DE3907480A1 - Leitwalze fuer eine materialbahn - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leitwalze für eine Materialbahn, z.B. Papier- oder Textilbahn, vorzugsweise jedoch für ein poröses Band, z.B. ein Trockensieb für Maschinen zur Herstellung oder Behandlung einer Papierbahn. Die Erfindung geht aus von einer Leitwalze mit den im Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Leitwalzen dieser Art sind bekannt (vgl. US-PS 44 85 567 und Tappi Journal Sep. 1987, Sei­ ten 65-69, Fig. 10). Im Hinblick auf ihre Funktion werden diese Leitwalzen auch als Saug-Blas-Walzen bezeichnet.

Ihr Zweck besteht beispielsweise darin, einer Materialbahn gleichzeitig Dampf zuzuführen und unmittelbar danach Luft oder ein Luft-Dampf-Gemisch durch die Materialbahn hindurch (oder aus ihrer Umgebung) abzusaugen. In den obigen Druckschriften dient die Leitwalze zu dem Zweck, den Taschen einer Zwei-Sieb-Trocken­ partie in einer Papiermaschine Frischluft zuzuführen und gleich­ zeitig die dann mit Wasserdampf angereicherte Luft abzusaugen. Hierdurch versucht man Querströmungen in den Taschen, ein Flat­ tern der Bahnränder und eine Ungleichförmigkeit des Feuchtig­ keits-Querprofils zu vermeiden (siehe das oben erwähnte Tappi Journal, S. 67 "Pocket Ventilation"). Diese Probleme treten um so stärker auf, je höher die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine, z.B. der Papiermaschine ist.

Vorzugsweise liegt am zulaufseitigen Bereich der Leitwalze die Blaszone und am ablaufseitigen Bereich die Saugzone. Die umge­ kehrte Anordnung ist jedoch ebenfalls möglich.

Damit die dem porösen Band, also beispielsweise dem Trockensieb einer Papiermaschine, zugeführte Blasluft möglichst viel Wasser­ dampf aufnehmen kann, wird sie vorgewärmt. Demgegenüber ist die Temperatur der Saugluft geringer. In der Praxis haben Blasluft und Saugluft also sehr unterschiedliche Temperaturen. Diese Tem­ peraturdifferenz kann durchaus 30 bis 40 Grad und mehr betragen und sie ist insbesondere dann beträchtlich, wenn die Gesamtanla­ ge aus dem kalten Zustand oder nach einem Bahn-Abriß wieder an­ gefahren wird. Die Temperaturunterschiede sind auch dann groß und gegebenenfalls ungleich verteilt, wenn die Papiermaschine angefahren wird und die Papierbahn noch nicht durch die Trocken­ partie läuft. Aufgrund der genannten Temperaturunterschiede tre­ ten im Luftführungskasten der Leitwalze Verformungen auf, die zu einer Betriebsstörung führen, wenn die die Blaszone und die Saugzone begrenzenden Dichtungen zerstört werden.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Leitwalze der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei der Verformungen des Luftführungskastens aufgrund der Temperaturun­ terschiede zwischen der Blasluft und der Saugluft möglichst wei­ testgehend vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst. Dieser besagt mit anderen Worten: Betrachtet man den Luftführungskasten der erfindungsgemäßen Leitwalze im Querschnitt, so muß man von zwei gedachten Mittel-Ebenen ausge­ hen, die sich wenigstens angenähert senkrecht schneiden und man muß sowohl den Querschnitt der Blaskammer als auch den Quer­ schnitt der Saugkammer senkrecht zu beiden Mittel-Ebenen anord­ nen. Hierdurch wird es möglich, alle Wände des Luftführungs­ kastens (d.h. die Außen- und Zwischenwände, welche die Blaskam­ mer und die Saugkammer begrenzen) zu einem einstückigen Kasten zusammenzufügen, beispielsweise durch Schweißen. Trotzdem werden Temperaturunterschiede zwischen der Blasluft und der Saugluft nicht mehr zu Verformungen des Luftführungskastens führen.

