EP2432931A1 - Wärmeträgermediumbeaufschlagbare walze oder zylinder, insbesondere dampfbeheizbare walze - Google Patents

Wärmeträgermediumbeaufschlagbare walze oder zylinder, insbesondere dampfbeheizbare walze

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Publication number
EP2432931A1
EP2432931A1 EP10703655A EP10703655A EP2432931A1 EP 2432931 A1 EP2432931 A1 EP 2432931A1 EP 10703655 A EP10703655 A EP 10703655A EP 10703655 A EP10703655 A EP 10703655A EP 2432931 A1 EP2432931 A1 EP 2432931A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cylinder
roller
sealing head
vibrations
beaufschlagbare
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10703655A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erich Willer
Holger Brunner
Florian Wegmann
Fred Weinhold
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP2432931A1 publication Critical patent/EP2432931A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • D21F5/10—Removing condensate from the interior of the 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
    • D21F5/02—Drying on cylinders
    • D21F5/021—Construction of the cylinders
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    • D21F5/022—Heating the cylinders
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/0073—Accessories for calenders
    • D21G1/008—Vibration-preventing or -eliminating devices
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G1/00—Calenders; Smoothing apparatus
    • D21G1/02—Rolls; Their bearings
    • D21G1/0253—Heating or cooling the rolls; Regulating the temperature
    • D21G1/0266—Heating or cooling the rolls; Regulating the temperature using a heat-transfer fluid
    • 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
    • F26B13/183—Arrangements for heating, cooling, condensate removal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F5/00—Elements specially adapted for movement
    • F28F5/02—Rotary drums or rollers

Definitions

  • Heat transfer medium-loadable roller or cylinder in particular Dampfbeattybare roller
  • the invention relates to a roller or cylinder which can be treated with heat transfer medium, in particular steam-heated roller with a cylindrical or cylindrical hollow body with a bearing pin centrally arranged on the end for rotatable mounting in a frame and means for removing media, in particular condensate or cooling fluid from the interior enclosed by the roller or cylinder hollow body.
  • a roller or cylinder which can be treated with heat transfer medium, in particular steam-heated roller with a cylindrical or cylindrical hollow body with a bearing pin centrally arranged on the end for rotatable mounting in a frame and means for removing media, in particular condensate or cooling fluid from the interior enclosed by the roller or cylinder hollow body.
  • a siphon formed from a mouthpiece and a riser wherein the riser is led out directly or via further intermediate elements by one of the bearing pin from the hollow roller body and can be coupled via a mounted on the frame sealing head, in particular steam head with a trigger for media, in particular condensate or cooling fluid ,
  • the invention relates to a roller or cylinder which can be charged with heat transfer medium in a machine for producing and / or treating a fibrous web, in particular a paper, board or tissue web.
  • the roller or the cylinder according to the invention is a cylindrical body which, depending on the function, in particular in cooperation with a counter surface, for example a roller in a calender for treating a fibrous web as a roller and without mating surface, for example in a device for Drying of a fibrous web in the form of a drying cylinder is referred to as a cylinder.
  • a heat transfer medium is understood as meaning a heat transfer medium. Depending on the application and the temperature ranges and thus the direction of the heat transport, this acts as a cooling or heating medium.
  • Heat transfer medium is preferably a gas, a fluid or a gas / fluid mixture, in particular steam used, which is introduced at a predefined temperature in the space enclosed by the roll or cylinder hollow body interior for the purpose of heating or cooling or temperature compensation of the outside of the roll or cylinder jacket ,
  • Such rollers or cylinders with a stationary, ie non-rotatable siphon for the withdrawal of the heat transfer medium from the interior of the roll or cylinder hollow body are already known in various designs from the prior art. Representative reference is made to the document DE 42 30 920 A1. In this, the heat transfer medium is supplied to the end face of the hollow roller body and the resulting condensate is also discharged from the front side.
  • the steam pipe for introducing the heat transfer medium and the riser of the siphon are preferably performed via a, a rotary feedthrough forming sealing head by a centrally arranged to roll or cylinder hollow body and mounted in a frame, in particular a trunnion bearing journal and with a outside of the roll or cylinder hollow body arranged steam supply or condensate drain connected.
  • the sealing head is referred to in its function as a pressure and liquid-tight rotary feedthrough for steam as a steam head.
  • high vapor pressures in the interior of the cylindrical or cylindrical hollow body high axial forces occur, also axial forces due to the inflow of steam in the steam pipe and the withdrawal of the condensate in the riser.
  • Another solution is the geometric optimization of steam head and riser, in particular the support tube of the steam head in the direction of the siphon holder with the aim of optimizing the natural frequency by providing an optimal mass with optimum rigidity. This solution also requires an increased effort.
  • the invention is therefore based on the object, a utilisedmediumbeaufschlagbare roller or cylinder of the type mentioned in such a way that the mentioned disadvantages are avoided and the mouthpiece regardless of the forces and vibrations and the deformations generated thereby in the frame and connected to this components with constant distance relative to the inner wall of the roll or cylinder hollow body is positioned.
  • An inventively embodied heat transfer medium beaufschlagbare roller or cylinder, in particular steam-heated roller with a cylindrical or cylindrical hollow body with frontally centrally arranged bearing journal for rotatable mounting in a rack and means for removing media, in particular condensate or cooling fluid from the cylinder or cylinder hollow body enclosed interior comprising a siphon formed at least from a mouthpiece and a riser pipe, wherein the riser pipe is led out of the roll hollow body by a bearing journal and can be coupled via a sealing head attached to the frame, in particular steam head with a trigger for media, in particular a condensate or cooling fluid discharge line is characterized in that means for reducing or compensating vibrations are provided in the arrangement, in particular in the transmission path of the vibrations between the frame and the siphon.
  • the solution according to the invention is based on increasing the damping within the arrangement, in particular in the connection between frame and siphon.
  • This offers the advantage that the excitation of the components coupled thereto, in particular of the sealing head connected to the frame, is either completely wiped out before being forwarded to the siphon riser pipe or conducted in a highly softened form to the siphon, in particular the mouthpiece, whereby During operation, resulting changes in the distance of the mouthpiece with respect to the inner wall of the roll or cylinder hollow body can be greatly minimized or completely prevented.
  • the roller or the cylinder comprises means for supplying steam.
  • These can be connected in a first embodiment by utilizing the same journal with the interior of the roller or the cylinder via the sealing head with at least one connectable to a steam supply steam pipe.
  • the sealing head is also used as a rotary feedthrough for the application of a heat transfer medium used.
  • the steam supply via the respective bearing of the media deduction, in particular condensate free bearing pin.
  • Sealing head and connected to the sealing head component or be arranged according to a second basic design on the sealing head or connected to the sealing head component, free from the coupling with the component connected to this component.
  • the inter-order is to be understood functionally and means bilateral coupling of the means for reducing or compensating for vibrations at adjacent within the transmission path components.
  • Coupling requires a forwarding or transmission of
  • Siphon be arranged. These arrangement possibilities describe different ranges of action, wherein preferably an early attenuation in the transmission path, i. If possible, the aim is already in the immediate vicinity of pathogens.
  • the means for reducing or compensating vibrations with a) internal damping, in particular material damping and / or b) external damping be executed.
  • An advantageous embodiment according to a) is characterized in that the means for reducing or compensating for vibrations include damping mats, in particular of materials having elastic properties, such as an elastomer, between the joining surfaces of sealing head and
  • Frame and / or sealing head and siphon, in particular the riser pipe or a supporting tube are arranged, i. the immediate ones
  • the means for reducing or compensating vibrations comprise at least one damping element, in particular a vibration damper.
  • a vibration damper This can for example be designed as a mechanical damper, in particular spring damper, hydraulic damper, fluid damper or a combination of these.
