesem eine mit Gewinde 18 versehene Schraube 17. Am Ende der Schraube 17 befindet sich nach dem Absatz 21 ein gewindeloses Stück 17', das in das gewindelose Loch 19 des Flansches 15 paßt. Zwischen dem Absatz 21 und der Außenseite von Flansch 15 ist ein Tellerfederpaket 20 eingepaßt, das aus z. B. 5...11 Tellerfedern gebildet wird, mit denen ein ausreichender Federweg bei geeigneter Federkraft erzielt wird, wenn sich der Abstand zwischen den Flanschen 15 und 16 z. B. aufgrund von Wärmedehnung verändert. Nach Fig. 1 hat eine Bandage vier der genannten Federverbindungen 14. Jede Bandage hat zweckmäßig wenigstens drei Bandagenteile 12_N. Wenn diese Bedingung erfüllt ist passen die Bandagenteile 12^ durch das Mannloch des Zylinders hindurch. Die Anzahl der Leisten 11 wird so gewählt, daß sie durch die Zahl der Bandagenteile 12^, d. h. in der Ausführung nach Fig. 1 durch vier, teilbar ist.

Im folgenden wird unter Hinweis auf Fig. 6A, 6B und 6C der Zusammenbau der erfindungsgemäßen Leistenvorrichtung

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im Inneren eines an seiner Betriebsstelle befindlichen Trockenzylinders beschrieben. Durch das geöffnete Mannloch der Zylinderstirnseite werden die Teile der Leistenvorrichtung in das Innere des Zylindermantels 10 gebracht. Wie vorher deutlich wurde, wird die Leistenvorrichtung aus kleinen Teilen zusammengesetzt, die gut durch das Mannloch hindurch passen und deren Transport zur Einbaustelle außerdem leicht ist, da sich die Teile der Leistenvorrichtung auf kleinem Raum verpacken lassen. Nach Fig. 6A werden in der ersten Phase des Zusammenbaus der Leistenvorrichtung die Leisten ausgelegt und die Hälften 12'_lf 12 · 24 der Bandagen 12 werden an den Leisten befestigt und die Federverbindung 14' wird eingebaut und in geeignetem Maße festgezogen. Damit befinden sich die Leisten 11, gestützt von den Zapfen 24 der Bandagenteile 12' -\ und 12¹H, an ihren richtigen Stellen. Die Bandagenhälften werden verkeilt und mit Stangen 25 und 26, z. B. Bretter von geeigneter Länge, abgestützt.

Nach der in Fig. 6A dargestellten Phase wird der Zylinder in Richtung von Pfeil A um ca. 180° gedreht, wobei die Hälften der Leistenvorrichtung von den Stangen 25 und abgestützt werden. Danach folgt die in Fig. 6B dargestellte Phase, nach der die Leisten 11 und Bandagenteile 122 und der anderen Hälfte eingbaut werden. Nachdem alle Federverbindungen mit Maximalspannung angezogen sind, wobei die Federpakete 20 gerade sind, werden die Bandagen 12 mit Hammer abgeklopft, wonach die Schrauben 17 etwas gelöst und mit Drahtsicherung 22 versehen werden (Fig. 3).

Die Vorrichtung kann auch derart montiert werden, daß nach dem Packen des unteren Teils ein Teil des Oberbogens angesetzt wird und die Flacheisen von oben eingelegt werden. Das ist möglich, wenn nach Fig. 3 der Abstand a = 0 ist.

Einer günstigen Ausführung der Erfindung entspre-

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chend wird die mittlere Bandage 12' oder werden zwei oder mehrere der mittleren Bandagen 12 mit stärkeren (steiferen) Federn 20 als die übrigen Bandagen 12 ausgestattet oder alternativ wird die Mittelbandage 12' oder werden die mittleren Bandagen mit größerer Spannung angezogen, d. h. sie werden mit größerer Kraft gegen die Außenfläche der Leisten 11 gepreßt. Dadurch wird erreicht, daß sich die Leisten aufgrund der Wärmedehnung derart bewegen, daß ihr Mittelteil fest an seinem Platz verbleibt und die Teile im Strinseitenbereich z. B. durch Wärmedehnung verschoben werden.