Vorzugsweise wird man die genannten Wände über die gesamte Länge des Luftführungskastens (beispielsweise durch Schweißen) mit­ einander verbinden. Es ist jedoch auch möglich, einen Teil der Wände (z.B. die die Blaskammer begrenzenden Wände) nur über einen Teil ihrer Länge fest mit den übrigen Wänden zu verbinden. Diese Wände können sich dann im übrigen Teil ihrer Länge relativ zu den anderen Wänden frei ausdehnen.

Die erfindungsgemäße symmetrische Anordnung der Querschnitte der Blaskammer und der Saugkammer verlangt nicht unbedingt, daß auch die Verbindungsöffnungen von diesen Kammern zum Ringraum eben­ falls symmetrisch angeordnet werden müssen. Vielmehr können die­ se Öffnungen, wie auch die im Ringraum vorzusehenden Längsdich­ tungen so angeordnet werden, wie es die gewünschte Lage der Blaszone und der Saugzone und ihre Länge, in Umfangsrichtung ge­ messen, erfordern.

Es ist denkbar, daß der Luftführungskasten der erfindungsgemäßen Leitwalze im einfachsten Fall aus zwei koaxial ineinander ange­ ordneten Rohren gebildet wird. Hierbei ist beispielsweise der Innenraum des inneren Rohres die Blaskammer und der zwischen den beiden Rohren befindliche Ringraum die Saugkammer. Wenn die Leitwalze jedoch (wie in vielen Anwendungsfällen) nur eine ein­ zige, verhältnismäßig schmale Blaszone haben soll, so kann die gemäß Anspruch 1 geforderte symmetrische Anordnung einfacher erreicht werden durch die in den Ansprüchen 2 oder 3 angegebenen Konstruktionen. Wenn man (gemäß Anspruch 3) ein im wesentlichen elliptisches Innenrohr verwendet, dann kann dieses mit einer gewissen Vorspannung in das äußere Rohr eingesetzt und mit die­ sem (z.B. durch Schweißen) verbunden werden. Eine solche Vor­ spannung kann die Stabilität des Luftführungskastens erhöhen. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 4 angegeben.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung an­ hand der Zeichnung erläutert.

Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Leitwalze. Die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine ähnlich Fig. 1 ausgebildete Leitwalze.

Soweit die Einzelteile der in den Fig. 1 und 2 dargestellten, insgesamt mit 1 bezeichneten Leitwalzen übereinstimmen, so sind sie in beiden Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Gemäß Fig. 1 hat ein perforierter Walzenmantel 2 an seinen bei­ den Enden je einen Flanschdeckel 4, an den sich ein zum Walzen­ mantel koaxialer hohler Lagerzapfen 5 anschließt. Über diese Lagerzapfen 5 und über Wälzlager 7 ist der Walzenmantel 2 in je einem feststehenden Lagerbock 6 gelagert. In Fig. 1 ist nur eine dieser Lagerungen dargestellt. An der Außenseite jedes Lager­ bockes 6 ist ein Lagerdeckel 8 mit einem koaxialen An­ schluß-Rohrstutzen 9 vorgesehen.

Im Inneren der Leitwalze befindet sich ein Luftführungskasten, der insgesamt mit 3 bezeichnet ist. Hauptteile dieses Luftfüh­ rungskastens sind ein Außenrohr 11, das an beiden Enden mittels eines konischen Übergangsstückes 12, 13 mit je einem Anschluß- Rohrstück 14, 15 verbunden ist. Mit diesen beiden Anschluß-Rohr­ stücken ruht der Luftführungskasten 3 in den Lagerdeckeln 8. Nicht dargestellte Sicherungselemente halten den Luftführungs­ kasten 3 gegen Verdrehen fest in den Lagerdeckeln 8.

Das eine 15 der beiden Anschluß-Rohrstücke mündet in eine mittlere Blaskammer 17. Diese ist in Fig. 1 begrenzt durch zwei beispielsweise ebene Zwischenwände 27, die sich in Fig. 1 senk­ recht zur Zeichenebene quer durch den gesamten Innenraum des Außenrohres 11 und im wesentlichen durch die ganze Länge dieses Innenraumes erstrecken. Sie sind zusammen mit einer Stirnwand 28 fest mit dem Außenrohr 11 verbunden, z.B. durch Schweißen.