  • the mode of operation is based on at least two masses, which are coupled to one another via a spring and / or damping coupling. These can be integrated directly into the connection between the sealing head and the element, in particular frame and / or siphon, to be connected to it at least indirectly, or arranged parallel to the connection.
  • the damper acts as a flexible coupling.
  • damping elements allows the use of standardized dampers and thus offers a cost-effective solution. Furthermore, with such damping elements, an adaptation to a specific installation situation can be made, in particular larger distances are bridged.
  • the arrangement is carried out parallel to the actually provided connection, which in addition to an adaptation of the damper solution to the installation situation, retrofitting in existing
  • the means for reducing or compensating vibrations are arranged either directly on the sealing head or a component connected to the sealing head, wherein the arrangement on a pressure and liquid-tight connected to the frame member or the siphon, in particular riser or a with this and the riser pipe and sealing head connected element and / or can be done on the steam pipe mounted in the sealing head.
  • the means for reducing or compensating for vibrations comprise at least one absorber. Under a absorber is understood at least one elastic at least indirectly connected to the excited system mass. The natural frequency of the damper is designed for the excitation frequency, whereby the effect of such a damper deteriorates when changing. Therefore, preferably, the damper is implemented with integrated damping. This is preferably arranged parallel to the elastic coupling of the mass with the excited system and thereby enables a vibration damping over larger areas.
  • the use of the absorber offers the advantage of a very free Anordeniana within the connection between the frame and siphon.
  • the absorber comprises at least one in a closed, at least partially filled with a fluid and at least indirectly connected to the sealing head container spaced from the inner wall to form a gap for the passage of fluid arranged elastically coupled to this absorber mass.
  • means for damping, in particular damping coupling are arranged between the absorber mass and the inner wall of the container parallel to the elastic coupling, comprising at least one damper.
  • the solution according to the invention is not limited to a specific application of the heat transfer medium transferring roller or cylinder, however, is advantageously used in these in machines for producing webs.
  • the roll which can be acted upon by a heat transfer medium can be designed, for example, as a smoothing roll, drying cylinder or cooling roll.
  • Figure 1 illustrates in a schematic simplified representation of an example roller with possible arrangements for means for reducing or compensating for vibrations
  • Figures 2a to 2c illustrate basic embodiments of the means for
  • Figures 3a and 3b show advantageous embodiments of absorbers free of and with integrated damping element.
  • FIG. 1 illustrates, in a schematically simplified representation, a roll 1 or cylinder which can be acted upon by a heat transfer medium, preferably heating means in the form of steam, in particular superheated steam, with a roll or cylinder hollow body 2, hereinafter referred to only as roll 1 and roll hollow body 2, for the treatment of material webs , in particular fibrous webs in the form of paper, board or tissue webs in an axial section.
  • the roller 1, in particular the hollow roller body 2 is mounted via bearing journals 5.1, 5.2 on a machine frame, in particular a frame 4.
  • the hollow cylindrical body 2 is designed here as a cylindrical rotatable roll shell, which is closed on both sides via bearing cap 3.1 or 3.2.
  • means M1 for supplying a heat transfer medium in particular means for supplying steam D into the interior 6 of the roll 1, are provided on the roll 1.
  • These include at least one, in the roller 1, in particular that of the Roll hollow body 2 enclosed interior 6 frontally insertable tube, which is referred to here for the purpose of supplying steam D as a steam tube 7.
  • the steam pipe 7 is performed by the bearing pin 5.1, which is designed as a hollow shaft. The steam introduced via the steam pipe 7 condenses on the inner wall 8 of the hollow cylindrical body 2 in the region of the looping with the fibrous web.
  • a circumferential condensate ring is formed.
  • removal means M2 are provided for the removal of media, in particular condensate or cooling fluid.
  • media in particular condensate or cooling fluid.
  • These include at least one, in particular stationary siphon 9 with at least one mouthpiece 10, which is arranged at a constant distance from the inner wall 8 of the hollow cylindrical body 1 and discharges the condensate via a subsequent riser 11.
  • the riser 11 is connected to a vent 12 for media, in particular for condensate or cooling fluid. This is referred to in the illustrated case as condensate discharge line. Steam supply and condensate take place here via the same journal 5.1.
  • the steam pipe 7 may be coupled to at least one steam feed, in particular steam feed 13, connected to a steam supply unit.
  • the guide through the rotatable journal 5.1 is carried out by a, a rotary feedthrough forming sealing head 14, which is also referred to as a steam head due to its property of the leadership of steam.
  • This is a rotary feedthrough between a rotating component, here the bearing pin 5.1 and the terminals, in particular the trigger 12 for media, in particular condensate or cooling fluid and the steam supply 13.
  • the sealing head 14 is connected to the frame, in particular the chair 4 and seals the interior space 6 from the surroundings of the roller 1.
  • at least one sealing device 15 is provided between this and the bearing pin 5.1.
  • the steam supply 13 is connected to the steam pipe 7, also the riser 11 with the trigger 12 for media, in particular condensate or cooling fluid.
  • the guidance of both steam pipe 7 and riser pipe 11 takes place through the bearing journal 5.1.
  • the mouthpiece 10 is over the riser 11 in its position relative to the inner wall 8 of the Cylinder 2 held.
  • the trigger 12 for media, in particular condensate or cooling fluid is preferably arranged coaxially to the journal 5.1 and extends from the interior 6 of the hollow cylindrical body 2 into the region of the bearing cap 3.1, in particular beyond the latter through the bearing pin 5.1 or coupled thereto It is between the outer wall of the riser 11 in the region of the journal
  • the riser pipe 11 or a pipe carrying this is guided inside the steam pipe 7 connected to the sealing head 14.
  • a gap between the steam pipe 7 and riser 11 or the support tube carrying this is also formed.
  • the means 17.1 to 17.n can be designed in various ways and are essentially modified with regard to their arrangement. Only one of the means 17.1 to 17.7 or a plurality of these can be provided. The arrangement options of the means 17.1 to 17.7 for reducing or compensating vibrations are entered with X in the figure 1. In this case, all arrangement options or only one or individual can be selected.
  • the means 17.1 to 17.7 may include damping elements in the form of damping mats, dampers of various types, fluid dampers or absorbers. Each of these systems must be able to compensate for vibrations. By increasing the attenuation at the system, damages and an impairment of condensate removal due to vibrations are generally avoided.
  • the means 17.1 for damping are arranged between the sealing head 14 and the stiffening 4, in particular between the joining surfaces 19.1 and 19.2 of the sealing head 14 and the stiffening 4 in the connection region 18 of this.
  • it is an arrangement at least in a mounting region of the sealing head 14 on the frame 4.
  • the means 17.1 are arranged not only in the region of the arrangement of the fastening elements, but over the entire joining surfaces 19.1 of sealing head and 19.2 on the chair. 4
  • Such an arrangement is reproduced by way of example for the embodiment of the connection region 18 between the sealing head 14 and the stiffening 4 in a highly schematized illustration in FIG.
  • the means 17.1 comprise for this purpose at least one damping element 20 in the form of damping mats, preferably planar structures.
  • damping mats are designed as flexible planar structures, which are adaptable to the shape of the joining surfaces 19.1, 19.2, and which bear directly against the connection surface.
  • the concern is preferably full surface. It is also possible a subdivision into individual subregions, which can be assembled into a total area. This makes it possible to resort to standardized damping mats. For example, find elastomers and / or steel wool application.
  • this embodiment can also be used for the joining surfaces between siphon 9, in particular riser 11 and sealing head 14, not shown here in detail, in accordance with arrangement X of means 17.2.
  • the joining surfaces may be flat surfaces and / or curved surfaces.
  • the means 17.2 can be arranged depending on the connection of the riser 11 to the sealing head 14, either directly between this and the sealing head 14 or the sealing head 14 and a support member, in particular support tube.
