DE575808C - Vorrichtung zur druckdichten Verbindung einer sich drehenden Rohrleitung und einer feststehenden Rohrleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur druckdichten Verbindung einer sich drehenden Rohrleitung mit einer feststehenden Rohrleitung, bei der die feststehende Rohrleitung sich gegen ein feststehendes Widerlager nachgiebig abstützt und axial gegen die sich drehende Rohrleitung gedrückt wird. Bei diesen bekannten Anordnungen wurde zwischen das feststehende Leitungsstück und das Ende des Zapfens ein Arbeitsring eingeschaltet, und durch Federn wurde der dichte Abschluß aufrechterhalten. Die Reibungsflächen an solchen Dampfverbindungen sind jedoch beträchtlichem ■ Druck ausgesetzt, sonst würde ]a die Verbindung keine dichte sein. Infolge dieses Drucks nutzen sie sich verhältnismäßig rasch ab und infolge der großen Reibung wird durch diese Abschlüsse auch im Antrieb der Maschine beträchtliche Kraft verbraucht.

Die Erfindung bezweckt nun einmal, dieses ortsfeste Widerlager überflüssig zu machen, da namentlich bei größeren Maschinenanlagen, wie Trockenzylinderanordnungen für Papiertrocknung, für die Rohrleitungen ein größeres Stützgerüst erforderlich ist, welches nicht nur ein Hindernis bildet, das den Zutritt zu den Trpckenzylindern erschwert, sondern auch eine größere Kapitalsanlage darstellt, und zum andern soll selbst bei einer bedeutenden Erhöhung des Leitungsdruckes keine übermäßige Reibung an den Abdichtungsflächen auftreten. Zu diesem Zwecke wird der feststehende Teil der Rohrleitung derart ausgebildet, daß er gewissermaßen von dem drehenden Teil der Rohrleitung getragen wird, ohne daß der feststehende Teil sich mit verdreht. Es wird als feststehendes Widerlager ein Ring verwendet, der unter Einschaltung eines losen Lagerringes gegen die Rückseite eines an der sich drehenden Rohrleitung sitzenden Flansches anliegt, und der durch Zugstangen mit einer am äußeren Ende der feststehenden Rohrleitung angeordneten, an sich bekannten, aus einem Wellrohr bestehenden ausdehnbaren Kammer verbunden ist, in der der Leitungsdruck herrscht. Dieser Druck zusammen mit zusätzlicher Federkraft hält die feststehende Rohrleitung in dichter Verbindung mit der sich drehenden Rohrleitung. -Der Leitungsdruck wirkt dabei auf bestimmte Einzelflächen der ganzen Verbindung als ein Mittel zur Aufrechterhaltung der gleichförmigen Dichtigkeit.

Die Zeichnungen stellen ein Ausführungsbeispiel dar: Abb. 1 ist eine Endansicht mehrerer Zylinder einer Papiertrockenmaschine mit solchen Verbindungen. Abb. 2 ist ein Aufriß "55 dieser Verbindungsstellen an den Zylindern. Abb. 3 zeigt im Schnitt die Rohrverbindung nach 3-3 der Abb. 1. Abb. 4 ist eine Draufsicht

auf diese Verbindung, und Abb. 5, 6 und 7 sind Einzelheitsschnitte nach entsprechendenSchnittlinien der Abb. 4.

Die Zylinder 8 einer solchen Papiertrockenmaschine haben bekanntlich einen sehr großen Durchmesser und sind sehr schwer. Sie werden an ihren Enden durch Zapfen 9 drehbar in den Lagern 11 unterstützt. Die Lager 11 sitzen nach Abb. ι auf den Ständern 12, die ihrerseits wieder von den Balken 13 im Boden des Maschinenraums getragen werden.

Bei solchen Trockenzylindern muß in den Hohlzapfen des Zylinders Dampf eingeschickt werden, und der Hohlzapfen dient auch zur Entfernung des Kondensats, das aus diesem. Dampf im Innern des Zylinders entsteht. Infolge der bedeutenden Größe der Zylinder in Richtung des Durchmessers und in ihrer Achse und infolge der hohen Temperatur ist die Ausdehnung und Zusammenziehung eine nicht unbedeutende. Dabei muß berücksichtigt werden, daß dem Hohlzapfen des Zylinders am anderen Ende gewöhnlich ein massiv ausgebildeter Zapfen gegenüberliegt, und die Endbeanspruchungen sollen durch diesen massiven Zapfen und sein Lager aufgenommen werden. Es findet also bei den bekannten Trockenmaschinen eine Ausdehnung in Richtung gegen den Hohlzapfen hin statt, und nach der vorliegenden Erfindung ist die Ver-Schiebung nach dieser Richtung hin weniger von Bedeutung, da die Rohrverbindung mit dem Hohlzapfen zusammen verschoben wird und die Rohre, die den Dampf zu- und abführen, an ihren unteren Enden mit einer nach allen Richtungen hin beweglichen Kupplung ausgerüstet sind.

