DE9110093U1 - Suction or blowing roller for sucking or blowing a moving web, especially for the paper industry - Google Patents
Suction or blowing roller for sucking or blowing a moving web, especially for the paper industryInfo
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Description
Anwaltsakte: P 4825
J. M. Voith GmbH
D-7920 HeidenheimAttorney file: P 4825
JM Voith GmbH
D-7920 Heidenheim
Kennwort: "Kastenprofil"Password: "Box profile"
Saug- oder Blaswalze zum Besaugen bzw. zum Beblasen einer laufenden Bahn, insbesondere für die PapierindustrieSuction or blowing roller for sucking or blowing a moving web, especially for the paper industry
Die Erfindung betrifft eine Saug- oder Blaswalze gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a suction or blowing roller according to the preamble of claim 1.
Solche Walzen sind aus der Literatur als "Kastensaugwalzen" oder "Zellensaugwalzen" bzw. Blaswalzen bekannt. Bei den Walzenkonstruktionen ist ein gelochter Walzenmantel gemeinsam.Such rollers are known from the literature as "box suction rollers" or "cell suction rollers" or blowing rollers. The roller designs have a perforated roller shell in common.
(1) GB 959 560(1) GB 959 560
(2) DE 1 461 182(2) DE 1 461 182
Beiden Walzenbauarten gemeinsam sind auch hohe Herstellkosten. Es gibt auch eine Blaswalzenkonstruktion, bei der Hochkantstege auf einem Walzenkörper befestigt sind, die in ihren Zwischenräumen "Zellen" bilden, die stirnseitig besaugt bzw. beblasen werden.Both types of rollers also have high manufacturing costs in common. There is also a blowing roller design in which vertical webs are attached to a roller body, which form "cells" in the spaces between them, which are sucked or blown onto the front side.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walze gemäß dem Oberbegriff in Anspruch 1 durch besondere Ausgestaltung zu verbessern und zu verbilligen, und sie insbesondere auch für den Bereich der Naßpartie eine Papiermaschine anwendbar zu machen, wo sie korrosionsfest sein muß.The invention is based on the object of improving and reducing the cost of a roller according to the preamble in claim 1 by means of a special design, and of making it particularly applicable to the wet end of a paper machine, where it must be corrosion-resistant.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Demnach besteht eine erfindungsgemäß Walze im wesentlichen aus einem rohrförmigen Walzenkörper aus normalem Baustahl, sowie aus im wesentlichen axialen Kastenprofilen, z.B. Vierkantrohre aus Blech. Die Kastenprofile werden in einer Anzahl von ca. 30 bis 200 Stück auf den Umfang des Walzenkörpers aufgebracht, und zwar im allgemeinen aufgeschweißt: This object is achieved by the characterizing features of claim 1. Accordingly, a roller according to the invention consists essentially of a tubular roller body made of normal structural steel, as well as essentially axial box profiles, e.g. square tubes made of sheet metal. The box profiles are applied in a number of approx. 30 to 200 pieces to the circumference of the roller body, generally welded on:
Bei entsprechender Gestaltung und Fertigung läßt sich der aus Baustahl bestehende Walzenkörper an seinem Umfang hermetisch gegen aggresive Flüssigkeiten, wie die Abwässer einer Naßpartie, abdichten. Demgemäß brauchen lediglich die Kastenprofile aus rostfreiem Material zu bestehen.With appropriate design and manufacture, the roller body made of structural steel can be hermetically sealed around its circumference against aggressive liquids, such as the waste water from a wet section. Accordingly, only the box profiles need to be made of rust-proof material.
Die Kastenprofile sind im Handel erhältich, oder aus Blechstreifen formbar. Sie können eine im Querschnitt rechteckige oder guadratische Form haben. Abwandlungen sind ebenfalls möglich. Auch läßt sich eine Querschnittsform, die von Haus aus rechteckig ist, geringfügig aufbiegen, so daß die beiden zunächst zueinander parallelen Schenkel des Kastenprofiles einen geringen Winkel miteinander bilden, damit die Schenkel in aufgebrachtem, d.h. fertig eingebautem Zustand jeweils in Radialebenen liegen.The box profiles are commercially available or can be formed from sheet metal strips. They can have a rectangular or square cross-section. Variations are also possible. A cross-section that is initially rectangular can also be bent slightly so that the two initially parallel legs of the box profile form a small angle with each other so that the legs lie in radial planes when applied, i.e. fully installed.
