DE7902253U1 - Schaelsiphon - Google Patents

Description

P 3619 J.M. Voith GmbH

Kennwort: "Schälsiphon" Heidenheim

Schälsiphon

Die Erfindung betrifft einen Schälsiphon zum Entfernen von Flüssigkeit von einer sich relativ zu ihm bewegenden Wand, Insbesondere der Innenwand eines mit Dampf beheizten Trockenzylinders für Papiermaschinen, mit einer Flüssigkeitsableitung, deren Mundstück eine Einlaßöffnung und ein Schälmesser ■it einer der genannten Wand zugewandten Klingenaußenseite ' und einer dazu abgewandten Klingeninnenseite aufweist.

Außer für Trockenzylinder eignet sich der Siphon beispielsweise auch zum Abschälen der Flüssigkeit bei Zentrifugen.

Ein Siphon dieser Art ist beispielsweise aus der Zeitschrift "Das Papier", Seite 6o4, Heft 10a/1960, Jahrgang 14, Darmstadt, Oktober i960, bekannt.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Beunruhigung und ungleiche Verteilung der Flüssigkeitsschicht, von der Flüssigkeit entzogen werden soll, durch den eintauchenden Siphon zu vermeiden. Gleichzeitig soll der Siphon eine gute Flüssigkeit-Abzugsleistung haben und Flüssigkeitsschichten nahezu bis auf den Flüssigkeitsgrund abziehen können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß mindestens eine Strömungsberuhigungs-Öffnung stromabwärts der Klingenvorderkante des Schälmessers innerhalb des vom Schälmesser strömungsmäßig beeinflußbaren, zwischen dem Siphon und der Flüssigkeit gelegenen Bereiches derart vorgesehen ist, daß sie ein Spritzen und Nachlaufen der Flüssigkeit in diesem Bereich mindert.

Umfangreiche Versuche zeigten, daß eine solche Beruhigungsöffnung ein Spritzen und einen dem Siphon nachlaufenden Flüssigkeitsschweif stark mindert. Aus dem genannten Bereich zwischen Siphon und Flüssigkeit kann Gas bzw. Dampf und gegebenenfalls auch etwas Flüssigkeit durch die Beruhigungsöffnung in den Siphon eintreten. Dies wird durch die im Siphon herrschende Saugwirkung unterstützt. Gleichzeitig wird ein Spritzen durch den in die Flüssigkeit eintauchenden Siphon stark gemindert xind teilweise ganz vermieden. Diese Wirkung beruht ebenfalls auf den durch die Beruhigungsöffnung gegebenen Druckverhältnissen.

Es sollte möglichst die ganze Siphonbreite erfaßt werden. Aus diesem Grunde sollte sich auch die Strömungsberuhigungs-Öffnung möglichst über die gesamte Siphonbreite bzw. die gesamte Länge des Schälmessers erstrecken. Dabei verläuft die öffnung vorzugsweise parallel zur und nahe bei der Klingenvorderkante in Form eines Schlitzes. Anstelle eines durchgehenden Schlitzes können auch mehrere aufeinanderfolgend angeordnete Einzelschlitze vorgesehen sein.

Die Versuche zeigten dann die besten Ergebnisse, wenn die Klingeninnenseite mit dem Flüssigkeitsspiegel einen sich in Flüssigkeitsbewegungsrichtung öffnenden Winkel zwischen 25° \ond 35° einschließt. Am besten war das Ergebnis bei einem Winkel von ungefähr 30°. Bei Anwendung in Trockenzylindern für Papiermaschinen hat der Flüssigkeitsspiegel die Form eines Zylindermantels. In diesem Falle bezieht sich der genannte Winkel einerseits auf eine Tangente des Flüssigkeitsspiegels im Bereich des Schälmessers und andererseits auf die Klingeninnenseite.

Vorteilhaft ist es weiter, wenn gemäß der Erfindung eine sich stromabwärts an die Strömungsberuhigungs-Öffnung anschließende Endwand des Siphons mit dem Flüssigkeitsspiegel, bzw. mit dessen Tangente im Bereich des Schälmessers, einen sich in Flüssigkeitsbewegungsrichtung öffnenden Winkel einschließt; dieser kann auch kleiner als der genannte Winkel der Klingeninnenseite sein.