  • the sealing head 14 can be supported by damping elements 21 on the chair 4.
  • damping elements 21 are preferably used damping elements in the form of mechanical dampers, in particular spring dampers, hydraulic dampers or fluid dampers use. These include at least means FK for spring coupling and means DK for damping coupling 2. In the simplest case, this is a simple spring-mass system through which the damping can be generated and converts the vibration energy into a different form of energy upon excitation. The individual masses are formed directly from the connection elements.
  • the means 17.3 are arranged in the arrangement according to FIG. 1 in the embodiment according to FIG. 2b outside the connection region 18 and with respect to their direction of action parallel to the connection region 18.
  • the damper 22 with means DK for damping coupling between absorber mass m ⁇ and excited component, in particular sealing head 14 or not shown here standpipe 11, support tube or steam pipe 7 run.
  • the arrangement of the means for DK takes place parallel to the elastic coupling of the absorber mass m ⁇ .
  • a liquid damper is used, wherein in a particularly simple manner, this is formed by a closed container which at least partially with a medium, in particular
  • Fluid is filled. In the case of vibrations on the surface the fluid occurring movements used to dissipate vibration energy.
  • a further advantageous embodiment according to FIGS. 3 a and 3 b is to provide a damper 23 in the form of a two-mass system comprising a primary mass and a secondary mass, in particular first mass m and repayment mass m ⁇ , as the means 17.4 to 17.7, the at least one repayment mass m ⁇ via means FK for spring coupling and according to Figure 3b additional means DK for damping coupling with the first mass m is coupled and the first mass with an element of the system, in particular the sealing head 14 or connected to this element, in particular riser 11, steam pipe 7 or support tube is connected or is formed by this and the second mass m ⁇ is mounted freely swinging on the first mass m via the means FK to the spring and damping coupling DK.
  • Figure 3a illustrates this schematically highly simplified, a first embodiment of such a vibration absorber 23.
  • an open or closed container 24 is provided which forms a first mass m, in which a damper mass m ⁇ over means FK for spring coupling, in particular by a spring element is fixed and the vibration is compensated by the movement or conversion of the absorber mass m ⁇ in kinetic energy.
  • the container 24 may be completely or partially filled with liquid. In a relative movement of the absorber mass m ⁇ relative to the vessel, the liquid must flow through the gap between the inner wall of the container 24 and absorber mass m ⁇ , resulting in a corresponding damping effect.
  • the container 24 may also be open and free of liquid.
  • means DK for damping coupling can additionally be provided in the system shown in FIG. 3a.
  • a damping element in addition to the spring coupling FK between Tilgermasse m ⁇ and container 24th arranged a damping element. This may be a friction damper, a hydraulic damper, damping mats, etc.
  • the solution according to the invention is not limited to the illustrated embodiments.
  • the decisive factor is that the proportion of damping in the system is increased in order to compensate for the vibrations and their negative influences.
  • the choice of the execution of the individual means is carried out depending on the installation situation and the vibrations to be compensated. In this case, different functional systems, in particular with inner or outer damping as well as with regard to the execution of the damping coupling with mechanical, hydraulic or other damping can generally be used for damping.
  • the embodiment shown in Figure 1 for media removal and the arrangement of the means for reducing or compensating for vibrations in a be acted upon by a heat transfer medium, in particular steam roll 1 represents a particularly advantageous application, but is not limited thereto.
  • the solution according to the invention is suitable for any embodiment of the means for removing media, in particular condensate or cooling fluid through a journal of the roller 1, regardless of an arrangement of a steam supply or the supply of another heat transfer medium, in particular heating or cooling means.
  • Cooling fluid in particular condensate discharge line
  • FK means for spring coupling

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1), insbesondere dampfbeheizbare Walze mit einem Walzen- oder Zylinderhohlkörper (2) mit stirnseitig zentrisch angeordneten Lagerzapfen (5.1, 5.2) zur drehbaren Lagerung in einem Gestell (4) und Mitteln (M2) zur Abfuhr von Kondensat aus dem vom Walzen- oder Zylinderhohlkörper (2) umschlossenen Innenraum (6), umfassend einen aus einem Mundstück (10) und einem Steigrohr (11) gebildeten Siphon (9), wobei das Steigrohr (11) direkt oder über weitere Zwischenelemente durch einen der Lagerzapfen (5.1, 5.2) aus dem Walzen- oder Zylinderhohlkörper (2) herausgeführt ist und über einen am Gestell (4) befestigten Dichtkopf (14), insbesondere Dampfkopf mit einem Kondensatabzug (12) koppelbar ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gestell (4) und dem Siphon (9) Mittel (17.1-17.7) zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen vorgesehen sind.

Description

Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder, insbesondere dampfbeheizbare Walze
Die Erfindung betrifft eine wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder, insbesondere dampfbeheizbare Walze mit einem Walzen- oder Zylinderhohlkörper mit stirnseitig zentrisch angeordneten Lagerzapfen zur drehbaren Lagerung in einem Gestell und Mitteln zur Abfuhr von Medien, insbesondere Kondensat oder Kühlfluid aus dem vom Walzen- oder Zylinderhohlkörper umschlossenen Innenraum, umfassend einen aus einem Mundstück und einem Steigrohr gebildeten Siphon, wobei das Steigrohr direkt oder über weitere Zwischenelemente durch einen der Lagerzapfen aus dem Walzenhohlkörper herausgeführt ist und über einen am Gestell befestigten Dichtkopf, insbesondere Dampfkopf mit einem Abzug für Medien, insbesondere Kondensat oder Kühlfluid koppelbar ist.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder in einer Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn.
Bei der Walze oder dem Zylinder gemäß der Erfindung handelt es sich um einen zylindrischen Körper, der je nach Funktion, insbesondere im Zusammenwirken mit einer Gegenfläche, beispielsweise einer Walze in einem Glättwerk zur Behandlung einer Faserstoffbahn als Walze und ohne Gegenfläche, beispielsweise in einer Vorrichtung zum Trocknen einer Faserstoffbahn in Form eines Trockenzylinders als Zylinder bezeichnet wird.
Unter einem Wärmeträger wird ein Wärmetransportmittel verstanden. In Abhängigkeit der Anwendung und des Temperaturbereiche und damit der Richtung des Wärmetransportes fungiert dieses als Kühl- oder Heizmittel. Als Wärmeträgermediunn wird vorzugsweise ein Gas, ein Fluid oder ein Gas/Fluidgemisch, insbesondere Dampf eingesetzt, welches unter einer vordefinierten Temperatur in den vom Walzen- oder Zylinderhohlkörper umschlossenen Innenraum zum Zwecke der Erwärmung oder Abkühlung oder eines Temperaturausgleiches der Außenseite des Walzen- oder Zylindermantels eingebracht wird.
