EP1081277A2 - Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Materialbahn - Google Patents

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EP1081277A2
EP1081277A2 EP00111355A EP00111355A EP1081277A2 EP 1081277 A2 EP1081277 A2 EP 1081277A2 EP 00111355 A EP00111355 A EP 00111355A EP 00111355 A EP00111355 A EP 00111355A EP 1081277 A2 EP1081277 A2 EP 1081277A2
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EP
European Patent Office
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hood
sealing
machine according
web
overpressure
Prior art date
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EP00111355A
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English (en)
French (fr)
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EP1081277A3 (de
EP1081277B1 (de
Inventor
Günter Dr. Halmschlager
Walter Dr. Holzer
Manfred Gloser
Peter Haslinger
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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Publication date
Application filed by Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
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Publication of EP1081277A3 publication Critical patent/EP1081277A3/de
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/02—Drying on cylinders
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • D21F5/004—Drying webs by contact with heated surfaces or materials
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
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    • D21F5/04—Drying on cylinders on two or more drying cylinders
    • D21F5/042—Drying on cylinders on two or more drying cylinders in combination with suction or blowing devices
    • D21F5/044—Drying on cylinders on two or more drying cylinders in combination with suction or blowing devices using air hoods over the cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
    • F26B13/10—Arrangements for feeding, heating or supporting materials; Controlling movement, tension or position of materials
    • F26B13/14—Rollers, drums, cylinders; Arrangement of drives, supports, bearings, cleaning
    • F26B13/18—Rollers, drums, cylinders; Arrangement of drives, supports, bearings, cleaning heated or cooled, e.g. from inside, the material being dried on the outside surface by conduction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
    • F26B13/24—Arrangements of devices using drying processes not involving heating
    • F26B13/26—Arrangements of devices using drying processes not involving heating using sorbent surfaces, e.g. bands or coverings on rollers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
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    • F26B13/24—Arrangements of devices using drying processes not involving heating
    • F26B13/28—Arrangements of devices using drying processes not involving heating for applying pressure; for brushing; for wiping

Definitions

  • the invention relates to a machine for manufacturing and / or treatment a material web, in particular paper or cardboard web, with at least a heatable unit, in particular a press roll, a Drying cylinders and / or the like on part of their outer circumference of the material web, at least one sieve and an outer one Sealing tape is wrapped around, and one with a heated unit pressurized liquid or gaseous medium Overpressure hood.
  • the aim of the invention is to make a machine of the type mentioned at the beginning create, in the simplest possible way on the one hand from the material web and the area occupied by the at least one sieve or felt reliable compared to the pressure chamber of the overpressure hood and on the other hand, this pressure chamber is reliably sealed to the outside.
  • the sealing tape is wider than the material web and the sieve and with its two lateral edge areas protrudes beyond this, so that its two Edge areas due to the prevailing in the pressure chamber of the pressure hood Sealing overpressure to the surface of the heatable unit be pressed, and / or that the pressure chamber of the pressure hood at both ends with a seal to the outside is sealed between an end wall of the fixed pressure hood and an in particular radial counter wall on the cylinder side is arranged.
  • the pressurized liquid or gaseous medium can it is in particular a cooling medium. Because the Temperature of the liquid or gaseous medium is lower than that Temperature on the outside of the web and screen wrapped part of the circumference of the heatable element, a high Liquid discharge from the material web can be achieved. It can be a or several sieves can be provided, in which case it is possible is that a screen located further out has a coarser structure than a sieve inside. In the case of multiple screens, you can these are separated from one another or at least partially with one another be connected. The sealing tape can be provided separately or with at least be connected to a sieve belt.
  • the material web and the strainer provided in an outer periphery of the heatable unit Well arranged is wider than this Depression and with its two lateral edge areas over this protrudes.
  • the height of the depression can be at least essentially equal to the total height of the material web and the sieve.
  • edges or side walls of the depression thanks to a heat-resistant, flexible and well-sealing material such as in particular Teflon, silicone or the like are coated.
  • a heat-resistant, flexible and well-sealing material such as in particular Teflon, silicone or the like are coated.
  • At least one respective side Edge area of the sealing tape opposite and covered by this Sealing pocket or chamber can be provided.
  • the sealing surface can be ensured. Occurs as a result of a coolant failure into a sealing pocket or chamber, this liquid will pass through the connection channel or holes in question, which can serve as an indicator of leakage.
  • the at least one counter wall on the cylinder side can expediently by a disk arranged at the respective end of the heatable unit be educated.
  • the sealing force can be achieved, for example, by the preload the pressure hood due to the internal pressure or also mechanically be applied. When generating the sealing force the overpressure hood is pressed against the pane, and the seal automatically receives a prestress corresponding to the pressure.
  • the preload is regulated when the internal pressure changes the poetry by itself.
  • At least one is on the cylinder side Counter wall by one in the area of a respective journal the heated unit provided shoulder and the respective Front wall of the overpressure hood up to the area of this bearing journal guided.
  • the seal can, for example, in the area of the bearing journal or be somewhere halfway there. Also in this The sealing force can fall again due to the pretensioning of the hood internal pressure or mechanically applied. Because the respective counter wall and the seal arranged in the region of the bearing journal are, the relative speed between rotating and fixed part less, which causes wear of the seal accordingly is reduced.
