DE4230920A1 - Mit einem waermetraegermedium beaufschlagter trockenzylinder zur behandlung bahnfoermigen guts, insbesondere zur verwendung bei papiermaschinen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Walzen­ hohlkörper (Trockenzylinder) zur Behandlung bahnförmigen Guts, insbesondere zur Trocknung von Papierbahnen in der Trockenpartie einer Papiermaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Rotierende dampfbeheizte Trockenzylinder mit sogenannten rotierenden oder stationären Siphonsteigrohren sind bekannt. Dabei werden das Dampfrohr zur Einleitung des Wärmeträgermediums, also des Heißdampfes, einerseits und das sogenannte Siphonsteigrohr zur Ableitung des beim Abkühlen des Heißdampfes entstehenden Kondensats andererseits an einer Stirnseite des Trockenzylinders über einen an der Stirnseite beziehungsweise dem konjugierten Lagerzapfen angeflanschten gemeinsamen Dampfkopf funktionell mit dem Trockenzylinder verbunden. Bei hohen Dampfdrücken treten dabei relativ große axiale Kräfte im Inneren des Trockenzylinders auf; darüber hinaus treten in­ folge der Dampfeinströmung und der Kondensatableitung (Absaugung) auch relativ hohe Kräfte im Dampfrohr beziehungsweise im Siphonsteigrohr auf. Diese im praktischen Betrieb auftretenden Axialkräfte sind empirisch bekannt - sie führten bei besonders ungünstigen Arbeitsbe­ dingungen dazu, daß sich die Stuhlung, d. h. das Traggestell des Trockenzylinders, verbog und verformte. Diese Stuhlung muß letztlich die auftretenden Kräfte aufnehmen und wird, um die Verformung a priori zu vermeiden, dem Stand der Technik gemäß entweder extrem stabil konstruiert und gebaut oder beispielsweise mit einer Quertraverse versehen. Diese Sonderkonstruktionen sind angesichts dessen, daß im allge­ meinen nur selten derart extreme Arbeitsbedingungen mit den genannten überproportionalen Axialkräften auftreten für den Normalbetrieb zu aufwendig und zu teuer; zu berücksichtigen ist diesbezüglich insbesondere noch, daß auch die Traglager des Trockenzylinders besonders groß ausgebildet werden müssen, um die genannten Axialkräfte aufnehmen zu können.

Ein besonderes Problem bezüglich der Verbiegungen und Verformungen der Stuhlung und damit auch des Dampfkopfes besteht in Verbindung mit einem stationärem Siphon insbe­ sondere noch darin, daß Neigungen und Abstandsänderung des Siphon-Mundstücks relativ zur Innenwandung des Trocken­ zylinders zu einer Störung der Kondensatableitung und damit gegebenenfalls zu einer Beeinträchtigung des Trocknungs­ prozesses führt.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen gattungsgemäßen Trockenzylinder dahin­ gehend zu verbessern, daß das Siphonsteigrohr beziehungs­ weise das Siphon-Mundstück selbst unabhängig von Verfor­ mungen und Verbiegungen der Stuhlung des Trockenzylinders und damit letztlich des Dampfkopfes mit dem Dampfrohr und dem Siphonsteigrohr stets dem vorgegebenen Abstand ent­ sprechend der Innenwandung des Trockenzylinders gegen­ überliegt.

Diese Aufgabe wird dem allgemeinen Kerngedanken zufolge dadurch gelöst, daß zur Abstützung von am Dampfrohr und/oder am Siphonsteigrohr und/oder am Dampfkopf wirksamen Kräften relativ zum Walzenhohlkörper (Trockenzylinder) ein sich an der Innenwandung des Walzenhohlkörpers abstützendes, auf Zug- und/oder Druck belastbares Lager vorgesehen ist.

Mit anderen als im Patentanspruch 1 gebrauchten Worten be­ steht der Gegenstand der vorliegenden Erfindung darin, daß zum Beispiel das Siphonsteigrohr separat für sich relativ zum Innenraum über ein auf Zug- und/oder Druckbeanspruchung belastbares Lager gehaltert ist. Damit verbleibt letztlich das Siphonsteigrohr in der relativ zum Trockenzylinder ein­ gestellten Position und zwar auch dann, wenn die Stuhlung und der Dampfkopf sich verbiegen.