Derartige Walzen beziehungsweise Zylinder mit einem stationären, d.h. nicht rotierbaren Siphon zum Abzug des Wärmeträgermediums aus dem Innenraum des Walzen- oder Zylinderhohlkörpers sind in den unterschiedlichsten Ausführungen aus dem Stand der Technik vorbekannt. Stellvertretend wird auf die Druckschrift DE 42 30 920 A1 verwiesen. Bei dieser wird das Wärmeträgermedium stirnseitig dem Walzenhohlkörper zugeführt und das entstehende Kondensat ebenfalls stirnseitig abgeführt. Das Dampfrohr zur Einleitung des Wärmeträgermediums und das Steigrohr des Siphons werden dazu vorzugsweise über einen, eine Drehdurchführung ausbildenden Dichtkopf durch einen zentrisch zum Walzen- oder Zylinderhohlkörper angeordneten und in einem Gestell, insbesondere einer Stuhlung gelagerten Lagerzapfen geführt und mit einer außerhalb des Walzen- oder Zylinderhohlkörpers angeordneten Dampfzufuhr beziehungsweise Kondensatabzug verbunden. Der Dichtkopf wird in seiner Funktion als druck- und flüssigkeitsdichte Drehdurchführung für Dampf auch als Dampfkopf bezeichnet. Bei hohen Dampfdrücken im Innenraum des Walzen- oder Zylinderhohlkörpers treten hohe Axialkräfte auf, ferner Axialkräfte durch die Einströmung von Dampf im Dampfrohr und den Abzug des Kondensates im Steigrohr. Diese Kräfte resultieren in Verformungen und Verbiegungen innerhalb des Gestells, welche sich wiederum auf die Lage des über den Dichtkopf an diesem gelagerten Siphons, insbesondere des Mundstückes und damit die Kondensatabfuhr auswirken. Da es zur Gewährleistung eines sicheren Abzuges von Kondensat aus dem Innenraum des Walzen- oder Zylinderhohlkörpers erforderlich ist, das Mundstück des Siphons, über welches die Aufnahme des Kondensates erfolgt, immer in einem vordefiniertem Abstand gegenüber der Innenwandung des Walzen- oder Zylinderhohlkörpers zu positionieren, wird zur Abstützung von am Dampf- und/oder Siphonsteigrohr und/oder dem Dichtkopf wirkenden Kräften relativ zum Walzen- oder Zylinderhohlkörper ein sich an der Innenwandung des Walzen- oder Zylinderhohlkörpers abstützendes, auf Zug- und/oder Druck belastbares Lager vorgesehen.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass neben den Axialkräften auch aufgrund des rotierenden Fluidringes innerhalb des Walzen- oder Zylinderhohlkörpers oder anderer Anregungen, die zu Schwingungszuständen am Gestell führen, Schwingungen auf den Siphon übertragen werden, wodurch die Arbeitsposition des Mundstückes nicht immer gewährleistet ist, so dass sich Störungen im Kondensatabzug ergeben. Zur Behebung dieser Störungen sind heuristisch durch die Trial-and Error-Methode vorgenommene Versteifungsmaßnahmen im System bekannt, die jedoch einen zusätzlichen konstruktiven Aufwand, insbesondere durch die dadurch erforderlichen Sonderkonstruktionen bedingen.
Eine weitere Lösung besteht in der geometrischen Optimierung von Dampfkopf und Steigrohr, insbesondere dem Tragrohr des Dampfkopfes in Richtung zum Siphonhalter mit dem Ziel der Optimierung der Eigenfrequenz durch Bereitstellung einer optimalen Masse bei optimaler Steifigkeit. Auch diese Lösung bedingt einen erhöhten Aufwand.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die genannten Nachteile vermieden werden und das Mundstück unabhängig von den auftretenden Kräften und Schwingungen sowie den dadurch erzeugten Verformungen im Gestell und den mit diesem verbundenen Bauelementen mit konstantem Abstand gegenüber der Innenwandung des Walzen- oder Zylinderhohlkörpers positioniert wird.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruches 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils in den Unteransprüchen beschrieben. Eine erfindungsgemäß ausgeführte wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder, insbesondere dampfbeheizbare Walze mit einem Walzen- oder Zylinderhohlkörper mit stirnseitig zentrisch angeordneten Lagerzapfen zur drehbaren Lagerung in einem Gestell und Mitteln zur Abfuhr von Medien, insbesondere Kondensat oder Kühlfluid aus dem vom Walzen- oder Zylinderhohlkörper umschlossenen Innenraum, umfassend einen zumindest aus einem Mundstück und einem Steigrohr gebildeten Siphon, wobei das Steigrohr durch einen Lagerzapfen aus dem Walzenhohlkörper herausgeführt ist und über einen am Gestell befestigten Dichtkopf, insbesondere Dampfkopf mit einem Abzug für Medien, insbesondere einer Kondensat- oder Kühlfluidabzugsleitung koppelbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Anordnung, insbesondere im Übertragungsweg der Schwingungen zwischen dem Gestell und dem Siphon Mittel zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen vorgesehen sind.
Die erfindungsgemäße Lösung basiert auf der Erhöhung der Dämpfung innerhalb der Anordnung, insbesondere in der Verbindung zwischen Gestell und Siphon. Dies bietet den Vorteil, dass die durch die Erregung erfolgende Anregung der mit dieser gekoppelten Bauteile, insbesondere des mit dem Gestell verbundenen Dichtkopfes entweder vollständig vor der Weiterleitung an das Siphonsteigrohr getilgt oder in stark abgemildeter Form zum Siphon, insbesondere dem Mundstück geleitet wird, wodurch sich während des Betriebes ergebende Abstandsänderungen des Mundstückes gegenüber der Innenwandung des Walzen- oder Zylinderhohlkörpers stark mininimiert oder ganz unterbunden werden können.
In einer vorteilhaften Ausführung umfasst die Walze oder der Zylinder Mittel zur Dampfzufuhr. Diese können in einer ersten Ausführung unter Ausnutzung des gleichen Lagerzapfens mit dem Innenraum der Walze oder des Zylinders über den Dichtkopf mit zumindest einem mit einer Dampfzufuhr verbindbaren Dampfrohr verbunden sein. Bei dieser Ausführung wird der Dichtkopf auch als Drehdurchführung für die Beaufschlagung mit einem Wärmeträgermedium genutzt. Denkbar ist auch die Dampfzufuhr über den jeweils vom Medienabzug, insbesondere Kondensatabzug freien Lagerzapfen.
Für die Anordnung der Mittel zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten, wobei diese alternativ oder aber in Kombination miteinander vorgesehen werden können. Diese sind jedoch immer dem Dichtkopf zumindest mittelbar zugeordnet. Dabei kann die zumindest mittelbare Zuordnung einer ersten Grundausführung zwischen dem
Dichtkopf und einem mit dem Dichtkopf verbundenen Bauteil erfolgen oder gemäß einer zweiten Grundausführung am Dichtkopf oder einem mit dem Dichtkopf verbundenen Bauteil angeordnet werden, frei von der Kopplung mit dem mit diesem Bauteil verbundenen Bauteil.
Die Zwischenordnung ist dabei funktional zu verstehen und bedeutet beidseitige Ankoppelung der Mittel zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen an innerhalb des Übertragungsweges benachbarten Komponenten. Die beidseitige
Ankoppelung bedingt eine Weiterleitung beziehungsweise Übertragung der
Anregung über die Mittel zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen, wobei in Abhängigkeit von Art/Ausführung und Dimensionierung die Anregung gedämpft wird. Dabei können die Mittel zur Minderung oder Kompensation von
Schwingungen sowohl im Übertragungsweg zwischen dem Dichtkopf und dem
Gestell oder einem mit dem Gestell druck- und flüssigkeitsdicht verbundenen
Bauteil, insbesondere Zwischenflansch als auch zwischen dem Dichtkopf und dem
Siphon angeordnet sein. Diese Anordnungsmöglichkeiten beschreiben unterschiedliche Wirkbereiche, wobei vorzugsweise eine im Übertragungsweg frühzeitige Dämpfung, d.h. nach Möglichkeit bereits in unmittelbarer Erregernähe angestrebt wird.
Zur Dämpfung, d.h. Umwandlung von Bewegungsenergie in eine andere Energieform können die Mittel zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen mit a) innerer Dämpfung, insbesondere Materialdämpfung und/oder b) äußerer Dämpfung ausgeführt sein.
Eine vorteilhafte Ausführung gemäß a) ist dadurch charakterisiert, dass die Mittel zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen Dämpfungsmatten, insbesondere aus Materialien mit elastischen Eigenschaften, wie beispielsweise einem Elastomer umfassen, die zwischen den Fügeflächen von Dichtkopf und
Gestell und/oder Dichtkopf und Siphon, insbesondere dem Steigrohr oder einem dieses tragenden Rohres angeordnet sind, d.h. die unmittelbaren
Anschlusselemente im Fügebereich kontaktieren. Die Dämpfung erfolgt in Abhängigkeit der auftretenden Erregerfrequenz und Amplitude und der
Werkstoffeigenschaften der verwendeten Mittel, insbesondere Dämpfungsmatten.