  • At least one end face of the heatable unit is advantageously included provided with a heat-resistant material, which the direct heat flow between the hot unit and the cold cooling medium minimizes.
  • At least one between an end wall of the fixed pressure hood and a cylinder side Opposite wall arranged seal between an end wall and the counter wall arranged resilient element is.
  • This can be, in particular, a mechanical element act, for example, at least one spring.
  • the pressure chamber of the overpressure hood can also be at least a non-contact seal such as a labyrinth seal or the like to be sealed to the outside.
  • the heatable unit can also be used as a shoe press replacement, for example very long nip length can be provided.
  • the material web 14 can in particular be a Trade paper or cardboard web.
  • the drying cylinder 10 is both from the material web 14 as well as from at least one sieve, in the present case Case two sieves 16, 18, and an outer sealing tape 20 wrapped around.
  • Das der Material web 14 adjacent screen 16 can have a finer structure than the screen 18 adjacent to the sealing tape 20.
  • the heatable, rotating Drying cylinder 10 with a pressurized liquid or gaseous Medium which is in particular a Coolant can act so that from the drying cylinder 10 to the sealing tape 20 a temperature gradient arises.
  • a pressurized liquid or gaseous Medium which is in particular a Coolant
  • the heatable, rotating Drying cylinder 10 with a pressurized liquid or gaseous Medium which is in particular a Coolant can act so that from the drying cylinder 10 to the sealing tape 20 a temperature gradient arises.
  • a pressure drop in the other Direction is generated and the material web accordingly with the outer belt is in contact.
  • Pressure chamber 22 of the overpressure hood 12 there is a pressure p before, which is greater than the ambient pressure or atmospheric pressure.
  • the sealing tape 20th is in each case wider than the material web 14 and the two screens 16, 18 and protrudes beyond it with its two lateral edge areas.
  • the two edge areas of the sealing tape 20 by the in the pressure chamber 22 of the overpressure hood prevailing overpressure p sealingly pressed against the surface of the drying cylinder 10.
  • the of the material web 14 and the two screens 16, 18 occupied area is thus made impermeable to liquids and / or gases Sealing tape 20 sealed.
  • the pressure chamber 22 of the overpressure hood 12 is on its two end faces each sealed by a seal 24 to the outside, which between the relevant end wall 12 'of the fixed pressure hood 12 and an in particular radial cylinder-side counter wall 26 in the area of the respective drying cylinder end is arranged.
  • the Material web 14 and the screens 16, 18 in one on the outer circumference of the Drying cylinder 10 provided recess 28 arranged.
  • the sealing tape 20 is wider than this recess 28, being with both lateral Border areas protrude beyond this. It has to be stiff enough so that it is not drawn into the recess.
  • the height of the depression 28 is preferably at least substantially equal to the total height of the material web 14 and the sieves 16, 18.
  • the depression receiving the material web 14 and the screens 167, 18 28 is consequently due to that with its edge regions on the drying cylinder 10 pressed sealing tape against the pressure chamber 22 of the pressure hood 12 sealed.
  • the two are on the cylinder side Counter walls 26 each by one in the area of a respective one Bearing pin 30 of the drying cylinder 10 provided shoulder formed.
  • the end walls 12 'of the pressure hood 12 are in the range of Bearing journal 30 guided.
  • the seals 24 are in the range of each Bearing pin 30 between the respective end wall 12 'and the relevant one Shoulder arranged.
  • the pressure chamber 22 of the pressure chamber is in these in FIGS. 1 to 3 illustrated embodiments laterally each up to the bearing journal 30 led. Due to the overpressure in the pressure chamber 22 of the overpressure hood 12 can thus the end walls 12 'against the cylinder side Counter walls 26 or shoulders are pressed, causing the seals 24 receive a prestress corresponding to this pressure. At The preload is regulated by a respective change in the internal pressure the seals 24 by themselves.
  • the between a respective end wall 12 'of the fixed pressure hood 12 and a respective counter wall 26 on the cylinder side Seals 24 also have a between the end wall 12 'and the counter wall 26 arranged, in particular mechanical, resilient element 32 be loaded with, for example, at least one spring 32 '.
  • the respective spring 32 ' can an axially displaceable stop 32 ′′ on the relevant seal 24 Act.
  • the resilient elements 32 are non-rotatable with the pressure hood 12 connected, i.e. they do not rotate with the drying cylinder 10.
  • the Seals 24 are thus between a rotating and a non-rotating Part arranged.
  • the two sealing pockets or chambers 34 are each over at least a channel 36 or at least one bore connected to the environment, so that they are under ambient or atmospheric pressure.
  • the Recess 28 also several sealing pockets or chambers 34 are provided his.
  • the respective three sealing pockets or chambers 34 is the axially outer one connected to the environment via at least one channel 36.
  • the two are on the cylinder side radial counter walls 26 each by one on the respective Drying cylinder end arranged disc formed.
  • the pressure p 1 in the depression 28 is higher than the ambient or atmospheric pressure, but lower than the pressure p 2 in the pressure chamber 22 of the pressure hood 12.