Die grundsätzliche Lösung des der Erfindung zugrunde liegenden Problems impliziert dabei die Überwindung eines Vorurteils der Gestalt, daß Lagerungen der erfindungsge­ mäßen Art, d. h. im Dampfraum des Trockenzylinders montierte Lager, bisher für nicht realisierbar angesehen wurden. Ent­ gegen dieser Ansicht, hat es sich jedoch gezeigt, daß die separate Lagerung des Siphonsteigrohrs doch möglich ist, und daß so die auf den Dampfkopf wirkenden Druckkräfte des Dampf es auf den Zylinder übertragen werden können.

Und es soll noch angemerkt werden, daß auf der Grundlage der erfindungsgemäßen Konzeption eine weniger aufwendige Konstruktion der Papiermaschinen-Trockenpartie insgesamt möglich ist, wobei insbesondere auch noch anzumerken ist, daß die den Trockenzylinder tragenden und abstützenden Traglager auch bei höheren Dampfdrücken schwächer ausgelegt sein können.

Weiterbildungen und besondere Ausgestaltungen des erfin­ dungsgemäßen Walzenhohlkörpers in bezug auf die Ausbildung der Lagerung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 6. Eine besondere Eigenheit im Hinblick auf die erfindungs­ gemäße Lagerung besteht noch darin, das Siphon-Mundstück für sich der Innenwandung des Trockenzylinders gegenüber mittels eines Magnetlagers zu positionieren (Anspruch 7). Ferner kann auch das Dampfrohr selbst dem Lagerzapfen gegenüber mittels eines Axial- und/oder Radialkräfte auf­ nehmenden Lagers abgestützt werden (Anspruch 8).

Die Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Trockenzylinder einer Papiermaschine mit einem stationären Siphon;

Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Darstellung nach Fig. 1 mit

• a) einem ersten Ausführungsbeispiel einer Lagerung für das Siphonsteigrohr;
• b) einer Magnetlagerung des Siphon-Mundstücks, einschließlich vergrößerter Detailzeichnung in zwei Ansichten;
• c) einer Lagerung des Dampfrohrs relativ zum Lagerzapfen;

Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Darstellung nach Fig. 1 mit einer Magnetlagerung des Siphonsteigrohrs;

Fig. 4 einen Ausschnitt aus der Darstellung nach Fig. 1 mit einer Axial-Pendel-Rollen-Lagerung des Siphonsteigrohrs;

Fig. 5 einen Ausschnitt aus der Darstellung nach Fig. 1 mit einer Pendel-Rollen-Lagerung des Siphon­ steigrohrs.

In Fig. 1 ist ein einseitig geschlossener Trockenzylinder 1 einer Trockenpartie einer Papiermaschine dargestellt, der aus einem relativ dünnwandigen Zylindermantel 2 und zwei diesen Zylindermantel 2 abschließenden Zylinderdeckeln 3, 4 mit angeformten Lagerzapfen 5, 6 besteht. Damit ist der Innenraum des Trockenzylinders 1 beziehungsweise der Kondensationsraum für den Sattdampf bestimmt. Die beiden Lagerzapfen 5, 6 sind als Hohlwellen ausgebildet, die über je ein Wälzlager 7, 8 - und zwar ein Loslager 7 einerseits und ein Festlager 8 andererseits - drehbar auf einem Trag­ gestell beziehungsweise einer Stuhlung 9 gelagert sind.

Im Betrieb dreht sich der Trockenzylinder 1 um seine Achse. Der über einen sogenannten Trockenfilz an den Zylinder­ mantel 2 angepreßten Papierbahn soll dabei Feuchtigkeit entzogen werden. Um dies zu erreichen, wird der Innenraum des Trockenzylinders 1 über ein durch die zentrale Bohrung des - in der Zeichnung linken - Lagerzapfens 5 geführten Dampfrohr 10 mit Dampf beaufschlagt (Pfeil X). Dieser Dampf kondensiert an der Innenwandung des Zylindermantels 2 im Bereich der Umschlingung der Papierbahn und wird letztlich als Kondensat über einen aus einem Siphon-Mundstück 11 und einem daran anschließenden Siphonsteigrohr 12 bestehenden Siphon abgeführt (Pfeil Y). Das Dampfrohr 10 ist an einer Dampfleitung 10′ angeflanscht; das Siphonsteigrohr 12 ist mit einer Kondensatabzugleitung 12′ verbunden.