Für Ausführungen gemäß b) umfassen die Mittel zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen zumindest ein Dämpfungselement, insbesondere einen Schwingungsdämpfer. Dieser kann beispielsweise als mechanischer Dämpfer, insbesondere Federdämpfer, hydraulischer Dämpfer, Flüssigkeitsdämpfer oder eine Kombination aus diesen ausgeführt sein. Die Funktionsweise beruht auf mindestens zwei Massen, die über eine Feder- und/oder Dämpfungskopplung miteinander gekoppelt sind. Diese können direkt in die Verbindung zwischen dem Dichtkopf und dem mit diesem zumindest mittelbar zu verbindenden Element, insbesondere Gestell und/oder Siphon integriert oder aber parallel zur Verbindung angeordnet werden. Der Dämpfer fungiert dabei als elastische Kupplung. Die Verwendung von Dämpfungselementen erlaubt die Verwendung standardisierter Dämpfer und bietet damit eine kostengünstige Lösung. Ferner kann mit derartigen Dämpfungselementen eine Anpassung an eine konkrete Einbausituation vorgenommen werden, insbesondere auch größere Distanzen überbrückt werden.
In besonders vorteilhafter Ausführung wird dazu die Anordnung parallel zur eigentlich vorgesehenen Verbindung erfolgen, wodurch neben einer Anpassung der Dämpferlösung an die Einbausituation auch ein Nachrüsten in bestehenden
Systemen, insbesondere bei einer Zwischenordnung zwischen Dichtkopf und Gestell durch Anlenkung an diese parallel zum Verbindungsbereich zwischen Dichtkopf und Gestell, möglich wird.
Gemäß der zweiten Grundausführung sind die Mittel zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen entweder direkt am Dichtkopf oder einem mit dem Dichtkopf verbundenen Bauteil angeordnet, wobei die Anordnung an einem mit dem Gestell druck- und flüssigkeitsdicht verbundenen Bauteil oder dem Siphon, insbesondere Steigrohr oder einem mit diesem und dem Steigrohr und Dichtkopf verbundenen Element und/oder am im Dichtkopf befestigten Dampfrohr erfolgen kann. In diesem Fall umfassen die Mittel zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen zumindest einen Tilger. Unter einem Tilger wird dabei zumindest eine elastisch zumindest mittelbar mit dem erregten System verbundene Masse verstanden. Die Eigenfrequenz des Tilgers ist auf die Erregerfrequenz ausgelegt, wodurch sich die Wirkung eines derartigen Tilgers bei Änderung dieser verschlechtert. Daher wird vorzugsweise der Tilger mit integrierter Dämpfung ausgeführt. Diese ist vorzugsweise parallel zur elastischen Kopplung der Masse mit dem erregten System angeordnet und ermöglicht dadurch eine Schwingungsdämpfung über größere Bereiche. Der Einsatz des Tilgers bietet den Vorteil einer sehr freien Anordenbarkeit innerhalb der Verbindung zwischen Gestell und Siphon.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung umfasst der Tilger zumindest eine in einem geschlossenen, zumindest teilweise mit einem Fluid befüllten und zumindest mittelbar mit dem Dichtkopf verbundenen Behälter beabstandet zur Innenwandung unter Ausbildung eines Spaltes für den Übertritt von Fluid angeordnete elastisch an diesen angekoppelte Tilgermasse. In einer vorteilhaften Weiterentwicklung sind zwischen der Tilgermasse und der Innenwand des Behälters parallel zur elastischen Ankoppelung Mittel zur Dämpfung, insbesondere Dämpfungskopplung angeordnet, umfassend zumindest einen Dämpfer.
Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf eine konkrete Anwendung der wärmeträgermediumübertragenden Walze oder Zylinder beschränkt, wird jedoch in vorteilhafter Weise in diesen in Maschinen zur Herstellung von Materialbahnen eingesetzt. Die mit einem Wärmeträgermedium beaufschlagbare Walze kann je nach Art und Temperatur des Wärmeträgermediums beispielsweise als Glättwalze, Trockenzylinder oder Kühlwalze ausgeführt sein.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
Figur 1 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung beispielhaft eine Walze mit Anordnungsmöglichkeiten für Mittel zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen; Figuren 2a bis 2c verdeutlichen grundlegende Ausführungen der Mittel zur
Verminderung und Kompensation von Schwingungen;
Figuren 3a und 3b zeigen vorteilhafte Ausführungen von Tilgern frei von und mit integriertem Dämpfungselement.
Die Figur 1 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung eine mit einem Wärmeträgermedium, vorzugsweise Heizmittel in Form von Dampf, insbesondere Heißdampf beaufschlagbare Walze 1 oder Zylinder mit einem Walzen- oder Zylinderhohlkörper 2, nachfolgend nur noch als Walze 1 und Walzenhohlkörper 2 bezeichnet, zur Behandlung von Materialbahnen, insbesondere Faserstoffbahnen in Form von Papier-, Karton- oder Tissuebahnen in einem Axialschnitt. Die Walze 1 , insbesondere der Walzenhohlkörper 2 ist über Lagerzapfen 5.1 , 5.2 an einem Maschinengestell, insbesondere einer Stuhlung 4 gelagert. Der Walzenhohlkörper 2 ist hier als zylindrischer rotierbarer Walzenmantel ausgeführt, der beidseits über Lagerdeckel 3.1 beziehungsweise 3.2 verschlossen ist. Diese bilden mit dem einzelnen Lagerzapfen 5.1 , 5.2 eine bauliche Einheit, wobei diese durch integrale Ausführung oder aber eine entsprechende Verbindung zwischen den Einzelelementen ausgebildet sein kann. Zur Beaufschlagung mit Dampf D sind an der Walze 1 Mittel M1 zur Zufuhr eines Wärmeträgermediums, insbesondere Mittel zur Zufuhr von Dampf D in den Innenraum 6 der Walze 1 vorgesehen. Diese umfassen zumindest ein, in die Walze 1 , insbesondere den vom Walzenhohlkörper 2 umschlossenen lnnenraum 6 stirnseitig einführbares Rohr, welches hier zum Zweck der Zufuhr von Dampf D als Dampfrohr 7 bezeichnet wird. Das Dampfrohr 7 wird dazu durch den Lagerzapfen 5.1 , welcher als Hohlwelle ausgeführt ist, geführt. Der über das Dampfrohr 7 eingeleitete Dampf kondensiert an der Innenwandung 8 des Walzenhohlkörpers 2 im Bereich der Umschlingung mit der Faserstoffbahn. Aufgrund der Rotation der Walze 1 bildet sich ein umlaufender Kondensatring aus. Zur Abfuhr sind Mittel M2 zur Abfuhr von Medien, insbesondere Kondensat oder Kühlfluid vorgesehen. Diese umfassen zumindest einen, insbesondere stationären Siphon 9 mit zumindest einem Mundstück 10, welches in konstantem Abstand zur Innenwandung 8 des Walzenhohlkörpers 1 angeordnet ist und das Kondensat über ein daran anschließendes Steigrohr 11 abführt. Dazu ist das Steigrohr 11 mit einem Abzug 12 für Medien, insbesondere für Kondensat oder Kühlfluid verbunden. Dieser wird im dargestellten Fall auch als Kondensatabfuhrleitung bezeichnet. Dampfzufuhr und Kondensatabzug erfolgen hier über den gleichen Lagerzapfen 5.1.