Ferner kann ein Spritzen dadurch reduziert werden, daß die dem Schälmesser benachbarten Seitenwände der Mundstückseinlaßöffnung an den stromaufwärtigen Enden spitzwinkelige Kanten und von diesen in die Einlaßöffnung führende innere Leitflächen sowie im wesentlichen in Strömungsrichtung verlaufende äußere Leitflächen haben.

Gleichzeitig mit den vorgenannten Merkmalen oder unabhängig von diesen beinhaltet die Erfindung auch, daß die Klingenaußerseite eine sich von der Klingenvorderkante stromabwärts bis zu einer Strömungsabrißkante im wesentlichen parallel zum Flüssigkeitsspiegel» bzw. zu dessen Tangente im Bereich des Schälmessers, erstreckende Führungsfläche aufweist. Dieses Merkmal ist bereits für sich allein so wirksam, daß auch ohne die anderen vorgenannten Merkmale eine Beunruhigung oder Verungleichmäßigung und Spritzen der abzuschälenden Flüssigkeit stark gemindert wird. Eine optimale Wirkung ergibt sich selbstverständ-

lieh dann, wenn sowohl diese parallele Pührungsfläche als auch die eingangs genannte Strömung-sberuhigungs-öffnung vorgesehen ist.

Bei den Versuchen hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß die Führungsfläche in Flüssigkeitsströmungsrichtung eine Länge zwischen 1,0 mm und 3.» 5 mm hat. Eine besonders zweckmäßige Länge ist 2,5 nim.

Gemäß der Erfindung kann der lichte Innenquerschnitt des Mundstücks an seinem die Einlaßöffnung und das Schälmesser aufweisenden Ende größer sein als der Innenquerschnitt des stromabwärts folgenden Abschnittes der Flüssigkeitsableitung. Dabei entweicht beispielsweise bei einem mit Dampf beheizten Trockenzylinder weniger Dampf bei gleicher Menge an abgeführter Flüssigkeit.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Darin zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen mit Dampf beheizbaren Trockenzylinder einer Papiermaschine mit einem Schälsiphon nach der Erfindung,

Fig. 2 das Schälsiphon von Fig. 1 im Schnitt längs der Ebene II-II in Fig. J5,

Fig. j5 einen Querschnitt längs der Ebene III-III von Fig. 2,

Fig. 4 einen Axialschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Schälsiphons nach der Erfindung, und

Fig. 5 eine Einzelheit von Fig. 4 im Schnitt längs der Ebene V-V.

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Fig. 1 zeigt im Querschnitt den Mantel 1 eines Trockenzylinders für Papiermaschinen, der dadurch beheizt werden kann, daß in sein Inneres heißer Dampf eingeleitet wird. An der Innenfläche 2 der Zylinderwand 1 kondensiert Dampf. Dadurch bildet sich um die gesamte Innenfläche 2 ein Wasserfilm. Dieser muß bis auf eine gewisse Dicke entfernt werden, weil er die Wärmeübertragung vom Zylinderinneren zum Zylinderäußeren behindert. Dazu dienen Schälsiphons 3* von denen in Fig. 1 eines dargestellt ist.

Die Figuren 2 und 3 zeigen scheraatisch im Schnitt eine Flüssigkeitsableitung 4 des Siphons 3· Das Mundstück 5 der Flüssigkeitsableitung 4 ist mit einer Einlaßöffnung 6 für Flüssigkeit versehen, die aus der Flüssigkeitsschicht 7 an der Fläche 2 des Zylindermantels 1 abgeschält wird. Das Abschälen der Flüssigkeit erfolgt mittels eines Schälmessers 8, das eine der Wand zugewandte Klingenaußenseite 9 und eine dazu abgewandte Klingeninnenseite 10 aufweist. Die Klingenaußenseite 9 ist mit einer sich von der Klingenvorderkante 11 stromabwärts bis zu einer Strömungsabrißkante 12 im wesentlichen paralle zum Flüssigkeitsspiegel 13, bzw. zu dessen Tangente 14 im Bereich des Schälmessers 8, erstreckenden Führungsfläche I5 vorgesehen. Mit "Strömungsrichtung" und "stromabwärts" sowie "stromaufwärts" ist jeweils die Bewegung der Flüssigkeit 7 mit Bezug auf den Schälsiphon gemeint. Meistens steht der Schälsiphon still und die Flüssigkeitsschicht 7 dreht sich zusammen mit dem Zylindermantel 1 um diesen Schälsiphon. Eine gleiche Wirkung würde ersielt, wenn die Flüssigkeitsschicht 7 stillstehen und sich der Schälsiphon relativ dazu bewegen würde.