Nach Abb. 1 erfolgt die Dampfzufuhr zu den Zylindern von der Röhre 14 aus, die durch Zweige 15 mit den verschiedenen Trockenzylindern unter Einschaltung der neuartigen Verbindung in Anschluß steht. Die Entleerung des Kondensats findet ebenfalls durch die Hohlzapfen und weiter durch die Zweige 16 statt, welche an die Kondensatabfuhrröhre 17 angeschlossen sind. Der Anschluß der Zweige 15 und 16 an die zugehörigen Hauptleitungen 14 und 17 erfolgt durch Kupplungen, welch letztere eine Ausdehnung und Zusammenziehung der feststehenden Zweige 15, 16 oder auch' der Hauptrohre 14, 17 gestatten. Gewöhnlich sind die Zweigrohre 15, 16 auch mit Ventilen an verschiedenen Stellen ausgerüstet, vorzugsweise in der Nähe der Hohlzapfen der Zylinder selbst.

Nach Abb. 3 steht mit dem Kopfende der Zweige 15, 16 ein Hohlgußstück 18 in Verbindung. Die Höhlung 19 dieses Gußstückes dient zur Auf nähme der Dampfzufuhrleitung 15, und diese Höhlung setzt· sich in eine kleinere Kammer 21 fort, mit der die Kondensatröhre 16 in Verbindung steht. Durch die Höhlung 19 erstreckt sich in der Achsrichtung ein Rohr 22, das in die Kammer 21 mündet, um letzterer das Kondensat zuzuleiten. Dieses Rohr 22 oder seine Verlängerung geht bis zum Boden des betreffenden Zylinders, und die Entleerung des Kondensats findet durch Heberwirkung statt. Eine Schraube 20 dient dazu, das Ende des Rohres 22 in richtiger Lage mit Bezug auf das Gußstück 18 und die Kammer 22 zu sichern. Die Entfernung des Kondensats bildet an und für sich nicht den Gegenstand der Erfindung, und eine andere Vorrichtung, als die eben beschriebene, kann zu diesem Zweck angeordnet werden. Jedenfalls ist es empfehlenswert, mit der dampf- und gasdichten Verbindung auch die Entleerungsvorrichtung für das Kondensat zu vereinigen.

An das Hohlgußstück 18 schließt sich am Austrittsende für den Dampf ein Arbeitsring 24 mit einer kugelförmigen Fläche an, die an dem entsprechend ausgebildeten "kugelförmigen Sitz 23 des Gußstückes 18 anliegt. Die andere Endfläche 25 des Arbeitsringes 24 ist vorzugsweise flach ausgebildet und liegt iri einer Ebene im rechten Winkel zur Drehungsachse des Zapfens. Sie liegt gegen eine entsprechende Endfläche des Flansches 26 an, der einen Teil des Zapfens bildet. In der dargestellten Ausführungsform ist der Flansch 26 einheitlich mit einem Kragen

27 ausgebildet. Der Kragen ist auf den Stutzen

28 aufgeschraubt, und dieser Stutzen ist durch die Bolzen 29 an den Hohlzapfen 9 des Zylinders angeschlossen, so daß er eine Verlängerung des Hohlzapfens bildet. Die Auflagerflächen 23 und 25 können mit Aussparungen versehen sein. Ein zweiter Lagerring 32 sitzt auf dem Kragen 27, und zwar ist dieser Ring auf der Außenfläche 33 dieses Kragens aufgepaßt und legt sich dicht gegen die Innenfläche 34 des Flansches 26. Ein Joch verbindet diesen zweiten Ring 32 mit dem äußeren Ende der Gesamtabdichtung, und dieses Joch umfaßt an dem dem Zylinder zugekehrten Teil einen Ring 35, der den Lagerring 32 umgreift, jedoch mit seinem Innenumfang nicht unbedingt auf dem Stutzen 28 oder dem Kragen.27 aufruht. Das Gußstück 18 läuft an dem dem Zylinder abgewendeten Ende in einen flachen Flansch 38 aus, und dieser Flansch dient als Abschlußwand einer ausdehnbaren Kammer 36. Die Kammer wird durch den bekannten rohrförmigen Balg 37 an ihrem Umfang begrenzt und ist an dem dem Flansch 38 gegenüberliegenden Ende durch eine Wandplatte 39 abgeschlossen, welch letztere wieder . mit dem Ring 35 verbunden ist. Die Zufuhr von Dampf in die ausdehnbare Kammer erfolgt durch einen Zweigkanal 41 (Abb. 4), der von der Kammer 19 ausgeht. Zugstangen 42,43 bilden einen Teil dieses Joches; sie nehmen aber auch Druckbeanspruchungen auf und verbinden die Endplatte 39 mit dem Ring 35 an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen. Zu