Es gibt zahlreiche interessante Ausgestaltungen des Grundgedankens der Erfindung.There are numerous interesting developments of the basic idea of the invention.
Ein solcher Gedanke sieht vor, daß die Verschweißung zwischen Walzenrohr und Kastenprofil durch Punktschweißung erfolgt, wobei der Schweißpunkt am Boden des Kastenprofils ungefähr gegenüber einer Luftdurchlaßoffnung sitzt, durch die die Schweißelektrode eingeführt wird (Loch oder Schlitz).One such idea is that the welding between the roller tube and the box profile is carried out by spot welding, where the welding point is located on the bottom of the box profile approximately opposite an air passage opening through which the welding electrode is inserted (hole or slot).
Nach einem dritten Gedanken sind die Kastenprofile an der Walzenperipherie durchgehend über die Walzenlänge geschlitzt. Dies hat unter anderem den Vorteil, daß Wärmespannungen in Umfangsrichtung zwischen benachbarten Profilen und auch auf die Schweißverbindung zwischen Walzenkörper und Kastenprofilen minimiert werden.According to a third idea, the box profiles are slotted on the roller periphery over the entire length of the roller. This has the advantage, among other things, that thermal stresses in the circumferential direction between adjacent profiles and also on the welded joint between the roller body and the box profiles are minimized.
Außerdem läßt sich die Dicke der Kastenprofile durch diese Maßnahme in Umfangsrichtung leicht verändern, so daß kleine eventuelle Teilungsfehler ausgeglichen werden können.In addition, the thickness of the box profiles can be easily changed in the circumferential direction by this measure, so that small possible pitch errors can be compensated.
Z.B. kann man die Profile zunächst mit einem kleinen Spalt zueinander montieren und diesen Spalt vor dem Verschweißen benachbarter Profile mit Hilfe von in die Schlitze der Kastenprofile eingetriebenen Keilen schließen.For example, the profiles can initially be mounted with a small gap between them and this gap can be closed using wedges driven into the slots of the box profiles before welding adjacent profiles.
Die radial verlaufenden Stege der Kastenprofile erhalten durch die Verschweißung an der Walzenperipherie zwar schon eine erhöhte Steifigkeit, diese wird jedoch noch weiter vergrößert durch eine trapezförmige Form der Kastenprofile in der Weise, daß die Basis des Trapezes, die mit dem Walzenkörper verschweißt wird, um ein geringes Maß kürzer gewählt wird als für die Parallelität benachbarter Radialstege notwendig wäre. Dadurch entsteht eine "Dreiecksversteifung11 zwischen benachbarten Profilen und dem Walzenrohr.The radially extending webs of the box profiles are already given increased rigidity by welding them to the roller periphery, but this is increased even further by a trapezoidal shape of the box profiles in such a way that the base of the trapezoid, which is welded to the roller body, is chosen to be slightly shorter than would be necessary for the parallelism of adjacent radial webs. This creates a "triangular stiffener 11" between adjacent profiles and the roller tube.
Weiterhin kann man die Kastenprofile an ihrer Basis mit einer zum Walzenradius mindestens annähernd konformen Krümmung ausführen .Furthermore, the box profiles can be designed with a curvature at their base that is at least approximately conformal to the roller radius.
Die Schweißpunkte könnten in der Mitte der Basis der Kastenprofile liegen. Zur Steigerung der Steifigkeit können die Schweißpunkte aber auch in zwei Reihen nahe den Radialstegen angeordnet sein. Dabei muß die Öffnung für die Elektrode demThe welding points could be in the middle of the base of the box profiles. To increase the rigidity, the welding points can also be arranged in two rows near the radial webs. The opening for the electrode must be
Schweißpunkt nicht unbedingt gegenüberliegen; es kann z.B. eine durch einen Mittelschlitz eingeführte gekröpfte Elektrode benutzt werden.The welding point does not necessarily have to be opposite each other; for example, a cranked electrode inserted through a central slot can be used.
Zickzackschlitz oder Löcher gegenüber den Schweißpunkten in den Kastenprofilen sind die Alternativen.Zigzag slots or holes opposite the welding points in the box profiles are the alternatives.
