DE3835580A1 - Vorrichtung zur erzeugung von unterdruck im zylindrischen walzenmantel einer rotierenden walze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Unterdruck im zylindrischen Walzenmantel einer rotieren­ den Walze, die aus einem mit durchgehenden Löchern, Rillung oder dergleichen versehenen Walzenmantel besteht, der in sich eine Saugkammer begrenzt, in welcher durch Luftabsaugung Unterdruck erzeugt wird, wobei in den Löchern, der Rillung oder dergleichen des Walzenmantels eine zur Saugkammer hin gerichtete Saugströmung herrscht.

In Papiermaschinen werden an mehreren Stellen Saugwal­ zen gebraucht. Saugwalzen werden z.B. als Leitwalzen für Filze, Siebe oder Papier verwendet. Speziell in der Trocken­ partie sind Saugwalzen notwendig. Bei den derzeitigen Saug­ walzen wird der Unterdruck der im Inneren des Walzenmantels befindlichen Saugkammer mit einer externen Unterdruckvorrich­ tung erzeugt, die ausgeführt ist, über ein separates Rohr­ system Luft aus der Saugkammer zu saugen und dadurch in der Saugkammer Unterdruck zu erzeugen. Der Walzenmantel ist im allgemeinen mit Löchern oder einer den Walzenmantel durchdrin­ genden Rillung versehen, durch welche die Luft in die Saug­ kammer der Walze gelangt. Ein Nachteil bei diesen derzeitigen Unterdruckvorrichtungen besteht in der Kompliziertheit der Vorrichtungen und in deren sehr großem Leistungsbedarf. Z.B. liegt die erforderliche Saugleistung einer 9,5 m breiten Pressensaugwalze in der Größenordnung von 900 kW, was sehr hohe Betriebskosten pro Jahr verursacht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbesserung gegenüber den bisher bekannten Unterdruck­ vorrichtungen zu schaffen, und im einzelnen besteht die Auf­ gabe der Erfindung darin, eine einfache und fest mit der Saugwalze verbundene Unterdruckvorrichtung zu schaffen. Um dies zu verwirklichen ist für die Erfindung im wesentlichen charakteristisch, daß an der Walze wenigstens ein mit der Walze mitdrehendes Ventilatorlaufrad oder eine ähnliche Vor­ richtung befestigt ist, deren Saugseite an die Saugkammer angeschlossen ist derart, daß die Drehbewegung der Walze die Drehbewegung des Laufrades oder der ähnlichen Vorrichtung erzeugt, die ihrerseits in der Saugkammer Unterdruck erzeugt.

Als ein spezieller Vorteil der Erfindung gegenüber den bisher bekannten Lösungen kann angesehen werden, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Konstruktion sehr einfach und bezüglich der Ausführung billig ist. Der Unterdruck in der Saugkammer der Walze wird in der Erfindung unter Ausnut­ zung der Drehbewegung der Walze erzeugt. Separate und kompli­ zierte Rohrleitungen sind bei der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung nicht erforderlich. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden ausführlichen Beschrei­ bung der Erfindung hervor.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Abbildungen der beigefügten Zeichnung ausführlich beschrie­ ben.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Vertikalquerschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt eine Fig. 1 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 3 zeigt als Beispiel die Kennkurven eines in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Ventilatorlaufrades.

In Fig. 1 ist schematisch und zum Teil als Vertikalquer­ schnitt eine Saugwalze dargestellt, deren Walzenmantel mit Bezugszeichen 1 gekennzeichnet ist. Der Walzenmantel 1 ist auf herkömmliche Weise mit Löchern 2, Rillung oder derglei­ chen versehen, durch welche Luft in die im Inneren des Walzen­ mantels 1 befindliche Saugkammer gesaugt wird. In der genann­ ten Saugkammer wird Unterdruck erzeugt indem Luft durch in der Walzenstirnseite 4 gebildete Öffnungen 5 aus der Saug­ kammer gesogen wird. Die Walzenwelle 3 ist an der Walzen­ stirnseite 4 befestigt und die Welle ist im Maschinenständer mit Lagern 6 drehbar gelagert. Bei gewöhnlichen Saugwalzen ist die Walzenwelle hohl ausgeführt, weil der Unterdruck in der Saugkammer bei diesen Lösungen durch Absaugen von Luft aus der Saugkammer durch ein in der Welle ausgeführtes Loch erzeugt wird. Bei der erfindungsgemäßen Lösung dagegen kann eine Vollwelle 3 verwendet werden, weil die Luft aus der Saugkammer durch die an der Walzenstirnseite 4 gebildeten Löcher 5 gesaugt werden kann. Um den Unterdruck zu erzeugen ist in der Ausführungsform nach Fig. 1 an der Walzenwelle 3 ein Ventilatorlaufrad 7 steif befestigt, das somit mit der Walze und der Walzenwelle 3 mitdreht. Das Ventilatorlaufrad 7 kann naturgemäß auch direkt an der Stirnseite des Walzenman­ tels 1 befestigt sein. Da in der Ausführungsform nach Fig. 1 das Laufrad 7 außerhalb des Walzenmantels 1 befestigt ist, kann der Außendurchmesser des Laufrades 7, wie in Fig. 1 ge­ zeigt, genauso groß wie der Außendurchmesser des Walzenman­ tels 1 oder größer sein. Das Laufrad 7 muß nicht unbedingt von einem Ventilatorgehäuse umgeben sein, sofern die Luft auf der Druckseite des Laufrades 7 nicht zu einer bestimmten Stelle geführt zu werden braucht. Das Laufrad 7 kann naturge­ mäß mit einem derartigen Gehäuse ausgerüstet werden oder es kann mit einer speziellen Leitfläche 9 versehen werden, die in der Ausführungsform nach Fig. 1 an den Laufradschaufeln 8 befestigt ist.