Im Beispiel nach Fig. 1 dient ein und derselbe Lagerzapfen - hier der linke Lagerzapfen 5 - als Zuführkanal (Einlei­ tung) für den Dampf und als Durchführung für den Auslaß­ kanal des Kondensats, d. h. für das Siphonsteigrohr 12. Dampf und Kondensat werden somit über einen am Lagerzapfen 5 angeflanschten Dampfkopf 13 getrennt zu- und abgeführt. (Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, den Dampf am einen Lagerzapfen (zum Beispiel 5) zuzuführen und den Siphon über den zweiten Lagerzapfen (zum Beispiel 6) anzusetzen und anzuschließen.)

Die der Erfindung zugrunde liegende Problematik liegt im Bereich zwischen dem Siphon-Mundstück 11 und der Innen­ wandung des Zylindermantels 2. Im Urzustand liegt das Siphon-Mundstück 11 dem Zylindermantel 2 im Abstand h gegenüber und dieser Abstand h sollte konstant eingehalten werden, um eine einwandfreie Kondensatabführung und damit eine einwandfreie Trocknung der über den Trockenzylinder 1 geführten Gutbahn zu gewährleisten.

In den Fig. 2 bis 5 sind verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lagerung des Siphonsteigrohrs 12 an sich und Detaillösungen im Hinblick auf eine gesonderte, gegebenenfalls zusätzliche Magnetlagerung des Siphon- Mundstücks 11, sowie eine zusätzliche Lagerung des Dampf­ rohrs 10 dargestellt.

Fig. 2 bis Fig. 5 zeigen jeweils den Zylinderdeckel 3 des Zylindermantels 2 mit angeformten Lagerzapfen 5. Dieser Lagerzapfen 5 ist endseitig mit dem Dampfkopf 13 abge­ schlossen, der einerseits das Dampfrohr 10 und andererseits das Siphonsteigrohr 12 trägt beziehungsweise stützt.

Gemäß der Darstellung nach Fig. 2 weist das Siphonsteigrohr 12 einen Bund 22 auf, der an einem mit der Innenseite des Lagerzapfens 5 starr verbundenen Ringflansch 21 über ein axial- und/oder radialbelastbares Lager 20 anliegt. Verfor­ mungen und Verbiegungen der den Lagerzapfen 5 tragenden Stuhlung (9 in Fig. 1) werden so im Lager 20 kompensiert.

Gemäß der Darstellung nach Fig. 2 ist ferner auch das Dampfrohr 10 über ein axial- und radialbelastbares Lager 25 dem Lagerzapfen 5 gegenüber abgestützt. Dieses Lager 25, das beispielsweise als Gleitlager oder als Magnetlager aus­ gebildet sein kann, nimmt gleichermaßen wie das Lager 20 des Siphonsteigrohrs 12 Axial- und Radialkräfte auf. In Fig. 2 ist ferner eine besondere Weiterbildung einer sepa­ raten Magnetlagerung des Siphon-Mundstücks 11 dargestellt. Aus den beiden Ansichten der vergrößerten Detaildarstellung ist zu ersehen, daß auf der der Innenwandung des Zylinder­ mantels 2 gegenüberliegenden Stirnseite des Siphon-Mund­ stücks 11 ein erster Permanentmagnet 27 aufgesetzt ist.

Diesem Permanentmagneten 27 ist ein in die Innenwandung des Zylindermantels 2 eingelegter Magnetbandstreifen 28 zuge­ ordnet. Die magnetischen Kräfte und Polaritäten sind dabei so gewählt, daß die beiden Magnete relativ zueinander im konstanten Abstand h gehalten werden.

Fig. 3 zeigt - in Analogie zum Lager 20 nach Fig. 2 - ein das Siphonsteigrohr 12 tragendes beziehungsweise abstüt­ zendes Magnetlager 30. Dieses Magnetlager 30 besteht aus zwei Permanentmagneten 31, 32, deren einer über einen Ring­ flansch 33 mit dem Lagerzapfen 5 und deren zweiter über einen Bund 34 mit dem Siphonsteigrohr 12 verbunden sind.