Weil sich eine Druckänderung ungefähr mit Schallgeschwindigkeit fortpflanzt bei kleiner volumetrischer Förderung, was im niedrigen Druckbereich, für den diese Walzen vorgesehen sind, in erster Näherung gilt, ist es weiterhin vorteilhaft, die Kastenprofile von der besaugten Stirnseite weg in einen Winkel o£ zu neigen. (An der Stirnseite besaugbarer Abschnitt läuft nach).Because a pressure change propagates at approximately the speed of sound with a small volumetric conveyance, which applies to a first approximation in the low pressure range for which these rollers are designed, it is also advantageous to incline the box profiles at an angle o£ away from the front side being vacuumed. (The section that can be vacuumed on the front side runs behind).
Dabei ist sinOCv/c, wobei &ngr; die Umfangsgeschwindigkeit der Walze und c die Schallgeschwindigkeit ist.Here, sinOCv/c, where v is the peripheral speed of the roller and c is the speed of sound.
Beispiel: &ngr; = 25 m/sec ; c = 330 m/secExample: v = 25 m/sec ; c = 330 m/sec
gibt sinOC= 25/330 = 0,075 > OC = 4,3°gives sinOC= 25/330 = 0.075 > OC = 4.3°
Mit dieser Maßnahme wird erreicht, daß auch bei hohen Maschinengeschwindigkeiten Beginn und Ende der Differenzdruckwirkung über die Maschinenbreite ungefähr auf derselben achsparallelen Mantellinie stattfinden.This measure ensures that even at high machine speeds, the beginning and end of the differential pressure effect across the machine width occur approximately on the same axially parallel surface line.
Es kann außerdem vorgesehen werden, die Kanäle bei breiten Maschinen von beiden Seiten zu besaugen.It can also be planned to vacuum the channels from both sides on wide machines.
Die Walzenenden ragen ja über die Papierbreite hinaus. Dort sind die Kastenprofile radial nach außen dicht verschlossen.The ends of the rollers extend beyond the width of the paper. The box profiles are sealed radially outwards.
Die Kastenprofile können an den Walzenenden in Endkräne münden, in denen sie radial von innen gekröpft sind z.B. um jeweils 90°, wobei die Besaugung durch einen stationären Saugkasten radial innerhalb der Endkränze erfolgt.The box profiles can end in end cranes at the roller ends, in which they are bent radially from the inside, e.g. by 90° each, with suction being provided by a stationary suction box radially inside the end cranes.
Es kann auch eine Z-förmige Doppelkröpfung der Absaugkanäle vorgesehen werden, mit axialer Absaugung durch Öffnungen, die sich auf einem kleineren Radius befinden als die Kastenprofile. Dadurch wird eine genügend breite radiale Dichtfläche zwischen Walzenumfang und Absaugöffnungen geschaffen.A Z-shaped double crank of the suction channels can also be provided, with axial suction through openings that are located on a smaller radius than the box profiles. This creates a sufficiently wide radial sealing surface between the roller circumference and the suction openings.
Für Einsatzfälle, bei denen hauptsächlich die Bahnränder angesaugt (oder abgeblasen) werden sollen, genügt es bei breiten Maschinen meist, die Dichte (= % offene Fläche) der peripheren Luftdurchtrittsöffnungen am Umfang gleich groß zu machen und die Kastenprofile von beiden Enden zu besaugen; nur in besonderen Fällen wird die Dichte (= % offene Fläche) der Durchtrittsöffnungen zu den Walzenenden erhöht.For applications where the web edges are primarily to be sucked in (or blown off), it is usually sufficient for wide machines to make the density (= % open area) of the peripheral air passage openings the same around the circumference and to suck in the box profiles from both ends; only in special cases is the density (= % open area) of the passage openings increased towards the roller ends.
Soll jedoch die Saug- oder Blaswirkung über die Breite etwa gleich groß sein, dann wird die Dichte (= % offene Fläche) der Luftdurchtrittsöffnungen von den Rändern zur Mitte hin vergrößert, z.B. die Spaltweise eines durchgehenden Schlitzes erweitert.However, if the suction or blowing effect is to be approximately the same across the width, then the density (= % open area) of the air passage openings is increased from the edges to the center, e.g. the gap width of a continuous slot is expanded.
Soll die Besaugung bzw. Beblasung möglichst gleichmäßig auf die Fläche des Umschlingungsbereiches bzw. besaugten Bereiches verteilt werden, können zusätzlich (seichte) Umfangsnuten in die Peripherie der Walze eingedreht werden.If the suction or blowing is to be distributed as evenly as possible over the area of the wrapping area or the suctioned area, additional (shallow) circumferential grooves can be turned into the periphery of the roller.