  • the end faces of the drying cylinder 10 with be provided with a heat-resistant material.
  • the material web 14, the Sieves 16, 18 and the sealing tape 20 also over one in the area in question be flat drying cylinder 10 without a recess. Also in in this case, the one taken up by the material web 14 and the screens 16, 18 Area through the sealing tape 20 opposite the pressure chamber 22 of the pressure hood 12 sealed by its protruding Edge areas against the excess pressure in the pressure chamber 22 the cylinder surface are pressed.
  • the edges or side walls the recess 28 by a heat-resistant, flexible and well sealing Material D such as in particular Teflon, silicone or the like coated.
  • the pressure chamber 22 of the overpressure hood 12 for example also by at least one non-contact seal such as in particular a labyrinth seal or the like sealed to the outside his.
  • the drying cylinder can also be equipped with an appropriate one heat-resistant, well-sealing material.
  • the same thing also applies to the sealing tape.
  • the one through the first Chamber penetrated liquid is through the or those concerned Channels are discharged, which serve as an indicator of a respective leak can.
  • the sealing of the Space between the hot cylinder and the material web clearly be improved.
  • the resulting steam pressure increases. Accordingly, a larger one Water quantity pushed out of the material web and the drying performance improved with the same heating output. Is the sealing of the Pressure chamber in the area of the bearing journal, this results in a lower relative speed between the rotating and stationary parts, whereby the wear of the seals is reduced accordingly.
  • the dryer section in question can be designed in this way, for example be as described in DE 197 23 163 A1.

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Abstract

Eine Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Materialbahn (14) wie insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn umfaßt wenigstens eine heizbare Einheit (10) wie insbesondere eine Preßwalze, einen Trockenzylinder und/oder dergleichen, die auf einem Teil ihres Außenumfangs von der Materialbahn (14), wenigstens einem Sieb (16, 18) und einem äußeren Dichtband (20) umschlungen ist, und eine die heizbare Einheit mit einem unter Druck stehenden flüssigen oder gasförmigen Medium beaufschlagende Überdruckhaube. Das Dichtband (20) ist breiter als die Materialbahn (14) und das Sieb (16, 18), wobei es mit seinen beiden seitlichen Randbereichen über diese hinausragt, so daß seine beiden Randbereiche durch den in der Druckkammer (22) der Überdruckhaube (12) vorherrschenden Überdruck dichtend an die Oberfläche der heizbaren Einheit (10) angepreßt werden. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, daß der Druckraum (22) der Überdruckhaube (12) an seinen beiden Stirnseiten jeweils durch eine Dichtung (24) nach außen abgedichtet ist, die zwischen einer Stirnwand (12') der feststehenden Überdruckhaube (12) und einer insbesondere radialen zylinderseitigen Gegenwand (26) angeordnet ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit wenigstens einer heizbaren Einheit wie insbesondere einer Preßwalze, einem Trockenzylinder und/oder dergleichen, die auf einem Teil ihres Außenumfangs von der Materialbahn, wenigstens einem Sieb und einem äußeren Dichtband umschlungen ist, und einer die heizbare Einheit mit einem unter Druck stehenden flüssigen oder gasförmigen Medium beaufschlagenden Überdruckhaube.
Es ist bekannt, die Trocknung von Materialbahnen auf Zylindern, zwischen zwei Stahlbändern (US 4 461 095) oder zwischen einem beheizten Zylinder und einem Stahlband oder Dichtband (DE 197 23 163 A1) vorzunehmen. Eine Trockenpartie der eingangs genannten Art ist in der DE 197 23 163 A1 beschrieben.
Während bei der Trocknung auf einem Zylinder keine Abdichtung erforderlich ist, muß bei der Trocknung zwischen einem beheizten Zylinder und einem von außen gekühlten Stahlband oder Dichtband das Eindringen des Kühlmediums in den Trockenraum zwischen dem Stahlband bzw. Dichtband vermieden werden. Zwischen dem beheizten Zylinder und dem Papier soll nämlich ein Dampfdruck entstehen, der noch nicht verdampftes Wasser aus dem Papier zur gekühlten Seite des Papiers in die Siebe hineinschiebt. Auch bei der Trocknung zwischen zwei Stahlbändern müssen der Raum, in dem sich das Papier und die Siebe befinden, sowie der Raum des Kühl- und Heizmediums abgedichtet werden. Die Abdichtung des Papierraums erfolgt hier üblicherweise durch eine seitliche Verdickung der Siebe in Form eines Dichtwulstes. Der Raum des Kühl- und Heizmediums wird mittels aufwendiger Dichtungen wie insbesondere planer Flächen mit hohen Relativgeschwindigkeiten bezüglich der mit der Papierbahn mitlaufenden Stahlbänder abgeschlossen.