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Claims

eDTKE - BüHLING -

Dipl.-lng. H.Tiedtke Dipl.-Chem. G. Bühling Dipl.-lng. R. Kinne Dipl.-lng R Grupe Dipl.-lng. B. Pellmann Dipl.-lng. K. Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

Bavariaring 4, Postfach 8000 München 2

Tel.: 089-53 96 Telex: 5-24 845 tipat Telecopier: 0 89-53737Ϊ cable: Germaniapatent f
2. Februar .1984

DE 3644/

case FI 83Π676/Γ

Patentansprüche

1. Vorrichtung in Papiermaschinen-Trockenzylindern 10, die an der Innenfläche (10·) des Trockenzylindermantels (10) angebracht wird, um die Turbulenz der Kondensatschicht zu erhöhen und dadurch die Wärmeübertragung des Trockenzylinders zu verbessern, wobei sich die Vorrichtung aus mehreren Turbulenzleisten (11) zusammensetzt, die mit Bandagen (12) und Spannvorrichtungen (14) an der Innenfläche (10') des Trockenzylindermantels (10) befestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Leistenvorrichtung im Inneren des Zylindermantels (10) aus folgenden verhältnismäßig kleinen Teilen, die durch das Mannloch des Zylinders hindurchpassen, zusammensetzen läßt:

(a) Bandagenteile (12_n), von denen wenigstens drei zu jeder Befestigungsbandage (12) gehören und aus diesen Teilen (12_n) die Befestigungsbandagen (12) zusammengesetzt werden, von denen in Axialrichtung des Zylinders mehrere vorhanden sind,

(b) Turbulenzleisten, die mit Löchern (23) und/oder entsprechenden Vorsprüngen versehen sind, mit deren Hilfe die Turbulenzleisten (11) zweckmäßig in gleichen Abständen an den Bandagen (12) befestigt werden, die entsprechende Vorsprünge (24) und/oder Löcher haben,

Dresdner Bank (München) KIo. 3939 844 Bayer. Veremsbanl· Uuncher» Klo 508 941 Pnstsehork (Munchcm Mu h/n <u him

(c) Federverbindungen (14), die aus an den gegeneinander kommenden Enden der Bandagenteile (12_n) befestigten Flanschen (15, 16) oder dergleichen sowie zwischen diesen befindlichen Federelementen (20) und Spannelementen (17, 18) bestehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere oder zwei oder mehrere der mittleren Bandagen (12) der Vorrichtung mit Federelementen (20) von stärkerer Spannkraft ausgerüstet und/oder mit größerer Spannung festgezogen werden als die übrigen Bandagen (12) der Vorrichtung, zu dem Zweck, die durch die Wärmedehnung der Turbulenzleisten (11) verursachten axialen Verschiebungen zu beherrschen.
3· Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandagenteile (12_n) in Abständen, die von der Verteilung der Turbulenzleisten (11) bestimmt sind, mit Zapfen (24) bestückt sind, die an den Bandagenteilen (12_n) derart befestigt sind, daß sie aus deren Außenumfang herausragen und, daß die Turbulenzleisten (11) in Abständen, die von der Anzahl der Bandagen (12) und deren Verteilung bestimmt sind, Löcher (23) haben, deren Durchmesser (D) größer ist als der Durchmesser (d) der genannten Zapfen (24).
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem einen Ende der Bandagenteile (12_n) ein Flansch (16) befestigt ist, der mit einer Gewindebohrung (18) versehen ist, daß in genannter Gewindebohrung (18) eine Spannschraube (17) eingeschraubt ist, daß das äußere Ende genannter Schraube (17) mit einem Ansatz (21) versehen ist und zwischen diesen und den mit Loch (19) versehenen Gegenflansch (15) des gegenüberliegenden Bandagenelements ein Federelement (20) kommt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch ge-

kennzeichnet, daß als Federelement (20) ein Tellerfederpaket dient, das sich aus mehreren gegeneinanderliegenden Tellerfedern von geeigneter Steifigkeit zusammensetzt.
6. Montageverfahren für die Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, wobei in diesem Verfahren die einzelnen Teile der Vorrichtung durch das Mannloch des an seiner Einsatzstelle befindlichen Trockenzylinders in den Zylinder gebracht werden und die Vorrichtung im Inneren des Zylindermantels (10) zusammengebaut wird, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Bandage (12) oder zwei oder mehrere der mittleren Bandagen mit größerer Spannkraft angezogen werden als die übrigen Bandagen.