In Fig. 2 ist schematisch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. In Fig. 2 ist mit Bezugszeichen 11 ein Saugwalzenmantel der erfindungsgemäßen Vorrichtung bezeichnet, der mit Löchern 12, Rillung oder dergleichen ausgerüstet ist. Der Walzenmantel 11 ist an der Stirnseite 14 der Walze befestigt, an der wiederum die Wal­ zenwelle 13 steif befestigt ist. Die Welle 13 ist mit Lagern 16 drehbar am Maschinenständer gelagert. Die Ausführungsform nach Fig. 2 weicht von der in Fig. 1 gezeigten insofern ab, daß die den Unterdruck erzeugende Vorrichtung, d.h. das Ven­ tilatorlaufrad 17, in der Ausführungsform dieser Figur nicht in Verlängerung der Walze angebracht ist, sondern das Laufrad 17 an der Welle 13 und/oder an der Stirnseite 14 der Walze befestigt ist derart, daß das Laufrad 17 im Inneren des Wal­ zenmantels angeordnet ist. Auch bei dieser Ausführungsform ist das Laufrad 17 somit ausgeführt, mit der Walze mitzudre­ hen. Beim Drehen der Walze saugen die Schaufeln 18 des Lauf­ rades Luft aus der im Inneren des Walzenmantels 11 befindli­ chen Saugkammer durch an der Stirnseite 14 der Walze gebil­ dete Öffnungen 15 und erzeugen damit Unterdruck in der Saug­ kammer des Walzenmantels. In der Ausführungsform nach Fig. 2 ist auf der Druckseite von Laufrad 17 an der Stirnseite 14 der Walze eine Abluftleitfläche 19 ausgebildet. Die Ausfüh­ rungsform nach Fig. 2 kann bei Bedarf auch mit einem Venti­ latorgehäuse ausgerüstet werden, wenn der Luftweg auf der Druckseite des Laufrades zu einer bestimmten Stelle geleitet werden soll.

Weil der Unterdruckbedarf der Saugwalze z.B. geradlinig mit steigender Maschinengeschwindigkeit ansteigt, kann die erfindungsgemäße Lösung als geradezu ideal angesehen werden, weil der vom Laufrad 7,17 erzeugte Unterdruck direkt propor­ tional zum Quadrat der Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades ist. Das bedeutet, daß mit steigender Maschinengeschwindig­ keit auch der vom Laufrad 7,17 erzeugte Unterdruck wächst. Als Vorrichtung zur Erzeugung des Unterdruckes im Sinne der Erfindung eignet sich am besten ein Ventilator oder Venti­ latorlaufrad, das bei relativ kleiner Umfangsgeschwindigkeit einen möglichst großen Unterdruck gibt. Da an Saugwalzen außerdem der Bedarf bestehen kann, den Unterdruck der Saug­ kammer der Saugwalze unabhängig von der Maschinengeschwin­ digkeit zu regeln, ist in bestimmten Fällen vorteihaft, ein Ventilatorlaufrad zu verwenden, dessen Saugluftmenge z.B. durch Änderung der Breite des Laufrades 7 regelbar ist. Eine Regelungsanordnung dieser Art ist als Beispiel in Fig. 1 gezeigt, bei der an das Laufrad 7 eine in axialer Richtung versetzbare Regelplatte 7 a montiert ist, mit der sich die Breite des Laufrades regeln läßt. Die erfindungsgemäße Vor­ richtung stellt an die Walze keine besonderen Forderungen bis auf die, daß die Luftzufuhr an der Stirnseite der Walze nicht behindert sein darf. An der Stirnseite muß mit anderen Worten eine ausreichende Menge genügend großer Öffnungen auf der Unterdruckseite des Schaufelradsystems des Laufrades vorhan­ den sein. Die den erfindungsgemäßen Unterdruck erzeugende Vor­ richtung kann bei Bedarf naturgemäß an beiden Enden der Walze angeordnet werden.