Ziel der Erfindung ist es eine Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der auf möglichst einfache Weise einerseits der von der Materialbahn und dem wenigstens einen Sieb oder Filz eingenommene Bereich zuverlässig gegenüber dem Druckraum der Überdruckhaube und andererseits dieser Druckraum zuverlässig nach außen abgedichtet ist.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Dichtband breiter ist als die Materialbahn und das Sieb und mit seinem beiden seitlichen Randbereichen über diese hinausragt, so daß seine beiden Randbereiche durch den in der Druckkammer der Überdruckhaube vorherrschenden Überdruck dichtend an die Oberfläche der heizbaren Einheit angepreßt werden, und/oder daß der Druckraum der Überdruckhaube an seinen beiden Stirnseiten jeweils durch eine Dichtung nach außen abgedichtet ist, die zwischen einer Stirnwand der feststehenden Überdruckhaube und einer insbesondere radialen zylinderseitigen Gegenwand angeordnet ist.
Aufgrund dieser Ausbildung wird mit minimalem Aufwand auf einfache Weise eine äußerst zuverlässige Abdichtung des von der Materialbahn und dem wenigstens einen Sieb eingenommenen Bereichs bzw. des Druckraums der Überdruckhaube erreicht. Mit der entsprechenden Abdichtung des von der Materialbahn und dem Sieb eingenommenen Bereich kann ein Unterdruck erzeugt bzw. aufrechterhalten werden, was eine Steigerung der Trocknungsleistung mit sich bringt. Überdies wird ein Eindringen des flüssigen oder gasförmigen Mediums verhindert. Durch die entsprechende Abdichtung des Druckraums der Überdruckhaube kann ein Strukturdruck aufgebracht werden, der nicht nur eine höhere Trocknungsleistung, sondern auch verbesserte Papiereigenschaften mit sich bringt.
Bei dem unter Druck stehenden flüssigen oder gasförmigen Medium kann es sich insbesondere um ein Kühlmedium handeln. Dadurch, daß die Temperatur des flüssigen oder gasförmigen Mediums geringer ist als die Temperatur an der Außenseite des von der Materialbahn und dem Sieb umschlungenen Teilumfangs des heizbaren Elements, kann ein hoher Flüssigkeitsaustrag aus der Materialbahn erreicht werden. Es können ein oder mehrere Siebe vorgesehen sein, wobei es in einem solchen Fall möglich ist, daß ein weiter außen liegendes Sieb eine gröbere Struktur aufweist als ein weiter innen liegendes Sieb. Im Fall mehrerer Siebe können diese voneinander getrennt oder auch zumindest teilweise miteinander verbunden sein. Das Dichtband kann getrennt vorgesehen oder mit wenigstens einem Siebband verbunden sein.
Vorzugsweise ist wenigstens eine zylinderseitige Gegenwand im Bereich eines Endes der heizbaren Einheit angeordnet.
Bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform sind die Materialbahn und das Sieb in einer am Außenumfang der heizbaren Einheit vorgesehenen Vertiefung angeordnet, wobei das Dichtband breiter ist als diese Vertiefung und mit seinen beiden seitlichen Randbereichen über diese hinausragt. Die Höhe der Vertiefung kann zumindest im wesentlichen gleich der Gesamthöhe der Materialbahn und des Siebes sein.
Von Vorteil ist auch, wenn die Ränder oder Seitenwände der Vertiefung durch ein wärmebeständiges, flexibles sowie gut dichtendes Material wie insbesondere Teflon, Silikon oder dergleichen beschichtet sind. Dadurch wird die Abdichtung des Raumes zwischen der heizbaren Einheit und der Materialbahn wesentlich verbessert und der während der Trocknung in diesem Raum entstehende Dampfdruck erhöht. Entsprechend wird auch die aus der Materialbahn ausgeschobene Wassermenge erhöht und die Trocknungsleistung bei gleicher Heizleistung verbessert.
Für eine noch zuverlässigere Abdichtung des von der Materialbahn und dem Sieb eingenommenen Bereichs kann am Außenumfang der heizbaren Einheit zweckmäßigerweise wenigstens eine einem jeweiligen seitlichen Randbereich des Dichtbandes gegenüberliegende und von diesem abgedeckte Dichttasche oder -kammer vorgesehen sein. Vorteilhafterweise liegt jedem der beiden seitlichen Randbereiche des Dichtbandes jeweils wenigstens eine Dichttasche bzw. -kammer gegenüber. In bestimmten Fällen kann es zweckmäßig sein, wenn wenigstens einem der beiden Randbereiche des Dichtbandes wenigstens zwei Dichttaschen bzw. -kammern gegenüberliegen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eine Dichttasche bzw. -kammer vorgesehen, die mit der Umgebung verbunden und entsprechend unter Umgebungs- oder Atmosphärendruck steht. Durch den definierten Druckunterschied zwischen dem betreffenden Dichtraum und dem Druckraum der Überdruckhaube kann eine ausreichende Anpreßkraft auf der Dichtfläche sichergestellt werden. Tritt infolge eines Fehlers Kühlflüssigkeit in eine Dichttasche bzw. -kammer ein, wird diese Flüssigkeit durch den oder die betreffenden Verbindungskanäle oder Bohrungen abgeführt, was als Indikator für Undichtigkeit dienen kann.