diesem Zweck erstrecken sich die Zugstangen durch die schlitzartig ausgebildeten Löcher 44 44' der Lappen 45, 45', die von dem Umfang des Ringes 35 seitlich abstehen. Sie durchsetzen auch die ähnlich ausgebildeten Lappen 47, 47 an der Endplatte 39, und diese Lappen sind ebenfalls mit Durchtrittslöchern 46, 46' versehen. Wie in Abb. 7 gezeigt, erweitern sich die Schlitze in Richtung gegen das Gußstück 18 hin, so daß die Stangen 42,43 inihrenFührungen Spielraum haben, um eine Winkellage einnehmen zu können. Eine Schraubenfeder 48 umschließt jede dieser Stangen 42, 43 zwischen den Platten 3& und 39, und durch diese Schraubenfeder wird demnach die ganze Zusammenstellung beständig in Richtung gegen den Zapfen 9 hingedrängt.

Die Bohrung 51, durch welche die Zugstange 43 in dem Lappen 49 der Platte 38 hindurchgeht, ist schlitzartig verlängert, und zwar ist die Längsrichtung dieses Schlitzes senkrecht, wie in Abb. 6 und 7 gezeigt. Von dem Gußstück 18 ragt auch seitwärts nach Abb. 4 ein Ansatz 52 mit einer Bohrung 53 für den Durchgang der Stange 42. Die Bohrungen in den Ansätzen 45, 47,49 und 53 für diese Stange 42 sind der Stange verhältnismäßig dicht angepaßt, wodurch das Gußstück 18 gegen waagerechte Verschiebung im rechten Winkel zur Achse der Röhren 15 und 16 gehalten wird. Infolge der Verbindung dieses Gußstückes mit den Zugstangen und infolge der Verbindung der Zugstangen mit dem Ring 35 wird also das Gußstück mit Bezug auf den Zapfen in genau zentrierter Lage gehalten, da der Ring 35 den Arbeitsring 32 umschließt und dieser Arbeitsring seinerseits auf den Kragen 27 aufgepaßt ist, welcher mit dem Stutzen 28 verschraubt ist. Die Jochzusammenstellung, bestehend aus dem Ring, den Endplatten 38, 39, der ausdehnbaren Kammer und den Zugstangen, gestattet jedoch dem Gußstück 18 eine geringe Bewegung in der Senkrechten, so daß bei Ausdehnung und Zusammenziehung der Rohre 15, 16 dieses Gußstück sich etwas heben bzw. senken kann. Die senkrechte Bewegung dieses Gußstückes wird wohl durch die Zugstange 43 auf den Ring 35 übertragen, hat jedoch nur die Wirkung, daß dadurch der Ring 35 etwas auf der Zapfenanordnung verdreht wird, so daß die Zugstange 43 sich etwas im Winkel zur Mittellinie des Zapfens einstellt. Wenn das Gußstück durch Ausdehnung der Rohre 15, 16 angehoben wird, so dreht der Ring 35 in der Uhrzeigerrichtung, und wenn infolge der Zusammenziehimg der Rohre eine geringe Senkung des Gußstückes stattfindet, so verdreht er sich in der anderen Richtung. Diese Verdrehung und Verschiebung des Gußstückes wird durch die Ausbildung der Schlitze 44', 51 möglich und besonders auch infolge der Nachgiebigkeit der Umfassungswand 37 der Ausdehnungskammer. Letztere gestattet namentlich der Endplatte 39 dieser Kammer, der Winkeleinstellung der Stange 43 zu folgen. Im Gebrauch der Vorrichtung hat sich gezeigt, daß die Höchstausdehnung und Zusammenziehung der Rohre 15, 16 5 mm niemals übersteigt, doch hängt natürlich diese Formveränderung von den Temperaturbedingungen und der Größe der ganzen Anlage ab.