Fig. 4 zeigt - in Analogie zum Lager 20 nach Fig. 2 - ein das Siphonsteigrohr 12 tragendes beziehungsweise abstüt­ zendes Axial-Pendel-Rollen-Lager 40. Dieses Axial-Pendel- Rollen-Lager 40 ist einerseits über einen Ringflansch 41 mit dem Lagerzapfen 5 und andererseits über einen Bund 42 am Siphonsteigrohr 12 abgestützt.

Fig. 5 zeigt - in Analogie zum Lager 20 nach Fig. 2 - ein das Siphonsteigrohr 12 tragendes beziehungsweise abstüt­ zendes pendel-Rollen-Lager 50, das einerseits über einen Ringflansch 51 mit dem Lagerzapfen 5 und andererseits über einen Bund 52 am Siphonsteigrohr 12 abgestützt ist.

Im Hinblick auf die Darstellung gemäß den Fig. 2 bis Fig. 5 sei noch angemerkt, daß die Ringflansche 21, 33, 41, 51 je­ weils geeignete Durchbrüche, insbesondere Bohrungen auf­ weisen, damit der über das Dampfrohr zugeführte Heißdampf weitgehend ungehindert in den Zylinderinnenraum gelangen kann.

Claims (8)

1. Mit einem Wärmeträgermedium, insbesondere Heißdampf, beaufschlagter, beidseitig über Zylinderdeckel mit hohlen Lagerzapfen geschlossener rotierender Walzen­ hohlkörper (Trockenzylinder) zur Trocknung von bahn­ förmigen Gut, wie zum Beispiel Papierbahnen,
wobei das Wärmeträgermedium über ein in den Walzenhohlkörper eingeführtes Dampfrohr eingeleitet und das Kondensat über ein der Innenwandung des Walzen­ hohlkörpers gegenüber im vorgegebenen Abstand gehal­ tenes Siphon-Mundstück durch ein aus dem Walzenhohlkörper heraus geführtes Siphonsteigrohr abgezogen werden,
wobei Dampfableitung und Kondensatableitung über einen Dampfkopf erfolgen, und
wobei der Walzenhohlkörper im Bereich der stirnseitigen Lagerzapfen in einer Stuhlung gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Abstützung von am Dampfrohr (10) und /oder am Siphonsteigrohr (12) und/oder am Dampfkopf (13) wirksamen Kräften relativ zum Walzenhohlkörper (Trockenzylinder 1) ein sich an der Innenwandung des Walzenhohlkörpers (1) abstützendes, auf zug- und/oder Druck belastbares Lager (20, 30, 40, 50) vorgesehen ist.

2. Walzenhohlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Siphonsteigrohr (12) relativ zum konjugierten Lagerzapfen (5) über ein einerseits am Lagerzapfen (5) abgestütztes und andererseits mit dem Siphonsteigrohr (12) verbundenes Lager (20, 30, 40, 50) gehalten ist. (Fig. 2, 3, 4, 5).

3. Walzenhohlkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (20, 30, 40, 50) relativ zum Lagerzapfen (5) über einen Ringflansch (21, 33, 41, 51) und relativ zum Siphonsteigrohr (12) über einen Bund (22, 34, 42, 52) gehalten ist.

4. Walzenhohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager ein Magnetlager (30) ist, wobei der eine Permanentmagnet (31) mit dem Lagerzapfen (5) und der zweite Permanentmagnet (32) mit dem Siphonsteigrohr (12) verbunden sind. (Fig. 3).

5. Walzenhohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager ein Axial-Pendel-Rollenlager (40) ist. (Fig. 4).

6. Walzenhohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager ein Pendel-Rollen-Lager (50) ist. (Fig. 5).

7. Walzenhohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Siphon-Mundstück (11) relativ zur Innenwandung des Walzenhohlkörpers (1) über eine separate Permanent­ magnetpaarung positioniert ist, wobei einerseits an der Stirnseite des Siphon-Mundstücks (11) ein erster Per­ manentmagnet (27) und andererseits in der Innenwandung des Walzenhohlkörpers (1) ein komplementärer Magnet­ bandstreifen (28) angeordnet sind. (Fig. 2).

8. Walzenhohlkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dampfrohr (10) dem Lagerzapfen (5) gegenüber über ein Radial- und/oder Axialkräfte aufnehmendes Lager (25) abgestützt ist. (Fig. 2)