Das Dampfrohr 7 kann an zumindest eine mit einer Dampfbereitstellungseinheit verbundene Dampfzufuhr, insbesondere Dampfzuleitung 13 gekoppelt sein. Die Führung durch den drehbaren Lagerzapfen 5.1 erfolgt dabei durch einen, eine Drehdurchführung bildenden Dichtkopf 14, welcher aufgrund seiner Eigenschaft der Führung von Dampf auch als Dampfkopf bezeichnet wird. Bei diesem handelt es sich um eine Drehdurchführung zwischen einem rotierenden Bauteil, hier dem Lagerzapfen 5.1 und den Anschlüssen, insbesondere dem Abzug 12 für Medien, insbesondere Kondensat oder Kühlfluid und der Dampfzufuhr 13. Der Dichtkopf 14 ist mit dem Gestell, insbesondere der Stuhlung 4 verbunden und dichtet den Innenraum 6 gegenüber der Umgebung der Walze 1 ab. Dazu ist zumindest eine Dichteinrichtung 15 zwischen diesem und dem Lagerzapfen 5.1 vorgesehen. Durch den Dichtkopf 14 wird die Dampfzufuhr 13 mit dem Dampfrohr 7 verbunden, ferner das Steigrohr 11 mit dem Abzug 12 für Medien, insbesondere Kondensat oder Kühlfluid. Dabei erfolgt im dargestellten Fall die Führung sowohl von Dampfrohr 7 als auch Steigrohr 11 durch den Lagerzapfen 5.1. Das Mundstück 10 wird über das Steigrohr 11 in seiner Lage gegenüber der Innenwandung 8 des Zylinders 2 gehalten. Der Abzug 12 für Medien, insbesondere Kondensat oder Kühlfluid ist im Lagerzapfen 5.1 vorzugsweise koaxial zu diesem angeordnet und erstreckt sich aus dem Innenraum 6 des Walzenhohlkörpers 2 bis in den Bereich des Lagerdeckels 3.1 , insbesondere über diesen hinaus durch den Lagerzapfen 5.1 beziehungsweise den mit diesem gekoppelten Dichtkopf 14. Dabei wird zwischen der Außenwandung des Steigrohres 11 im Bereich des Lagerzapfens
5.1 und der Innenwandung des Lagerzapfens 5.1 , hier des Dampfrohres 7, ein Ringspalt gebildet. Vorzugsweise ist das Steigrohr 11 oder ein dieses tragendes Rohr innerhalb des mit dem Dichtkopf 14 verbundenen Dampfrohrs 7 geführt. Dabei wird ebenfalls ein Spalt zwischen Dampfrohr 7 und Steigrohr 11 beziehungsweise das dieses tragende Tragrohr gebildet. Die Wirkungsweise gestaltet sich wie Folgt:
Durch die Dampfzufuhr 13 wird Dampf D zugeleitet. Dieser gelangt über den Dichtkopf 14 durch den Ringspalt in den Innenraum des Walzenhohlkörpers 1 und beaufschlagt die Innenwandung 8 des Walzenhohlkörpers 1. Dabei bildet sich an dieser das Kondensat. Aufgrund der hohen Umdrehungsgeschwindigkeit bildet das Kondensat einen geschlossenen Ring an der Innenwandung 8, der mit der
Rotation des Walzenhohlkörpers 1 mit umläuft. Dieser rotierende Kondensatring wird vom Mundstück 10 aufgenommen. Dabei strömt das Kondensat mit voller
Geschwindigkeit in dieses ein, von wo es aufwärts in die Steigleitung 11 fließt. Die
Kondensatabfuhr zum Abzug 12 für Medien, insbesondere Kondensat erfolgt unter
Ausnutzung der dem Kondensat inne wohnenden Bewegungsenergie unabhängig von den Druckunterschieden.
Um die durch den bei Betrieb der Walze 1 am Gestell eingeleiteten Kräfte und Schwingungen erzeugten Verformungen und Verbiegungen der Lagerzapfen 5.1 ,
5.2 tragenden Stuhlung 4 eingeleitete Schwingungen nicht auf den Siphon 9 zu übertragen und die dadurch bedingte Verschlechterung der Kondensatableitung zu vermeiden, sind erfindungsgemäß zur Kompensation der Schwingungen Mittel 17.1 bis 17.n, hier beispielhaft 17.1 bis 17.7 zur Verminderung oder Kompensation von Schwingungen zwischen dem Dichtkopf 14 und den Anschlusselementen, insbesondere dem Siphon 9, insbesondere dem Steigrohr 11 , als auch dem Dichtkopf 14 und der Stuhlung 4 vorgesehen. Die Mittel 17.1 bis 17.n können dabei verschiedenartig ausgebildet sein und werden im Wesentlichen im Hinblick auf ihre Anordnung modifiziert. Dabei kann nur eines der Mittel 17.1 bis 17.7 oder eine Mehrzahl von diesen vorgesehen werden. Die Anordnungsmöglichkeiten der Mittel 17.1 bis 17.7 zur Verminderung oder Kompensation von Schwingungen sind mit X in der Figur 1 eingetragen. Dabei können alle Anordnungsmöglichkeiten oder nur eine oder einzelne gewählt werden.
Die Mittel 17.1 bis 17.7 können dabei Dämpfungselemente in Form von Dämpfungsmatten, Dämpfer verschiedener Bauart, Flüssigkeitsdämpfer oder Tilger umfassen. Jedes dieser Systeme muss dabei geeignet sein, Schwingungen zu kompensieren. Dabei werden durch Erhöhung der am System befindlichen Dämpfung Schäden und eine Beeinträchtigung der Kondensatabfuhr aufgrund von Schwingungen generell vermieden.
Die Mittel 17.1 zur Dämpfung sind zwischen Dichtkopf 14 und Stuhlung 4 angeordnet, insbesondere zwischen den Fügeflächen 19.1 und 19.2 von Dichtkopf 14 und Stuhlung 4 im Verbindungsbereich 18 dieser. Bei diesem handelt es sich dabei um eine Anordnung zumindest in einem Befestigungsbereich des Dichtkopfes 14 an der Stuhlung 4. Vorzugsweise werden die Mittel 17.1 nicht nur im Bereich der Anordnung der Befestigungselemente angeordnet, sondern über die gesamten Fügeflächen 19.1 von Dichtkopf und 19.2 an der Stuhlung 4. Eine derartige Anordnung ist beispielhaft für die Ausführung des Verbindungsbereiches 18 zwischen Dichtkopf 14 und Stuhlung 4 in stark schematisierter Darstellung in Figur 2a wiedergegeben. Die Mittel 17.1 umfassen dazu zumindest ein Dämpfungselement 20 in Form von Dämpfungsmatten, vorzugsweise flächigen Gebilden. Die Dämpfungswirkung wird durch die Materialeigenschaften der Dämpfungsmatten erzeugt. In besonders vorteilhafter Weise werden diese Dämpfungsmatten als flexible flächige Gebilde, die an die Form der Fügeflächen 19.1 , 19.2 anpassbar sind, und die an der Anschlussfläche direkt anliegen ausgeführt. Das Anliegen erfolgt dabei vorzugsweise vollflächig. Denkbar ist auch eine Unterteilung in einzelne Teilbereiche, die zu einer Gesamtfläche zusammengesetzt werden können. Dadurch kann auf standardisierte Dämpfungsmatten zurückgegriffen werden. Beispielsweise finden Elastomere und/oder Stahlwolle Anwendung.
Diese Ausführung kann in Analogie auch für die hier im einzelnen nicht dargestellten Fügeflächen zwischen Siphon 9, insbesondere dem Steigrohr 11 und dem Dichtkopf 14 entsprechend Anordnung X der Mittel 17.2 eingesetzt werden. Dabei kann es sich bei den Fügeflächen um ebene Flächen und/oder gekrümmt ausgeführte Flächen handeln. Die Mittel 17.2 können dabei je nach Anbindung des Steigrohres 11 an den Dichtkopf 14, entweder direkt zwischen diesem und dem Dichtkopf 14 oder dem Dichtkopf 14 und einem Tragelement, insbesondere Tragrohr angeordnet werden.