Beim Gebrauch der Vorrichtung wird Dampf durch die Leitung 14 und Rohr 15 dem Innern 19 des Gußstückes 18 zugeführt und tritt in die Zylinder 8 ein, um diese Zylinder zu erwärmen. Die Zylinder werden' dabei gedreht und die Papierbahn, die auf diesen Zylindern ihre Führung erhält, wird dadurch getrocknet. Um nun den gewünschten Ausgleich an dem Guß-' stück 18 herbeizuführen, ist die wirksame Fläche der ausdehnbaren Kammer 36 gleich oder etwas größer als die wirksame Fläche der Kammer 19. Der Dampfdruck gegen die Endplatte 39 der ausdehnbaren Kammer 36 wird durch das Joch aufgenommen und wird also durch dieses Joch auf den Flansch 26 der Zapfenanordnung übertragen. Dieser Druck auf den Flansch 26 wird aber nunmehr durch einen Dampfdruck ausgeglichen, der in der entgegengesetzten Richtung wirkt; denn in dem Ring32 ist an jener Endfläche, die mit der Fläche 34 des Flansches 26 go in Berührung steht, eine besondere Ringkammer 54 angeordnet, und diese Ringkammer steht durch einen oder mehrere Kanäle 55 nut dem Innern der Abdichtungsanordnung in Verbindung. Die wirksame Fläche der Ringkammer 54 ist im wesentlichen gleich der Querschnittsfläche der Kammer 19. Man hat deshalb die Bedingung, daß die Enddrücke in den Kammern 19, 36 und'54, die parallel zur Achse der ganzen Anordnung gerichtet sind, im wesentlichen gleich sind, so daß der Druck des Dampfes auf die Kammer 19 im allgemeinen als ausgeglichen betrachtet werden kann.

Nun würde bei einer vollständigen Ausgleichung des Dampfdruckes letzterer nicht mehr geeignet sein, die Reibungsflächen 23 und 25 in dichtem Abschluß zu erhalten. Ein Entweichen des Dampfes würde an diesen Flächen und auch an der Fläche 34 stattfinden. Um den dampfdichten Abschluß an diesen Flächen auf- no rechtzuerhalten, sind nun die Federn 48 angeordnet, die auf die Flächen 23, 25, 34 mit inem Druck wirken, der gerade groß genug ist, um die Flächen in dampfdichtem Anschluß zu sichern.

Bei dieser Anordnung wird also nur ein Mindestdruck zur Aufrechterhaltung des dampfdichten Abschlusses an den Lagerstellen notwendig, und dieser Druck ist ganz unabhängig von dem Dampfdruck, der schwanken kann. Reibung und Abnutzung werden so auf ein Mindestmaß herabgesetzt.

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Die Erfindung beabsichtigt aber auch, den gewünschten Druck an den Flächen 23, 25, 34 ohne Benutzung der Federn 48 aufrechtzuerhalten, indem durch den Dampf in der ausdehnbaren Kammer 36 ein.Überdruck ausgeübt wird. Die Querschnittsfiäche der Dampfkammer 36 ist dann nämlich etwas größer als die Querschnittsfiäche der Kammer 19. Es wird also durch den Druck in der Kammer 36 das Gußto stück 18 in Richtung gegen den Zapfen Mn gepreßt, und dieser Überdruck dient ebenfalls dazu, die Lagerflächen dampfdicht .zu erhalten.

Es ergibt sich aus dem Obigen, daß nach der Erfindung die Anordnung von festen Widerlagern an dem Dampfzufuhrende der Zylinder entbehrlich wird. Es werden nur jene Stützen gebraucht, die die Rohre 15, 16 in ihrer Lage mit Bezug auf das Gußstück 18 sichern. Ferner geht aus der Beschreibung hervor, daß nicht nur selbsttätig ein Druckausgleich herbeigeführt wird, sondern daß auch das Gußstück 18 und die Gesamtanordnung in der richtigen Achsdeckung mit Bezug auf den Zapfen des Zylinders erhalten wird. Die Paralleleinstellung der Gesamtanordnung mit Bezug auf den Zapfen wird durch das Joch stets aufrechterhalten. Sollte das Gußstück 18 etwas außer dieser Deckung geraten, so wird diese Verschiebung nur in der Senkrechten stattfinden. Die Nachgiebigkeit des Balges 37 macht eine solche Verschiebung des Gußstückes 18 in der Senkrechten möglich, falls sich die Rohre 15 und 16 ausdehnen oder zusammenziehen sollten. Während der Ver-Schiebung bleibt jedoch infolge der Ansätze 46, 49, 52 die Zusammenstellung in der richtigen Verbindung mit der Zugstange 42. Sie schwingt gewissermaßen um diese Zugstange, während der Ring 35 sich auf seiner ringförmigen Auflagerfläche etwas verdreht. Der Lagerring 24 mag sich dabei etwas in der Ebene der Fläche 25 mit Bezug auf den Flansch 26 verschieben.