In Fig. 3 sind als Beispiel die Kennkurven eines Venti­ latorlaufrades gezeigt, das als erfindungsgemäße unterdruck­ erzeugende Vorrichtung verwendet werden kann. Die Kennkurven gelten für ein Laufrad mit einem Außendurchmesser von 457 mm. Die in das Diagramm eingetragenen Beispiele gelten für einen Fall, bei dem das Laufrad an eine Saugwalze gekoppelt ist, deren Außendurchmesser 550 mm bei einer Papiermaschinen-Bahn­ geschwindigkeit von 1200 m/min beträgt. Die betreffende Bahn­ geschwindigkeit entspricht einer Walzen- und damit auch Lauf­ rad-Drehgeschwindigkeit von 694 r/min.

Die in den Diagrammen eingetragenen Beispiele entspre­ chen genau der Situation, in der die Drehgeschwindigkeit des Laufrades genannte 694 r/min beträgt. Der in den Diagrammen eingetragene Punkt K ₁ bezeichnet damit eine Situation, in der:

Wirkungsgrad η
0,62
Druck p	320 Pa ≈ 32,6 mm H₂O
Luftmenge ()	6200 m³/h = 1,72 m³/s

Der Punkt K₂ bezeichnet eine Situation, in der:

Wirkungsgrad η
0,72
Druck p	380 Pa ≈ 38,8 mm H₂O
Luftmenge ()	4500 m³/h = 1,25 m³/s

Die Beispiele sollen ausdrücklich verdeutlichen, daß das betreffende Laufrad als erfindungsgemäße unterdruck­ erzeugende Vorrichtung geeignet ist.

Die Erfindung wurde im vorstehenden unter Hinweis auf die Figuren der beigefügten Zeichnung als Beispiel beschrie­ ben. Die Erfindung soll aber nicht auf die in den Figuren gezeigten Beispiele beschränkt werden, sondern die verschie­ denen Ausführungsformen der Erfindung können im Rahmen der in den beigefügten Patentansprüchen bestimmten erfinderischen Idee variieren.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Erzeugung von Unterdruck im zylin­ drischen Walzenmantel einer rotierenden Walze, die aus einem mit durchgehenden Löchern (2, 12), Rillung oder dergleichen versehenen Walzenmantel (1, 11) besteht, der in sich eine Saug­ kammer begrenzt, in welcher durch Luftabsaugung Unterdruck erzeugt wird, wobei in den Löchern (2, 12), der Rillung oder dergleichen des Walzenmantels (1, 11) eine zur Saugkammer hin gerichtete Saugströmung herrscht, dadurch gekennzeichnet, daß an der Walze wenigstens ein mit der Walze mitdrehendes Venti­ latorlaufrad (7, 17) oder eine ähnliche Vorrichtung befestigt ist, deren Saugseite an die Saugkammer angeschlossen ist der­ art, daß die Drehbewegung der Walze die Drehbewegung des Laufrades (7, 17) oder der ähnlichen Vorrichtung erzeugt, die ihrerseits in der Saugkammer Unterdruck erzeugt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (7, 17) oder eine entsprechende Vorrichtung am Walzenende angebaut ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden der Walze ein Laufrad (7, 17) oder eine ähnliche Vorrichtung angebaut ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Laufrad (7, 17) oder die entsprechende Vor­ richtung als axiale Verlängerung der Walze am Walzenmantel (1, 11) befestigt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Laufrad (7, 17) oder die entsprechende Vor­ richtung an der Walzenwelle (3, 13) und/oder an der Walzen­ stirnseite (4, 14) befestigt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (7, 17) oder die entsprechende Vorrichtung wenigstens zum Teil im Inneren des Walzenmantels (1, 11) angebracht ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Walzenstirseite/n (4, 14) mit Öffnungen (5, 15) versehen sind und das Laufrad (7, 17) oder die entspre­ chende Vorrichtung ausgeführt ist, durch genannte Öffnungen Luft aus der Saugkammer der Walze zu saugen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Laufrad (7, 17) oder die entsprechende Vor­ richtung mit Einrichtungen (7 a) ausgerüstet sind, um den Volumenstrom der vom Laufrad angesaugten Luft unabhängig von der Drehgeschwindigkeit zu regeln.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftvolumenstrom-Regelungseinrichtungen (7 a) ausge­ führt sind, die axiale Breite des Laufrades (7, 17) oder der entsprechenden Vorrichtung zu regeln.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Laufrad (7, 17) oder die entsprechende Vor­ richtung mit einer an der Druckseite angebrachten Leitfläche (9, 19) oder dergleichen ausgerüstet ist, die an den Schaufeln des Laufrades (7, 17) oder der entsprechenden Vorrichtung oder an der Walzenstirnseite (4, 14) befestigt ist, um die vom Laufrad (7, 17) oder der entsprechenden Vorrichtung geblasene Luft zu steuern.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Laufrad (7, 17) oder die entsprechende Vor­ richtung mit einem das Laufrad (7, 17) oder die entsprechende Vorrichtung umgebenden Gehäuse versehen ist, um die Blasluft auf gewünschte Art und Weise auszurichten.