In einer weiteren Ausführung, wie beispielhaft für die Mittel 17.3 in Figur 2b verdeutlicht, kann zusätzlich oder alternativ der Dichtkopf 14 durch Dämpfungselemente 21 an der Stuhlung 4 abgestützt werden. Als derartige Dämpfungselemente 21 finden vorzugsweise Dämpfungselemente in Form von mechanischen Dämpfern, insbesondere Federdämpfern, hydraulischen Dämpfern oder Flüssigkeitsdämpfern Verwendung. Diese umfassen zumindest Mittel FK zur Federkopplung und Mittel DK zur Dämpfungskopplung 2. Im einfachsten Fall handelt es sich hierbei um ein einfaches Feder-Masse-System, über das die Dämpfung erzeugt werden kann und das bei Anregung die Schwingungsenergie in eine andere Energieform umwandelt. Die einzelnen Massen werden dabei direkt von den Anschlusselementen gebildet. Die Mittel 17.3 sind in der Anordnung gemäß Figur 1 in der Ausführung gemäß Figur 2b außerhalb des Verbindungsbereiches 18 und hinsichtlich ihrer Wirkungsrichtung parallel zum Verbindungsbereich 18 angeordnet.
Denkbar ist auch eine hier im einzelnen nicht dargestellte Ausführung mit Anordnung von Dämpfungselementen 21 direkt im Verbindungsbereich 18 zwischen den Fügeflächen 19.1 , 19.2 von Dichtkopf 14 und Stuhlung 4 entsprechend der Anordnung der Mittel 17.1 in Figur 1 oder zwischen den Fügeflächen 19.1 , 19.2 von Dichtkopf 14 und Siphon 9 entsprechend der Anordnung der Mittel 17.2 in Figur 1 und damit in Reihe zum Verbindungsbereich 18.
Weitere Mittel 17.4 bis 17.7 beschreiben Anordnungen von Tilgern 22 mit und ohne Dämpfung am Dichtkopf 14 oder einem mit diesen verbundenen Element, insbesondere Steigrohr 11 , Dampfrohr 7 oder bei Ausführung der Ankopplung und Ausbildung des Steigrohres 11 mit einem, von einem Tragrohr gebildeten Bereich am Tragrohr. Dies umfassen zumindest eine am erregten Element, insbesondere Dichtkopf 14 oder Steigrohr 11 , Dampfrohr 7 oder Ausführungen ohne Dampfzufuhr am Tragrohr elastisch angekoppelte und freischwingbare Tilgermasse mτ, deren Eigenfrequenz auf die Erregerfrequenz ausgelegt ist. Die Ankoppelung der Tilgermasse mτ erfolgt über Mittel FK zur Federkopplung. Eine derartige Ausführung der Mittel 17.4 ist in schematisiert vereinfachter Darstellung zur Verdeutlichung des Aufbaus in Figur 2c für die Ankoppelung der Tilgermasse mτ an den Dichtkopf 14 beschrieben. Dabei kann aber auch die Anordnung des Tilgers 22 am Steigrohr 11 , Tragrohr oder Dampfrohr 7 sowie jeweils an beliebiger Stelle an diesen erfolgen, vorzugsweise an einem in Längsrichtung der Walze 1 in den Innenraum 6 weisenden Bereich. Zur Erhöhung der Dämpfungswirkung ist es in einer besonders vorteilhaften, hier jedoch nicht dargestellten Ausführung vorgesehen, den Tilger 22 mit Mitteln DK zur Dämpfungskopplung zwischen Tilgermasse mτ und erregter Komponente, insbesondere Dichtkopf 14 oder hier nicht dargestellt Steigrohr 11 , Tragrohr oder Dampfrohr 7 auszuführen. Die Anordnung der Mittel zur DK erfolgt parallel zur elastischen Ankopplung der Tilgermasse mτ.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung wird ein Flüssigkeitstilger eingesetzt, wobei hier in besonders einfacher Art und Weise dieser von einem geschlossenen Behältnis gebildet wird, das zumindest teilweise mit einem Medium, insbesondere
Fluid befüllt ist. Dabei werden im Falle von Schwingungen die an der Oberfläche der Flüssigkeit auftretenden Bewegungen zur Dissipation von Schwingungsenergie genutzt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung besteht gemäß den Figuren 3a und 3b darin, als Mittel 17.4 bis 17.7 einen Tilger 23 in Form eines Zweimassensystems aus einer Primär- und einer Sekundärmasse, insbesondere erster Masse m und Tilgungsmasse mτ vorzusehen, wobei die zumindest eine Tilgungsmasse mτ über Mittel FK zur Federkopplung und gemäß Figur 3b zusätzliche Mittel DK zur Dämpfungskopplung mit der ersten Masse m gekoppelt ist und die erste Masse mit einem Element des Systems, insbesondere dem Dichtkopf 14 oder einem mit diesem verbundenen Element, insbesondere Steigrohr 11 , Dampfrohr 7 oder Tragrohr verbunden ist oder von diesem gebildet wird und die zweite Masse mτ frei schwingend an der ersten Masse m über die Mittel FK zur Feder- und Dämpfungskopplung DK gelagert ist.
Die Figur 3a verdeutlicht dabei schematisiert stark vereinfacht eine erste Ausführung derartiger Tilger 23. Gemäß dieser ist lediglich ein offener oder geschlossener Behälter 24 vorgesehen, der eine erste Masse m bildet, in dem eine Tilgermasse mτ über Mittel FK zur Federkopplung, insbesondere über ein Federelement befestigt ist und die Schwingung durch die Bewegung beziehungsweise Umwandlung der Tilgermasse mτ in Bewegungsenergie kompensiert wird. Der Behälter 24 kann ganz oder teilweise mit Flüssigkeit gefüllt sein. Bei einer Relativbewegung der Tilgermasse mτ gegenüber dem Gefäß muss die Flüssigkeit durch den Spalt zwischen Innenwandung des Behälters 24 und Tilgermasse mτ durchfließen, was zu einer entsprechenden Dämpfungswirkung führt. Der Behälter 24 kann aber auch offen und frei von Flüssigkeit ausgeführt sein.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung können im in der Figur 3a dargestellten System zusätzlich Mittel DK zur Dämpfungskopplung vorgesehen werden. Dazu wird zusätzlich zur Federkopplung FK zwischen Tilgermasse mτ und Behälter 24 ein Dämpfungselement angeordnet. Bei diesem kann es sich um einen Reibungsdämpfer, einen hydraulischen Dämpfer, Dämpfungsmatten etc. handeln.
Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf die dargestellten Ausführungen beschränkt. Entscheidend ist, dass der Anteil an Dämpfung im System erhöht wird, um die Schwingungen und deren negative Einflüsse zu kompensieren. Die Wahl der Ausführung der einzelnen Mittel erfolgt in Abhängigkeit der Einbausituation und der zu kompensierenden Schwingungen. Dabei können generell zur Dämpfung unterschiedliche Funktionssysteme, insbesondere mit innerer oder äußerer Dämpfung sowie hinsichtlich der Ausführung der Dämpfungskopplung mit mechanischer, hydraulischer oder anderer Dämpfung zum Einsatz gelangen.
Die in Figur 1 dargestellte Ausführung zum Medienabzug und die Anordnung der Mittel zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen in einer mit einem Wärmeträgermedium, insbesondere Dampf beaufschlagbaren Walze 1 stellt eine besonders vorteilhafte Anwendung dar, ist jedoch nicht auf diese beschränkt. Die erfindungsgemäße Lösung ist für jegliche Ausführung der Mittel zur Abfuhr von Medien, insbesondere Kondensat oder Kühlfluid durch einen Lagerzapfen der Walze 1 geeignet, unabhängig von einer Anordnung einer Dampfzufuhr oder der Zufuhr eines anderen Wärmeträgermediums, insbesondere Heiz- oder Kühlmittels.