Die wenigstens eine zylinderseitige Gegenwand kann zweckmäßigerweise durch eine am jeweiligen Ende der heizbaren Einheit angeordnete Scheibe gebildet sein. Dabei kann die Dichtkraft beispielsweise durch die Vorspannung der Überdruckhaube infolge des Innendrucks oder auch mechanisch aufgebracht werden. Bei einer Erzeugung der Dichtkraft durch den Innendruck wird die Überdruckhaube gegen die Scheibe gedrückt, und die Dichtung erhält von selbst eine dem Druck entsprechende Vorspannung. Bei einer Änderung des Innendrucks regelt sich die Vorspannung der Dichtung von selbst.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist wenigstens eine zylinderseitige Gegenwand durch eine im Bereich eines jeweiligen Lagerzapfens der heizbaren Einheit vorgesehene Schulter gebildet und die jeweilige Stirnwand der Überdruckhaube bis in den Bereich dieses Lagerzapfens geführt. Die Dichtung kann beispielsweise im Bereich des Lagerzapfens oder auch irgendwo auf dem halben Weg angeordnet sein. Auch in diesem Fall kann die Dichtkraft wieder durch die Vorspannung der Haube infolge des Innendrucks oder mechanisch aufgebracht werden. Dadurch, daß die jeweilige Gegenwand sowie die Dichtung im Bereich des Lagerzapfens angeordnet sind, ist die Relativgeschwindigkeit zwischen rotierendem und feststehendem Teil geringer, wodurch der Verschleiß der Dichtung entsprechend reduziert wird.
Vorteilhafterweise ist wenigstens eine Stirnseite der heizbaren Einheit mit einem hitzebeständigen Material versehen, welches den direkten Wärmestrom zwischen der heißen Einheit und dem kalten Kühlmedium auf ein Minimum herabsetzt.
In bestimmten Fällen ist es zweckmäßig, wenn wenigstens eine zwischen einer Stirnwand der feststehenden Überdruckhaube und einer zylinderseitigen Gegenwand angeordnete Dichtung über ein zwischen der Stirnwand und der Gegenwand angeordnetes federndes Element beaufschlagt ist. Hierbei kann es sich insbesondere um ein mechanisches Element mit beispielsweise wenigstens einer Feder handeln.
Grundsätzlich kann der Druckraum der Überdruckhaube auch durch wenigstens eine berührungslose Dichtung wie beispielsweise eine Labyrinthdichtung oder dergleichen nach außen abgedichtet sein.
Die heizbare Einheit kann beispielsweise auch als Schuhpressenersatz mit sehr langer Niplänge vorgesehen sein.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
Fig. 1
eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Trockenzylinders mit zugeordneter Überdruckhaube, bei der die Überdruckhaube gegenüber im Bereich von Lagerzapfen des Trockenzylinders vorgesehenen Schultern abgedichtet ist,
Fig. 2
eine schematische, teilweise geschnittene Teildarstellung einer weiteren Ausführungsform, die sich von der gemäß Fig. 1 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß die Dichtungen über zusätzliche federnde Elemente beaufschlagt sind,
Fig. 3
eine schematischen, teilweise geschnittene Teildarstellung einer weiteren Ausführungsform, die sich von der gemäß Fig. 1 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß auf den beiden Seiten der im Trockenzylinder vorgesehenen Vertiefung jeweils eine Dichttasche oder -kammer vorgesehen ist,
Fig. 4
eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren Ausführungsform, die sich von der gemäß Fig. 1 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß die Überdruckhaube gegenüber an den Trockenzylinderenden angeordneten Scheiben abgedichtet ist,
Fig. 5
eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren Ausführungsform, die sich von der gemäß Fig. 4 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß die Dichtungen über zusätzliche federnde Elemente beaufschlagt sind,
Fig. 6
eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren Ausführungsform, die sich von der gemäß Fig. 4 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß die Materialbahn und die Siebe über einen im betreffenden Bereich glatten Trockenzylinder ohne Vertiefung geführt sind,
Fig. 7
eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren Ausführungsform, die sich von der gemäß Fig. 4 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß auf den beiden Seiten der im Trockenzylinder vorgesehenen Vertiefung jeweils eine Dichttasche oder -kammer vorgesehen ist,
Fig. 8
eine schematischen, teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren Ausführungsform, die sich von der gemäß Fig. 7 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß auf den beiden Seiten der im Trockenzylinder vorgesehenen Vertiefung jeweils mehrere Dichttaschen oder -kammern vorgesehen sind, und
Fig. 9
eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren Ausführungsform, die sich von der gemäß Fig. 7 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß die Ränder der Vertiefung durch ein wärmebeständiges, flexibles sowie gut dichtendes Material beschichtet sind.
Die Fig. 1 bis 9 zeigen jeweils einen heizbaren, rotierenden Trockenzylinder 10 mit zugeordneter stationärer Überdruckhaube 12 einer Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Materialbahn 14. Bei der Materialbahn 14 kann es sich insbesondere um eine Papier- oder Kartonbahn handeln.
Auf einem Teil seines Außenumfangs ist der Trockenzylinder 10 sowohl von der Materialbahn 14 als auch von wenigstens einem Sieb, im vorliegenden Fall zwei Sieben 16, 18, und einem äußeren Dichtband 20 umschlungen. Wie den Fig. 1 bis 9 entnommen werden kann, liegen die beiden Siebe 16, 18 im vorliegenden Fall zwischen der den Trockenzylinder berührenden Materialbahn 14 und dem äußeren Dichtband 20. Das der Materialbahn 14 benachbarte Sieb 16 kann eine feinere Struktur aufweisen als das dem Dichtband 20 benachbarte Sieb 18.
Mittels der stationären Überdruckhaube 12 wird der heizbare, rotierende Trockenzylinder 10 mit einem unter Druck stehenden flüssigen oder gasförmigen Medium beaufschlagt, bei dem es sich insbesondere um ein Kühlmedium handeln kann, so daß vom Trockenzylinder 10 zum Dichtband 20 hin ein Temperaturgefälle entsteht. Grundsätzlich ist jedoch auch eine solche Ausführung denkbar, bei der ein Druckgefälle in der anderen Richtung erzeugt wird und die Materialbahn entsprechend mit dem Außenband in Kontakt ist. In der das flüssige oder gasförmige Medium enthaltenden Druckkammer 22 der Überdruckhaube 12 herrscht ein Druck p vor, der größer als der Umgebungsdruck bzw. Atmosphärendruck ist.
Den Fig. 1 bis 9 kann zudem entnommen werden, daß das Dichtband 20 jeweils breiter ist als die Materialbahn 14 und die beiden Siebe 16, 18 und mit seinen beiden seitlichen Randbereichen über diese hinausragt. Demzufolge werden die beiden Randbereiche des Dichtbandes 20 durch den in der Druckkammer 22 der Überdruckhaube vorherrschenden Überdruck p dichtend an die Oberfläche des Trockenzylinders 10 angepreßt. Der von der Materialbahn 14 und den beiden Sieben 16, 18 eingenommene Bereich wird somit durch das flüssigkeits- und/oder gasundurchlässige Dichtband 20 abgedichtet.
Der Druckraum 22 der Überdruckhaube 12 ist an seinen beiden Stirnseiten jeweils durch eine Dichtung 24 nach außen abgedichtet, die zwischen der betreffenden Stirnwand 12' der feststehenden Überdruckhaube 12 und einer insbesondere radialen zylinderseitigen Gegenwand 26 im Bereich des jeweiligen Trockenzylinderendes angeordnet ist.
Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 5 und 7 bis 9 sind die Materialbahn 14 und die Siebe 16, 18 in einer am Außenumfang des Trockenzylinders 10 vorgesehenen Vertiefung 28 angeordnet. Das Dichtband 20 ist breiter als diese Vertiefung 28, wobei es mit beiden seitlichen Randbereichen über diese hinausragt. Es muß steif genug sein, so daß es nicht störend in die Vertiefung gezogen wird.
Die Höhe der Vertiefung 28 ist vorzugsweise zumindest im wesentlichen gleich der Gesamthöhe der Materialbahn 14 und der Siebe 16, 18.
Die die Materialbahn 14 und die Siebe 167, 18 aufnehmende Vertiefung 28 ist demzufolge durch das mit seinen Randbereichen an den Trockenzylinder 10 angepreßte Dichtband gegenüber dem Druckraum 22 der Überdruckhaube 12 abgedichtet.
Wie insbesondere anhand der Fig. 1 bis 5, 7 und 8 zu erkennen ist, besitzen die Materialbahn 14 und die Siebe 16, 18 in der Vertiefung 28 eine gewisse axiale Lauffreiheit. Diese kann beispielsweise etwa 20 mm betragen.
Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 3 sind die beiden zylinderseitigen Gegenwände 26 jeweils durch eine im Bereich eines jeweiligen Lagerzapfens 30 des Trockenzylinders 10 vorgesehene Schulter gebildet. Die Stirnwände 12' der Überdruckhaube 12 sind bis in den Bereich der Lagerzapfen 30 geführt. Die Dichtungen 24 sind im Bereich des jeweiligen Lagerzapfens 30 zwischen der jeweiligen Stirnwand 12' und der betreffenden Schulter angeordnet.
Der Druckraum 22 der Überdruckkammer ist bei diesen in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen seitlich jeweils bis zu den Lagerzapfen 30 geführt. Durch den Überdruck in der Druckkammer 22 der Überdruckhaube 12 können somit die Stirnwände 12' gegen die zylinderseitigen Gegenwände 26 bzw. Schultern gedrückt werden, wodurch die Dichtungen 24 eine diesem Druck entsprechende Vorspannung erhalten. Bei einer jeweiligen Änderung des Innendrucks regelt sich die Vorspannung der Dichtungen 24 von selbst.