Infolge der Ausdehnung oder Zusammenziehung der waagerecht verlaufenden Hauptleitungen 14, 17 kann wohl auch eine Beanspruchung zustande kommen, durch welche eine waagerechte Verschiebung des Gußstückes 18 eingeleitet würde, aber 'diese Verschiebung wirdausgeglichen, und es kann jedenfalls nur die Gesamtzusammenstellung um die Achse des Zapfens dabei etwas ausschwingen. . Wenn auch in der Beschreibung hauptsächlich auf die Anwendung der Erfindung auf Trockenzylinder einer Papiermaschine Bezug genommen ist, so ist doch wohl zu ersehen, daß sich der Gegenstand auch auf andere Anlagen anwenden läßt. Auch ist nicht unbedingt notwendig, daß das Druckmittel Dampf sei. Irgend ein Druckmittel, flüssig oder gasförmig, dessen Temperatur und Druck schwankt, kann benutzt werden.

Claims (4)

1. Patentansprüche: i. Vorrichtung zur druckdichten Verbindung einer sich drehenden Rohrleitung und einer feststehenden Rohrleitung, bei welcher die feststehende Rohrleitung sich gegen ein feststehendes Widerlager nachgiebig abstützt und axial gegen die sich drehende Rohrleitung gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als feststehendes Widerlager ein Ring (35) dient, der unter Einschaltung eines losen Lagerringes (32) gegen die Rückseite eines an der sich drehenden Rohrleitung (9, 28) sitzenden Flansches (26) anliegt und mittels Zugstangen (42, 43) mit einer am äußeren Ende der feststehenden Rohrleitung (18) angeordneten, an sich bekannten ausdehnbaren Kammer (36) verbunden ist, in der der Leitungsdruck herrscht, der zusammen mit zusätzlicher Federkraft (48) die feststehende Rohrleitung (18) in dichter Verbindung mit der sich drehenden Rohrleitung (9, 28) hält.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einer aus einem Wellrohr bestehenden nachgiebigen "Kammer, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende des Wellrohres (37) an einer das äußere Ende der feststehenden Rohrleitung (18) abschließenden Wand (38) befestigt und das andere Ende des Wellrohres (37) durch eine Platte (39) verschlossen ist, an der die Zugstangen (42, 43) verankert sind, die auch durch Ansätze (49) der Abschlußwand (38) lose hindurchgehen, und daß Druckfedern (48) zwischen den An-Sätzen (49) und der äußeren Platte (39) eingespannt sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehende Rohrleitung (18) außerdem am anderen Ende einen seitlichen Ansatz (52) trägt, den eine der Zugstangen gleichfalls durchdringt und daß die Ansätze (49) zum Durchtritt der Zugstangen (42, 43) senkrechte Schlitze (53, 51) aufweisen, während beide Zugstangen (42, 43) an den Verankerungsstellen mit dem Widerlagerring (35) und der beweglichen Abschlußplatte (39) derart allbeweglich gelagert sind, daß sie eine Winkeleinstellung zur Hohlzapfenlängsachse einnehmen können, um eine Verkippung der feststehenden Rohrleitung (18) gegenüber dem Widerlagerring (35) zu gestatten.

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4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Widerlagerring (35) und dem Flansch (26) der sich drehenden Rohrleitung (9, 28) angeordnete lose Lagerring (32) auf der dem Flansch (26) zugekehrten Seite mit einer Kammer (54) ausgerüstet ist, die mit dem Innern der feststehenden Rohrleitung (18) in Verbindung steht.

   5- Vorrichtung nach Anspruch ι und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Rohrleitung (-18), der Druckmittelkammer (54) im Lagerring (32) sowie der nachgiebigen Kammer (36) im wesentlichen einander gleich sind, so daß auf die feststehende Rohrleitung (x8) durch das Druckmittel Beanspruchungen nach entgegengesetzten Richtungen ausgeübt werden, die sich nahezu ausgleichen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen