FI58174C - Torkcylinder - Google Patents

Description

RSF^l M (11)KUULUTUSJULKA.SU CQ-J74

JjSTff U ' ' UTLÄCGN I NGSSKRIFT ^ 0 ' 1 ** V C Patentti ayönne l ty 10 1C 1920 ' Patent raeddelat ^ v ^ (51) Kv.lk?/fnt.CI.3 D 21 P 5/10 SUOMI —FINLAND (21) P«t*ntdh.k*flw*-I*.nttn»6knln| 762130 (22) H«k«mltpUyi—>Amaknlnpdti 2J.0J. j6 (23) AlkupUvt—Giltlgh«tsd«f 27.07*76 (41) Tulkit luikituksi — Bllvlt off«*ll( 07.02.77

Patentti· ja rekisterihallitut (44) Nthttvtksipunon ja kuut|utksisun pvm.—

Patent· och registerstyrelaen ' AmMcm uttagd ech utUkrWun publicwad 29.0o. 80 “ (32)(33)(31) Pyydetty «tuolkeus—Befird prlorltat 06.08.75

Sveitsi-Schweiz(CH) 10237/75 (71) Escher Wyss G.m.b.H., Ravensburg/Wiirtt., Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Guntram Feurstein, Weingarten, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7*0 Oy Kolster Ab (5*0 Kuivaussylinteri - Torkcylinder

Keksintö kohdistuu kuivaussylinteriin varsinkin paperikoneita varten, jossa käytetään kondensoituvalla höyryllä suoritettavaa höyrykuumennusta ja jossa on sylinterivaippa, joka on varustettu sisäkehäurilla, joihin sylinteriin kiinnitetyt ja tämän kanssa kiertyvät kondensaattia varten olevat pois-^ toputket kiinnittyvät.

Tämän lajiset kuivaussylinterit ovat tunnettuja esim. länsisaksalaises-ta patenttijulkaisusta 497 034· Näissä tunnetuissa kuivaussylintereissä lin-— gotaan sylinterissä muodostunut kondensaatti urien välissä olevista rivois ta uriin. Rivat ovat sen vuoksi käytössä vapaat kondensaattikerroksesta, mikä vaikuttaisi eristävästi. Uriin kertynyt kondensaatti johdetaan pois sylinteristä sylinterissä vaikuttavan höyrynpaineen vaikutuksen alaisena.

Urissa oleva kondenssivesi virtaa käytössä poistoputkiin, joista jokaiseen uraan kehälle on sovitettu kaksi tai useampia. Kondensaatti on tällöin toisaalta alttiina keskipakovoiman vaikutukselle ja toisaalta painovoiman vaikutukselle. Jos keskipakovoima vaikuttaisi yksinään, olisi seurauksena korkeudeltaan yhtenäisen kondensaattikerroksen muodostuminen yksittäisiin uriin. Painovoima aiheuttaa kondensaatin nestepinnan nousemisen 2 58174 sylinterin yälalueella olevissa urissa, jolloin kohta,jossa on korkein nesteen pinnan taso,kitkan vaikutuksesta on siirtynyt hieman sylinterin pyörimis -suunnassa korkeimman kohtansa suhteen. Painovoiman vaikutuksen alaisena syntyvät siten sylinteriin kondenssiveden häiriöt, jotka siirtyvät poistoput-kessa oleviksi häiriöiksi.

Edellä kuvattua lajia olevassa normalissa kuivaussylinterissä saada nämä virtaukset olennaisesti laminaareiksi, niin että lämmön siirtyminen kondensaatin ja urien seinän välillä on suhteellisen huono.

Lämmön siirtymisen parantamiseksi on urittamattomissa, sileän sisäseinän omaavissa kuivaussylintereissä länsisaksalaisen hakemusjulkaisun 2 257 799 mukaan ehdotettu, että aikaansaadaan pitkittäislistoilla edestä- — kainen kondensaatin heiluntaliike painovoiman vaikutuksen alaisena, jolloin tietyissä olosuhteissa syntyy resonanssi. Tällöin esiintyvissä suuremmissa virtausnopeuksissa saavutetaan kondensaatin ja sylinterin seinän välillä — parempi lämmön siirtyminen.

Hojautuen tähän ehdotukseen esitetään länsisaksalaisessa hakemus-julkaisussa 23 38 922, että uritetun kuivaussylinterin kehäuriin sovitetaan sulkuelementtejä,jotka sulkevat ainakin uran pohjan alueella olevan osan uran poikkileikkauksesta.

Tämän keksinnön päämääränä on luoda sellainen kuivaussylinteri, jossa saavutetaan uudella tavalla kondensaatin ja vaippapinnan välisen lämmön siirtymisen parantuminen uritetun sylinterin kehäurissa.

Keksinnön mukainen kuivaussylinteri, jolla tämä päämäärä saavutetaan ja jonka uriin on sovitettu turbulenssintuottajia, joissa jokaisessa on ainakin yksi urien kehän suunnan suhteen poikittain kulkeva poikittaisosa, joka on sovitettu kyseessä olevan uran pohjan alueelle, on tunnettu siitä, että poikittaisosan alarajan ja uran syvimmän kohdan välillä on tietty matka, joka on vähintään 0,5 mm, että poikittaisosan ylärajan korkeus laskettuna uran syvimmästä kohdasta on korkeintaan 10 mm ja että vierekkäisten poikittaisosien etäisyys on 5··.100-kertainen niiden korkeuteen verrattuna.

Keksinnön mukaisesti varustetut turbulenssintuottajat synnyttävät pyörteisen kondensaatin virtauksen koko poikkileikkaukseen, koska niiden ympäri voi kondensaatti virrata myös alhaalta Vastakohtana länsisaksalaisessa hakemusjulkaisussa 23 38 922 esitettyyn ratkaisuun verrattuna parannetaan jopa lämmön siirtymistä turbulenssintuottajien poikittaisosien alapuolelle muiden kohtien suhteen, koska siellä syntyy suurempi virtausnopeus. Kondensaatin koko virtauspoikkileikkauksessa muodostuneesta turbulenssivirtauksesta on seurauksena, että syntyy lämmön kulkeutuminen kondensoituvasta höyrystä urien pohjaan pyörteen läpi niin että kondensaatin eri korkeudet vaikuttavat kui-vaussylinterin kehällä vähemmän . Lisäksi kondensaatin merkittävästi kohon- 5 58174 neen pyörteisyyden johdosta verrattuna tunnettuun sovellutukseen lämmön siirtyminen paranee olennaisesti.

Poikittaisosan alarajan ja uran syvimmän kohdan välinen etäisyys on vähintään 0,5 nun. Tällä tavalla taataan kondensaatin riittävän virtauspoik-kileikkauksen säilyminen poikittaisosan alapuolella.

Toisaalta on poikittaisosan ylärajan suurin etäisyys uran syvimmästä kohdasta 10 mm. Poikittaisosien turbulenssivaikutus on nimittäin parhaimmillaan, kun ne ovat täydellisesti uponneet kondensaatiin.

Edullisesti voi poikittaisosalla sen pituusakselin suhteen kohtisuoras-w sa poikkileikkauksessa olla poikkileikkausmuoto, jonka suurin mitta on korkeintaan kolminkertainen pienempään mittaan verrattuna. Tällainen poikkileikkausmuoto on osoittautunut turbulenssin muodostumisen kannalta erittäin edulliseksi.

Erittäin sopivassa sovellutusmuodossa voi poikittaisosalla olla pyöreä poikkileikkaus. Tällaisten poikittaisosien valmistaminen langasta on erittäin yksinkertaista ja halpaa. On kuitenkin ymmärrettävää, että poikit-taisosilla voi olla esim. suorakulmainen poikkileikkaus.