Wie insbesondere anhand der Fig. 2 und 4 zu erkennen ist, können die zwischen einer jeweiligen Stirnwand 12' der feststehenden Überdruckhaube 12 und einer jeweiligen zylinderseitigen Gegenwand 26 angeordneten Dichtungen 24 auch über ein zwischen der Stirnwand 12' und der Gegenwand 26 angeordnetes, insbesondere mechanisches federndes Element 32 mit beispielsweise wenigstens einer Feder 32' beaufschlagt sein. Wie anhand der Fig. 2 und 5 zu erkennen ist, kann die jeweilige Feder 32' über einen axial verschiebbaren Anschlag 32'' auf die betreffende Dichtung 24 wirken. Die federnden Elemente 32 sind drehfest mit der Überdruckhaube 12 verbunden, d.h. sie rotieren nicht mit dem Trockenzylinder 10. Die Dichtungen 24 sind somit zwischen einem rotierenden und einem drehfesten Teil angeordnet.
Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 3 und 7 ist am Außenumfang des Trockenzylinders 10 zu beiden Seiten der Vertiefung 28 jeweils eine dem betreffenden seitlichen Randbereich des Dichtbandes 20 gegenüberliegende Dichttasche oder -kammer 34 vorgesehen. Auch diese Dichttaschen bzw. -kammern 34 werden von den seitlichen Randbereichen des Dichtbandes 20 abgedeckt.
Die beiden Dichttaschen bzw. -kammern 34 sind jeweils über wenigstens einen Kanal 36 oder wenigstens eine Bohrung mit der Umgebung verbunden, so daß sie unter Umgebungs- oder Atmosphärendruck stehen. Durch den definierten Druckunterschied zwischen dem Druckraum 22 der Überdruckhaube 12 und den Dichttaschen bzw. -kammern 34 ist sichergestellt, daß die beiden Randbereiche des Dichtbandes 20 mit hinreichender Kraft an den Trockenzylinder 10 angepreßt werden.
Wie anhand der Fig. 8 zu erkennen ist, können auf den beiden Seiten der Vertiefung 28 auch jeweils mehrere Dichttaschen bzw. -kammern 34 vorgesehen sein. Im vorliegenden Fall sind auf jeder Seite der Vertiefung 28 jeweils drei solche Dichttaschen bzw. -kammern 34 vorgesehen. Von den jeweiligen drei Dichttaschen bzw. -kammern 34 ist jeweils die axial äußere über wenigstens einen Kanal 36 mit der Umgebung verbunden.
Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 4 bis 9 sind die beiden zylinderseitigen radialen Gegenwände 26 jeweils durch eine am jeweiligen Trockenzylinderende angeordnete Scheibe gebildet.
Wie insbesondere anhand der Fig. 7 und 8 zu erkennen ist, ist der Druck p1 in der Vertiefung 28 zwar größer als der Umgebungs- bzw. Atmosphärendruck, jedoch kleiner als der Druck p2 in der Druckkammer 22 der Überdruckhaube 12.
Insbesondere bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 3, bei denen der Druckraum 22 der Überdruckhaube 12 seitlich bis zu den Lagerzapfen 30 geführt ist, können die Stirnseiten des Trockenzylinders 10 mit einem hitzebeständigen Material versehen sein.
Wie anhand der Fig. 6 zu erkennen ist, können die Materialbahn 14, die Siebe 16, 18 und das Dichtband 20 auch über einen im betreffenden Bereich ebenen Trockenzylinder 10 ohne Vertiefung geführt sein. Auch in diesem Fall wird der von der Materialbahn 14 und den Sieben 16, 18 eingenommene Bereich durch das Dichtbandes 20 gegenüber der Druckkammer 22 der Überdruckhaube 12 abgedichtet, indem deren überstehende Randbereiche durch den Überdruck in der Druckkammer 22 gegen die Zylinderoberfläche gepreßt werden.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 9 sind die Ränder oder Seitenwände der Vertiefung 28 durch ein wärmebeständiges, flexibles sowie gut dichtendes Material D wie insbesondere Teflon, Silikon oder dergleichen beschichtet.
Grundsätzlich kann der Druckraum 22 der Überdruckhaube 12 beispielsweise auch durch wenigstens eine berührungslose Dichtung wie insbesondere eine Labyrinthdichtung oder dergleichen nach außen abgedichtet sein.
Der Trockenzylinder kann auch im übrigen mit einem entsprechenden wärmebeständigen, gut dichtenden Material beschichtet sein. Dasselbe gilt auch für das Dichtband. Sind mehrere Dichttaschen bzw. -kammern vorgesehen, so ist eine zuverlässige Abdichtung selbst dann noch sichergestellt, wenn in die jeweils axial äußerste Dichttasche bzw. -kammer infolge eines Fehlers Kühlflüssigkeit eingedrungen ist. Die durch die erste Kammer eingedrungene Flüssigkeit wird durch den oder die betreffenden Kanäle abgeführt, was als Indikator für eine jeweilige Undichtigkeit dienen kann. Durch die Beschichtung der Vertiefung kann die Abdichtung des Raumes zwischen dem heißen Zylinder und der Materialbahn deutlich verbessert werden. Zudem wird der während der Trocknung in diesem Raum entstehende Dampfdruck erhöht. Entsprechend wird eine größere Wassermenge aus der Materialbahn ausgeschoben und die Trockenleistung bei gleicher Heizleistung verbessert. Erfolgt die Abdichtung des Druckraums im Bereich der Lagerzapfen, so ergibt sich eine geringere Relativgeschwindigkeit zwischen den rotierenden und stationären Teilen, wodurch der Verschleiß der Dichtungen entsprechend verringert wird.
Grundsätzlich sind auch beliebige Kombinationen der sich aus den verschiedenen Figuren ergebenden Merkmale möglich.
Im übrigen kann die betreffende Trockenpartie beispielsweise so ausgeführt sein, wie dies in der DE 197 23 163 A1 beschrieben ist.
Bezugszeichenliste
10
heizbare Einheit, Trockenzylinder
12
Überdruckhaube
12'
Stirnwand
14
Materialbahn
16
Sieb
18
Sieb
20
Dichtwand
22
Druckraum
24
Dichtung
26
radiale zylinderseitige Gegenwand
28
Vertiefung
30
Lagerzapfen
32
federndes Element
32'
Feder
32''
axial beweglicher Anschlag
34
Dichttasche oder -kammer
36
Kanal, Bohrung
D
dichtendes Material

Claims (15)

  1. Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Materialbahn (14), insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit wenigstens einer heizbaren Einheit (10) wie insbesondere einer Preßwalze, einem Trockenzylinder und/oder dergleichen, die auf einem Teil ihres Außenumfangs von der Materialbahn (14), wenigstens einem Sieb (16, 18) und einem äußeren Dichtband (20) umschlungen ist, und einer die heizbare Einheit (10) mit einem unter Druck stehenden flüssigen oder gasförmigen Medium beaufschlagenden Überdruckhaube (12),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Dichtband (20) breiter ist als die Materialbahn (14) und das Sieb (16, 18) und mit seinen beiden seitlichen Randbereichen über diese hinausragt, so daß seine beiden Randbereiche durch den in der Druckkammer (22) der Überdruckhaube (12) vorherrschenden Überdruck dichtend an die Oberfläche der heizbaren Einheit (10) angepreßt werden, und/oder daß der Druckraum (22) der Überdruckhaube (12) an seinen beiden Stirnseiten jeweils durch eine Dichtung (24) nach außen abgedichtet ist, die zwischen einer Stirnwand (12') der feststehenden Überdruckhaube (12) und einer insbesondere radialen zylinderseitigen Gegenwand (26) angeordnet ist.
  2. Maschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß wenigstens eine zylinderseitige Gegenwand (26) im Bereich eines Endes der heizbaren Einheit (10) angeordnet ist.
  3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Materialbahn (14) und das Sieb (16, 18) in einer am Außenumfang der heizbaren Einheit (10) vorgesehenen Vertiefung (28) angeordnet sind und daß das Dichtband (20) breiter ist als diese Vertiefung (28) und mit seinen beiden seitlichen Randbereichen über diese hinausragt.
  4. Maschine nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Höhe der Vertiefung (28) zumindest im wesentlichen gleich der Gesamthöhe der Materialbahn (14) und des Siebes (16, 18) ist.
  5. Maschine nach Anspruch 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ränder der Vertiefung (28) durch ein wärmebeständiges, flexibles sowie gut dichtendes Material wie insbesondere Teflon, Silikon oder dergleichen beschichtet sind.
  6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß am Außenumfang der heizbaren Einheit (10) wenigstens eine einem jeweiligen seitlichen Randbereich des Dichtbandes (20) gegenüberliegende und von diesem abgedeckte Dichttasche oder - kammer (34) vorgesehen ist.
  7. Maschine nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß jedem der beiden seitlichen Randbereiche des Dichtbandes (20) jeweils wenigstens eine Dichttasche bzw. -kammer (34) gegenüberliegt.
  8. Maschine nach Anspruch 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß wenigstens einem der beiden Randbereiche des Dichtbandes (20) wenigstens zwei Dichttaschen bzw. -kammern (34) gegenüberliegen.
  9. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß wenigstens eine Dichttasche bzw. -kammer (34) vorgesehen ist, die mit der Umgebung verbunden und entsprechend unter Umgebungs- oder Atmosphärendruck steht.
  10. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß wenigstens eine zylinderseitige Gegenwand (26) durch eine am jeweiligen Ende der heizbaren Einheit (10) angeordnete Scheibe gebildet ist.
  11. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß wenigstens eine zylinderseitige Gegenwand (26) durch eine im Bereich eines jeweiligen Lagerzapfens (30) der heizbaren Einheit (10) vorgesehene Schulter gebildet und die jeweilige Stirnwand (12') der Überdruckhaube (12) bis in den Bereich dieses Lagerzapfens (30) geführt ist.
  12. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß wenigstens eine Stirnseite der heizbaren Einheit (10) mit einem hitzebeständigen Material versehen ist.
  13. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß wenigstens eine zwischen einer Stirnwand (12') der feststehenden Überdruckhaube (12) und einer zylinderseitigen Gegenwand (26) angeordnete Dichtung (24) über ein zwischen der Stirnwand (12') und der Gegenwand (26) angeordnetes federndes Element (32) beaufschlagt ist.
  14. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Druckraum (22) der Überdruckhaube (12) durch wenigstens eine berührungslose Dichtung nach außen abgedichtet ist.
  15. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die heizbare Einheit (10) als Schuhpressenersatz vorgesehen ist.
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