Bei einer Ausführung der Walze 1 gemäß Figur 1 ohne Dampfzufuhr über den Lagerzapfen 5.1 erfolgt die ansonsten beschriebene Anordnung der Mittel zur Dämpfung am Dampfrohr an einem mit dem Dichtkopf verbundenen Tragrohr. Bezugszeichenliste
1 Walze- oder Zylinder
Walze- oder Zylinderhohlkörper
3.1 , 3.N (2 Lagerdeckel
4 Stuhlung
5.1 , 5.2 Lagerzapfen Lagerdeckel
6 Innenraum
7 Dampfrohr
8 Innenwandung
9 Siphon
10 Mundstück
11 Steigrohr
12 Abzug für Medien, insbesondere Kondensat oder
Kühlfluid, insbesondere Kondensatabfuhrleitung
13 Dampfzuleitung
14 Drehdurchführung, Dampfkopf
15 Dichteinrichtung
16 Ringspalt
17.1 bis 17.7 Mittel zur Dämpfung
18 Verbindungsbereich
19.1 , 19.2 Fügefläche
20 Dämpfungselement
21 Dämpfungselement
22 Tilger
23 Tilger
24 Dämpfungselement
D Dampf
FK Mittel zur Federkopplung
DK Mittel zur Dämpfungskopplung m erste Masse mτ Tilgermasse M1 Mittel zur Dampfzufuhr M2 Mittel zur Kondensatabfuhr

Claims

Patentansprüche
1. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) mit einem Walzen- oder Zylinderhohlkörper (2) mit stirnseitig zentrisch angeordneten Lagerzapfen (5.1 , 5.2) zur drehbaren Lagerung in einem Gestell (4) und Mitteln (M2) zur Abfuhr von Medien, insbesondere Kondensat oder Fluid aus dem vom Walzen- oder Zylinderhohlkörper (2) umschlossenen Innenraum (6), umfassend einen aus einem Mundstück (10) und einem Steigrohr (11 ) gebildeten Siphon (9), wobei das Steigrohr (11 ) direkt oder über weitere Zwischenelemente durch einen der Lagerzapfen (5.1 , 5.2) aus dem Walzen- oder Zylinderhohlkörper (2) herausgeführt ist und über einen am Gestell (4) befestigten Dichtkopf (14) mit einem Abzug (12) für Medien, insbesondere für Kondensat oder Kühlfluid koppelbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gestell (4) und dem Siphon (9) Mittel (17.1-17.7) zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen vorgesehen sind.
2. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass diese Mittel (M1 ) zur Dampfzufuhr umfasst, mit zumindest einem über den Dichtkopf (14) mit zumindest einer Dampfzufuhr (13) verbindbaren Dampfrohr (7).
3. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (17.1 -17.7) zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen dem Dichtkopf (14) zumindest mittelbar zugeordnet sind.
4. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (17.1 -17.3) zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen zwischen dem Dichtkopf (14) und einem mit dem Dichtkopf
(14) verbundenen Bauteil (7, 9, 11 , 4) angeordnet sind.
5. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (17.1 , 17.3) zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen zwischen dem Dichtkopf (14) und dem Gestell (4) oder einem mit dem Gestell (4) druck- und flüssigkeitsdicht verbundenen Bauteil angeordnet sind.
6. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (17.2) zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen zwischen dem Dichtkopf (14) und dem Siphon (9), insbesondere Steigrohr
(11 ) angeordnet sind.
7. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (17.1 , 17.2) zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen mit innerer Dämpfung, insbesondere Materialdämpfung ausgeführt sind.
8. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (17.1 , 17.2) zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen Dämpfungsmatten, insbesondere aus einem Elastomer umfassen, die zwischen den Fügeflächen (19.1 , 19.2) von Dichtkopf (14) und Gestell (4) und/oder Siphon (9) angeordnet sind.
9. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (17.1 -17.3) zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen mit äußerer Dämpfung ausgeführt sind.
10. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (17.1 -17.3) zur Minderung oder Kompensation von
Schwingungen zumindest ein Dämpfungselement (20, 21 ), insbesondere einen Schwingungsdämpfer mit Mitteln (FK) zur Federkopplung und Mitteln (DK) zur Dämpfungskopplung umfassen.
11. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (DK) zur Dämpfungskopplung parallel zur Verbindung im Verbindungsbereich (18) zwischen Dichtkopf (14) und Gestell (4) oder Siphon (9) angeordnet sind.
12. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (DK) zur Dämpfungskopplung in Reihe zur Verbindung im
Verbindungsbereich (18) zwischen Dichtkopf (14) und Gestell (4) oder Siphon (9) angeordnet sind.
13. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Schwingungsdämpfer als mechanischer Dämpfer, insbesondere Federdämpfer ausgeführt ist.
14. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Schwingungsdämpfer als hydraulischer Dämpfer ausgeführt ist.
15. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Schwingungsdämpfer als Flüssigkeitsdämpfer ausgeführt ist.
16. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (17.4-17.7) zur Minderung oder Kompensation von
Schwingungen am Dichtkopf (14) oder einem mit dem Dichtkopf (14) verbundenen Bauteil angeordnet sind.
17. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (17.1 -17.3) zur Minderung oder Kompensation von
Schwingungen an einem mit dem Gestell (4) druck- und flüssigkeitsdicht verbundenen Bauteil angeordnet sind.
18. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (17.5, 17.6, 17.7) zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen am Siphon (9), insbesondere Steigrohr (11 ) oder einem mit diesem und dem Dichtkopf (14) verbundenen Element angeordnet sind.
19. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (17.5) zur Minderung oder Kompensation von Schwingungen am Dampfrohr (7) angeordnet sind.
20. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (17.4-17.7) zur Minderung oder Kompensation von
Schwingungen zumindest einen Tilger (22, 23) umfassen.
21. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Tilger (22, 23) zumindest eine elastisch zumindest mittelbar mit dem Dichtkopf (14) verbundene und frei schwingbare Tilgermasse (mτ) umfasst.
22. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach einem der Ansprüche 16 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (17.4-17.7) zur Minderung oder Kompensation von
Schwingungen einen Tilger (23) mit Mitteln (DK) zur Dämpfungskopplung zwischen Tilgermasse (mτ) und erregter Masse (m) umfassen.
23. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Tilger (22, 23) zumindest eine in einem geschlossenen, zumindest teilweise mit einem Fluid befüllten und zumindest mittelbar mit dem Dichtkopf (14) verbundenen Behälter (24), beabstandet zur Innenwand des Behälters (24) unter Ausbildung eines Spaltes für den Übertritt von Fluid angeordnete elastisch an diesen angekoppelte Tilgermasse (mτ) umfasst.
24. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Tilgermasse (mτ) und der Innenwand des Behälters (24) parallel zur elastischen Ankoppelung zumindest ein Dämpfungselement angeordnet ist.
25. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Steigrohr (11 ) direkt oder über weitere Zwischenelemente und das Dampfrohr (7) der Mittel (M1 ) zur Dampfzufuhr durch den gleichen Lagerzapfen (5.1 , 5.2) geführt sind.
26. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit einem Heizmittel, insbesondere Dampf (D) beaufschlagbar ist.
27. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Glättwalze in einem Glättwerk bildet.
28. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Trockenzylinder bildet.
29. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit einem Kühlfluid beaufschlagbar ist.
30. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Kühlzylinder ausgeführt ist.
31. Wärmeträgermediumbeaufschlagbare Walze oder Zylinder (1 ) nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Walze in einem Streichaggregat ausgeführt ist.
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