Außerhalb der Blaskammer 17 umschließt das Außenrohr 11 eine zweiteilige Saugkammer 18. Über den Innenraum des konischen Übergangsstückes 12 sind die beiden Saugkammer-Teile 18 unter­ einander und mit dem Anschluß-Rohrstück 14 verbunden. In der Zeichnung nicht dargestellt sind die äußeren Anschlußleitungen für Blasluft und für Saugluft. Eine äußere Blasluftleitung wird mit dem Anschluß-Rohrstück 15 verbunden, desgleichen eine Saug­ leitung mit dem Anschluß-Rohrstück 14 (über den Rohrstutzen 9). Jedoch können die beiden Anschlußleitungen auch im umgekehrten Sinne an die Leitwalze angeschlossen werden.

Der zwischen dem feststehenden Luftleitkasten 3 und dem drehba­ ren Walzenmantel 2 befindliche Ringraum 30 ist an den Walzenen­ den durch je eine Umfangsdichtung 20 nach außen abgedichtet. Außerdem sind in dem Ringraum 30 gemäß Fig. 2 beispielsweise vier Längsdichtungen 21, 22, 23 und 24 angeordnet, die eine Blaszone B und eine Saugzone S begrenzen. Eine Reihe von Blas­ öffnungen 25, von denen in Fig. 2 eine sichtbar ist, verbindet die Blaskammer 17 mit der Blaszone B. Zwei Reihen von Saug­ öffnungen 26 verbinden die Saugkammer 18 mit der Saugzone S.

Bei Verwendung der Leitwalze in modernen Papiermaschinen kann es vorkommen, daß die Länge der Leitwalze 8 m oder darüber beträgt. Damit die Strömungsgeschwindigkeiten in der Luftführungskammer 3 dennoch möglichst gleichmäßig gehalten werden, ist es zweck­ mäßig, die beiden Zwischenwände 27 relativ zur Walzenachse der­ art geneigt anzuordnen, daß sich der Strömungsquerschnitt der Blaskammer 17 in Strömungsrichtung verjüngt. Dementsprechend nimmt der Strömungsquerschnitt der Saugkammer 18 in Strömungs­ richtung zu.

In Fig. 2 ist anstelle von ebenen Zwischenwänden (27 in Fig. 1) in das kreisrunde Außenrohr 11 ein elliptisches Innenrohr 31 eingesetzt. Die Achsen E 1 und E 2 der Ellipse bilden zugleich zwei zueinander senkrechte Mittelebenen des Luftführungskastens 3. Die eine Mittelebene E 1 ist so angeordnet, daß eine der bei­ den Kontaktzonen, wo Innenrohr 31 und Außenrohr 11 miteinander verschweißt sind, im Bereich der Blaszone B liegt. Hierdurch können die Blasöffnungen 25, welche die Blaskammer 17 mit der Blaszone B verbinden, in eine der Kontaktzonen gelegt werden. Zugleich liegt die Mittelebene E 1 derart, daß beidseitig der anderen Kontaktzone die Saugöffnungen 26 angeordnet werden kön­ nen. D.h. die Mittelebene E 1 liegt derart daß die Saugzone S durch einige Saugöffnungen 26 mit der einen Hälfte und gleich­ zeitig durch einige Saugöffnungen 26 mit der anderen Hälfte der Saugkammer 18 verbunden ist. Falls die Saugkammer 17 gemäß Fig. 1 durch ebene Zwischenwände 27 begrenzt wird, müssen die Mit­ tel-Ebenen E 1 und E 2 genauso angeordnet werden wie in Fig. 2 dargestellt. Mit anderen Worten: Die Zwischenwände 27 müssen sich in diesem Falle parallel zur Mittel-Ebene E 1 erstrecken. Für alle Ausführungsformen gilt, daß sowohl die Blaskammer- als auch die Saugkammer-Querschnittsfläche symmetrisch zu beiden Mittel-Ebenen E 1 und E 2 liegt.