Wenn nur eine Beeinflussung der Randbereiche der Bahn vorgesehen ist, können die Kastenprofile nur an beiden Enden der Walze angebracht werden. Der Zwischenraum kann z.B. mit faserverstärktem Kunststoff gefüllt werden.If only the edge areas of the web are to be influenced, the box profiles can only be attached to both ends of the roller. The space between them can be filled with fiber-reinforced plastic, for example.
Die Erfindung ist anhand der Figuren 1-5 näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to Figures 1-5.
Figur 1 zeigt ein Segment aus einem Querschnitt einer erfindungsgemäßen Walze.Figure 1 shows a segment of a cross section of a roller according to the invention.
Figur 2 zeigt ebenfalls ein Segment in einer modifizierten Anordnung.Figure 2 also shows a segment in a modified arrangement.
10 093.10 093.
Figur 3 zeigt eine Walze in Seiten-Ansicht.Figure 3 shows a roller in side view.
Figur 4 ist ein Detail einer Ausbildungsform der stirnseitigen Luftzu- bzw. abführung.Figure 4 is a detail of a design of the front-side air supply and exhaust.
Figur 5 ist eine Alternative zu 4, wobei die wirksame Breite auf die Walzenenden begrenzt ist.Figure 5 is an alternative to 4, where the effective width is limited to the roll ends.
In Figur 1 sieht man einen rohrförmigen Walzenmantel 2, auf den aneinanderschließende Kastenprofile 3 über den Umfang in vorwiegend axialer Erstreckung aufgeschweißt sind und zwar mittels der Schweißpunkte 4. An der Peripherie 5 der Walze sind Luftdurchtrittslöcher 6 vorhanden. Die Profile 3 sind untereinander durch Nähte 7 verschweißt. Figure 1 shows a tubular roller shell 2 onto which box profiles 3 are welded around the circumference in a predominantly axial extension by means of welding points 4. Air passage holes 6 are provided on the periphery 5 of the roller. The profiles 3 are welded to one another by means of seams 7.
In Figur 2 sind Kastenprofile 8 wiederum durch mittige Schweißpunkte 9 oder außermittige Schweißpunkte 10 mit dem Walzenkörper 2 verschweißt. Die gezeigten Schweißpunkte sind nur eine von verschiedenen möglichen Verbindungsarten. Mindestens über einen Teil ihrer Länge haben die Profile an der Walzenperipherie Schlitze 11. In Figure 2, box profiles 8 are again welded to the roller body 2 by means of central welding points 9 or eccentric welding points 10. The welding points shown are only one of various possible types of connection. The profiles have slots 11 on the roller periphery over at least part of their length.
Die Form der Kastenprofile 8 ist so gewählt, daß zwischen benachbarten Profilen 8 ein Dreieckraum 12 entsteht. Benachbarte Profile 8 sind durch Längsnähte 13 verschweißt.The shape of the box profiles 8 is selected so that a triangular space 12 is created between adjacent profiles 8. Adjacent profiles 8 are welded by longitudinal seams 13.
In Figur 3 ist eine erfindungsgemäße Walze in der Ansicht zu sehen. Sie weist einen von den Kastenprofilen 14 verdeckten Walzenköprer 2 mit Endzapfen 15 auf, die in Lagern 16 laufen. Figure 3 shows a roller according to the invention in elevation. It has a roller body 2 covered by the box profiles 14 with end pins 15 which run in bearings 16.
Über festehende Anschlußköpfe 17 (Druck- oder Saugstutzen) ist das Innere der Kastenprofile mit einer an den Ventilator angeschlossenen Leitung 18 verbunden. Die Walze rotiertThe inside of the box profiles is connected to a line 18 connected to the fan via fixed connection heads 17 (pressure or suction nozzles). The roller rotates
mit der dem Betrachter zugewandten Seite von unten nach oben. In dieser Richtung sind die Kastenprofile gegenüber einer Mantellinie um den Winkel <£ zur Mitte hin geneigt.with the side facing the viewer from bottom to top. In this direction, the box profiles are inclined relative to a generatrix by an angle <£ towards the center.
Die Länge der Walze beträgt L0.The length of the roller is L 0 .
Die luftdurchlässige Länge beträgt Li.The air-permeable length is Li.