Die Länge der Führungsfläche 15 in Flüssigkeits-Strömungsrichtung 16 beträgt vorzugsweise ungefähr 2,5 nun. Sie sollte im Bereich zwischen 1,0 mm und 3>5 rom liegen.

Zwischen dem Schälmesser 8 und einem in Strömungsrichtung 16 nachgeordneten Spritzblech 21 der Flüssigkeitsableitung 4 befindet sich eine über die gesamte Messerlänge quer zur Bewegungsrichtung der Flüssigkeit 7 verlaufende schlitzartige Öffnung 22 zur Strömungsberuhigung in dem zwischen Schälmesser 8 und Spritzblech 21 einerseits und Flüssigkeit 7 andererseits gelegenen Bereich 23. Die Öffnung 22 befindet sich gemäß der Erfindung so nahe wie möglich bsi der Klingenvorderkante 11.

Die das Schälmesser 8 tragenden Seitenwände 25 und 26 der Mundstück -Einlaßöffnung 6 sind an ihren stromaufwärtigen Enden mit spitzwinkeligen Kanten 27 und 28 versehen, die durch in die Einlaßöffnung 8 führende innere Leitflächen 29 bzw. 30 und im wesentlichen in Ströraungsrichtung verlaufende äußere Leitflächen 31 bzw. 32 gebildet sind.

Der Winkel r£ ₃ den das Schälmesser 8 bzw. deren Klingeninnenseite 10 mit dem flüssigkeitsspiegel 13* bzw. mit dessen Tangente l4 im Bereich des Schälmessers 8, einschließt, sollte im Bereich zwischen 25° und 35° liegen und beträgt vorzugsweise ungefähr 30°.
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_f Der Winkel ß zwischen dem Spritzblech 21 und dem Flüssigkeitsspiegel 13* bzw. dessen Tangente 14 im Bereich des Schälmessers 8, ist kleiner oder gleich als der genannte Winkel zwischen der Schälmesserinnenseite 10 und dem Flüssigkeitsspiegel 13· Der β Winkel des Spritzbleches 21 zum Flüssigkeitsspiegel I3 liegt zwischen 10° und 30°, vorzugsweise bei ungefähr 20°.

Bei der weiteren Ausführungsform nach den Figuren 4 und 5 sind gleiche oder ähnliche Teile wie in den Figuren 1 bis 3 mit gleichen Bezugs zahlen versehen, soweit sie eine gleiche oder ähnliche Funktion haben. In Fig. 4 ist das Schälmesser 8 unter einem Winkel von 30° und das Spritzblech 21 unter einem Winkel von 20° mit Bezug auf den Flüssigkeitsspiegel I3, bzw. dessen Tangente 14 im Bereich dieser Teile 8 und 21 angeordnet. Das Mundstück 5 ist in Fig. 4 gegenüber dem sich anschließenden Abschnitt der Flüssigkeitsableitung 4 mit einem erweiterten Strö-

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mungsquerschnitt 25 versehen. Dadurch kann abgeschälte Flüssigkeit besser aufgenommen werden und der nachfolgende engere Ströungsquerschnitt in der Leitung 4 verhindert, daß aus dem Zylinder 1 zu viel Dampf über die Leitung 4 entweichen kann. Gemäß Fig. 5 verlaufen die beiden, die Kante 28 bildenden Leitflächen 30 und 32 unter einem Winkel /'von vorzugsweise 20 . Den gleichen Winkel schließen die nicht in Fig. 5, sondern nur in Fig. 3 ersichtlichen Leitflächen 29 und 31 zur Bildung der Kante 27 miteinander ein.

Das Schälmesser 8 schält die Fluss iglieitsschicht 7 so nahe wie möglich bei der Zylinderwand 1 ab. Die abgeschälte 'Flüssigkeit gelangt zusammen mit einströmendem Dampf über die Öffnung 6 in den Siphon. Durch die BeruhigungsÖffnung 22 strömt ebenfalls Dampf in den Siphon ein und ändert dadurch die Drücke und Dampfströme im Bereich 23, die sonst ein Spritzen und einen Nachlaufsog der Flüssigkeit zur Folge haben würden. Durch die zur Flüssigkeit 7 parallele Führungsfläche 15 und die Strömungsabrißkante 12 wird ebenfalls in starkem Maße ein Spritzen und ein Nachlaufsog der Flüssigkeit 7 verhindert. Das Spritzblech 21 verhindert ein Heraustropfen und Herausströmen von kondensierter Flüssigkeit aus dem Siphon. Zur Erhöhung der Saugwirkung im Siphon kann die Ableitung 4 in an sich bekannter Weise mit zusätzlichen Dampfeinlaßöffnungen 36 versehen sein.