Die Fig. 2 zeigt außerdem ein spezielles Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäße Leitwalze 1. Dargestellt ist ein Ausschnitt aus einer sogenannnten Zwei-Sieb-Trockenpartie einer Papierma­ schine. Eine zu trocknende Papierbahn 50 läuft von einem ersten Trockenzylinder 51 zu einem nachfolgenden zweiten Trockenzylin­ der 52 und von dort zu einem dritten Trockenzylinder 53. Hierbei wird die Papierbahn mittels eines endlosen Trockensiebes 49 ge­ gen die Mantelfläche des ersten und des dritten Trockenzylinders 51 und 53 angedrückt. Durch ein nicht sichtbares zweites Trockensieb wird die Papierbahn 50 an den zweiten Trocken­ zylinder 52 angedrückt. Auf dem Weg vom ersten zum zweiten Trockenzylinder und vom zweiten zum dritten Trockenzylinder läuft die Papierbahn 50 ohne Kontakt mit dem Trockensieb 49. Das letztere läuft vom ersten Trockenzylinder 51 über die Leitwalze 1 zum dritten Trockenzylinder 53, wobei es die Leitwalze etwa auf der Hälfte ihres Umfanges umschlingt. Die Blaszone B der Leitwalze 1 ist in demjenigen Bereich des Walzenmantels angeord­ net, wo das Trockensieb 49 auf die Leitwalze aufläuft (teils vor teils hinter der Auflaufstelle). Die Saugzone S ist (über den Umfang gesehen) wesentlich größer als die Blaszone B. Die Saug­ zone S erstreckt sich über mindestens die zweite Hälfte des vom Trockensieb umschlungenen Bereiches des Walzenmantels 2. Zwi­ schen der Blaszone 8 und der Saugzone S kann eine sogenannte Sperrzone R vorgesehen sein. Der übrige, vom Trockensieb 49 freie Teil des Umfanges der Leitwalze 1 ist die sogenannte neu­ trale Zone N. Sperrzone R und neutrale Zone N sind weder an die Saugkammer, noch an die Blaskammer angeschlossen.

Claims (4)

1. Leitwalze (1) für eine Materialbahn, vorzugsweise für ein poröses Band, z.B. ein Trockensieb (49) für Maschinen zur Herstellung oder Behandlung einer Papierbahn (50), mit den folgenden Merkmalen:

• a) ein stationärer, zum Führen von Luft, Dampf od.dgl. dienender Kasten ("Luftführungskasten" 3), um den ein perforierter Walzenmantel (2) umläuft, hat wenigstens zwei Kammern, die sich über die Länge der Leitwalze (1) erstrecken und von denen die eine als Blaskammer (17) zum Ausblasen von Luft oder Dampf und die andere als Saugkammer (18) zum Ansaugen und Abführen von Luft oder Dampf ausgebildet ist;
• b) zwischen dem Luftführungskasten (3) und dem Walzenman­ tel (2) befindet sich ein Ringraum (30), in dem durch Längsdichtungen (21, 22, 23, 24) eine Blaszone (B) und eine Saugzone (S) begrenzt sind, wobei die Blaszone (B) mit der Blaskammer (17) und die Saugzone (S) mit der Saugkammer (18) in Leitungsverbindung steht;
• c) dadurch gekennzeichnet, daß, im Querschnitt gesehen, die Blaskammer (17) und die Saugkammer (18), bezüglich zweier zueinander im wesentlichen senkrechter Mit­ tel-Ebenen (E 1, E 2) symmetrisch in dem stationären und im wesentlichen einstückigen Luftführungskasten (3) angeordnet sind.

2. Leitwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß - im Querschnitt gesehen - eine der Kammern (vorzugsweise die Blaskammer 17) zwischen zwei Hälften der unterteilten ande­ ren Kammer (18) angeordnet ist.

3. Leitwalze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftführungskasten (3) zusammengesetzt ist aus einem äußeren Rohr (11), das im wesentlichen kreisrunden Querschnitt auf­ weist, und aus einem inneren Rohr (31), das im wesentlichen elliptischen Querschnitt aufweist und fest in das äußere Rohr eingesetzt ist.

4. Leitwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in Strömungsrichtung der Strömungsquerschnitt der Blaskammer (17) abnimmt und der Strömungsquerschnitt der Saugkammer (18) zunimmt.