Wenn nur die Enden der über die Walze 1 laufende Bespannung und Papierbahn beeinflußt werden soll, kann die besaugte Breite zur Mitte hin mit L2 begrenzt werden.If only the ends of the clothing and paper web running over roller 1 are to be influenced, the suctioned width can be limited towards the middle with L2.
Bild 4 zeigt den Endbereich einer Walze 21 mit Walzenkörper 22 und auf diesen mit Schweißpunkten 23 aufgeschweißten Kastenprofilen 24 mit Luftdurchtrittsschlitz 25 und Abschlußplatten 26. Figure 4 shows the end section of a roller 21 with roller body 22 and box profiles 24 welded onto this with welding points 23 with air passage slot 25 and end plates 26.
Ein Lagerzapfen 27 ist mit dem Walzenrohr 22 verschweißt. Er ist in einer Lagerschale 28 oder alternativ in einem Wälzlager drehbar gelagert. Die Lagerung 28 (oder Wälzlager) sitzt in einem am Maschinengestell befestigten Lagerbock 29 und an diesem ist ebenfalls ein Absaugkopf (Luftzuführkopf) 30 befestigt, der durch einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz 31, der in seiner Länge dem zu besaugenden (beblasenden) Umfangssektor der Walze 21 angepaßt ist, die Kastenprofile besaugt (mit Druckluft versorgt). Der Luftdurchtritt erfolgt durch Löcher 32 im Walzenkörper.A bearing pin 27 is welded to the roller tube 22. It is rotatably mounted in a bearing shell 28 or alternatively in a roller bearing. The bearing 28 (or roller bearing) sits in a bearing block 29 attached to the machine frame and a suction head (air supply head) 30 is also attached to this, which suctions (supplies compressed air) the box profiles through a slot 31 running in the circumferential direction, the length of which is adapted to the circumferential sector of the roller 21 to be suctioned (blown). The air passes through holes 32 in the roller body.
Die über die Walze 21 laufende Bespannung 33 hat die Breite B, die Papierbahn die Breite P. Die Schlitzbreite L^ der Schlitze 25 liegt dazwischen.The covering 33 running over the roller 21 has the width B, the paper web has the width P. The slot width L^ of the slots 25 lies in between.
In Figur 5 ist eine Variante zur Figur 4 gezeigt, bei der auf einen Walzenkörper 42 mit Zapfen 43 Kastenprofile 44 mit Schweißpunkten 45 befestigt sind. An der Peripherie befinden sich Luftdurchtrittsschlitze 46. Durch einen Absaugring 47, Figure 5 shows a variant of Figure 4, in which box profiles 44 are attached to a roller body 42 with pins 43 with welding points 45. On the periphery there are air passage slots 46. Through a suction ring 47,
der stirnseitig mit Schrauben 48 am Zapfenflansch 49 befestigt ist, wird durch eine Vielzahl von Bohrungen 50 die leitende Verbindung zwischen Kastenprofilen 44 und Absaugkopf 51 hergestellt.which is attached to the pin flange 49 on the front side with screws 48, the conductive connection between box profiles 44 and suction head 51 is established through a large number of holes 50.
Die Kastenprofile 44 sind nur für Randbesaugung vorgesehen, der Mittelteil der Walze ist durch einen Ring aus anderem Material 52, z.B. GFK, auf dem Walzenkörper 42 gebildet.The box profiles 44 are only intended for edge suction, the middle part of the roller is formed by a ring made of another material 52, e.g. GRP, on the roller body 42.
An jedem Walzenende wird nur eine Breite vonAt each end of the roll, only a width of
L1 - L2 L1 - L2
besaugt.vacuumed.
Heidenheim, 16.07.91 1372T/57-64 DrW/DelHeidenheim, 16.07.91 1372T/57-64 DrW/Del
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| WO1996006221A2 (en) * | 1994-08-22 | 1996-02-29 | Beloit Technologies, Inc. | A pulp slurry-handling press roll, and twin roll and single roll slurry-handling presses |
| WO1996006221A3 (en) * | 1994-08-22 | 1996-04-11 | Ingersoll Rand Co | A pulp slurry-handling press roll, and twin roll and single roll slurry-handling presses |
| US5667642A (en) * | 1994-08-22 | 1997-09-16 | Beloit Technologies, Inc. | Pulp slurry-handling press roll and twin and single roll slurry handling presses |
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