Heidenheim, den 25.01.1979
EVe/Srö

Claims (7)

ρ ^g19 J.M. Voith GmbH Kennwort: "Schälsiphon" Heidenheim Ansprüche

1. Schälsiphon zum Entfernen von Flüssigkeit von einer sich relativ zu ihm bewegenden Wand, insbesondere der Innenwand eines mit Dampf beheizten Trockensylinders für Papiermaschinen, mit einer Flüssigkeitsableitung, deren Mundstück eine Einlaßöffnung und ein Schälmesser mit einer der genannten Wand zugewandten Klingenaußenseite und einer dazu abgewandten Klingeninnenseite aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Strömungsberuhigungs-Öffnung (22) stromabwärts der Klingenvorderkante (11) des Schälmessers (8", innerhalb des vom Schälmesser strömungsmäßig beeinflußbaren, zwxschen dem Siphon (3, ^, 5, 8, 21) und der Flüssigkeit (',") gelegenen Bereiches (23) derart vorgesehen ist, daß sie ein Spritzen und Nachlaufen dex"· Flüssigkeit in diesen Bereich mindert.

2. Schälsiphon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsberuhigungs-Öffnung (22) ein sich im wesentlichen parallel zur Klingenvorderkante erstreckender Schlitz ist.

3· Schälsiphon nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klingeninnenseite (10) mit dem Flüssigkeitsspiegel (13), bzw. mit dessen Tangente (14) im Bereich des Schälmessers (8), einen sich in Flussigkeitsbewegungsrichtung öffnenden Winkel zwischen 25° und 35°* vorzugsweise von ungefähr 30°, einschließt.

4. Schälsiphon nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine sich stromabwärts an die Strömungsberuhigungs-Öffnung (22) anschließende Endwand (21) mit dem Flüssigkeitsspiegel (13)., bzw, mit dessen Tangente (14) im Bereich des Schälmessers (8), einen sich in Flüssigkeitsbewegungsrichtung öffnenden Winkel einschließt, der kleiner ist als der genannte Winkel zwischen der Klingeninnenseite (10) und dem Flüssigkeitsspiegel (13) bzw. dessen Tangente (14).

5. Schälsiphon nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Schälmesser (8) benachbarten Seitenwände der Mundstück-Einlaßöffnung (6) an den sr-romaufwärtigen Enden (25, 26) spitzwinkelige Kanten (27, 28) und von diesen in die Einlaßöffnung führende innere Leitflächen (29* 30) sowie im wesentlichen in Strömungsrichtung verlaufende äußere Leitflächen (3I, 32) haben.

6. Schälsiphon zum Entfernen von Flüssigkeit von einer sich relativ zu ihm bewegenden Wand, insbesondere der Innenwand eines mit Dampf beheizten Trockenzylinders für Papiermaschinen, mit einer Flüssigkeitsableitung, deren Mundstück eine Einlaßöffnung und ein Schälmesser mit einer der genannten Wand zugewandten Klingenaußenseite und einer dazu abgewandten Klingeninnenseite aufweist, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klingenaußenseite (9) eine sich von der Klingenvorderkante (11) stromabwärts bis zu einer Strömungsabrißkante (12) im wesentlichen parallel zum Flüssigkeitsspiegel (13)* bzw. zu dessen Tangente (14) im Bereich des Schälmessers (8), erstreckende Führungsfläche (If) aufweist.

7. Schälsiphon nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (I5) in Flüssigkeit-Stromungsrichtung eine Länge zwischen 1,5 mm und 3,5 mm hat, vorzugsweise 2,5 mm lang ist.

8, Schälsiphon nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Innenquerschnitt (25) des Mundstücks (5) an seinem die Einlaßöffnung (6) und das Schälmesser (8) aufweisenden Ende größer ist als der Innenquerschnitt des stromabwärts folgenden Abschnittes der Flüssigkeitsableitung (A).

Heidenheim, den 25-01.1979
EVe/Srö