Koska keksinnön mukaiset turbulenssintuottajat toimivat vain turbulenssin muodostamiseksi kondensaatin virtaukseen eikä niillä pyritä resonanssi-ilmiöihin, ei poikittaisosien etäisyys kehän suunnassa toisistaan ole kriittinen. Optimaalisen vaikutuksen saavuttamiseksi on tämä viereisten poikittaisosien etäisyys 5-100-kertainen verrattuna niiden korkeuteen sylinterin säteen suunnassa.

Poikittaisosat voivat olla U-sniotcisia tai rengasmaisia, jotka kiilataan uriin.

Edullisesti voi kuitenkin turbulenssituottajilla olla urien sisään pantujen nauhojen muoto, joissa on säännöllisin etäisyyksin sovitettuja poikittaisosia. Tällä tavoin muodostetut turbulenssintuottajat ovat valmistuksensa samoin kuin asennuksensa suhteen yksinkertaisia ja tällöin erityisen toimivia.

Edullisessa sovellutusmuodossa voivat turbulenssintuottajat muodostua langasta ja käsittää ainakin yhden uran pituussuunnassa kulkevan langan, johon on kiinnitetty poikittaisosat muodostavat lankaosat. Tällaiset turbulenssintuottajat ovat hyvin yksinkertaisia ja ne voidaan kiinnittää yksinkertaisella tavalla uriin puristamalla nauha sisään tai kiristämällä. Turbulenssintuottajat voivat kuitenkin olla myös revitettyjä nauhoja, joissa on stanssattuja aukkoja.

Lopuksi on myös sellainen turbulenssintuottajien sovellutusmuoto mahdollinen, jossa nämä nauhat muodostuvat ristikkomaieesti sovitetuista.

4 58174 vinosti uran kehän suunnan suhteen kulkevista langanosista. Tässä sovellu-tusmuodossa, jossa on edellä mainitun sovellutusmuodon edut» ei kuitenkaan synny joissakin olosuhteissa toivottua kondensaatin virtauksen poikittais-liikettä uran pituussuunnan suhteen, joka on langan osien vinon kulun aiheuttama.

Keksintöä selostetaan joidenkin piirustuksissa kaavamaisesti esitettyjen sovellutuemuotojen avulla. Piirustuksissa esittää: kuvio 1 kaavamaista kuvaa osaleikkauksena keksinnön mukaisesta kuivaussylinteristä paperikonetta varten, kuvio 2 osaleikkausta kuviosta 1 suuremmassa mittakaavassa kuvaten sylinterin vaipan kahta ripaa ja niiden välissä olevaa uraa, johon on sovitettu turbulenssintuottajan eräs sovellutusmuoto, kuvio 3 kuvan 2 turbulenssintuottajan osaa päältä katsottuna, kuvio 4 turbulenssituottajan toisen sovellutusmuodon kuvaa 2 vastaa-vaa osakuvaa, kuvio 5 kuvitin 2 viivan IV-IV mukaista osakuvaa, kuviot 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 ja 13 kuviota 2 vastaavia osaleikkauksia ja niihin kuuluvia päältä katsottuja kuvia turbulenssintuottajan muista sovellutusmuodoista.

Kuviossa 1 on kuvattu kuivaussylinteri, jossa on sylinterin vaippa 1. Kuivaussylinterissä on tila 2 sisään johdettavaa kuumaa höyryä varten ja tila 3 kondensaatin poisjohtamiseksi. Tilat 2 ja 3 ovat kanavien kanssa yhteydessä tapeilla 4 joihin liittyvät höyryjohto 5 ja kondensaattijohto 6.

Tilasta 2 sisäänjohdettu höyry pääsee ulosmenoputkien 7 kautta sylinterin sisätilaan 8. Höyry kondensoituu tunnetulla tavalla sylinterin sisäseinälle, varsinkin kuivatottavan materiaalin jäähdyttämälle vaipalle 1. Kondensaatti kerääntyy uriin 10, jotka on muodostettu sylinterin vaippaan 1. Urista 10 johdetaan kondensaatti poistoputkein 11 kautta, jotka kiinnittyvät yksittäisiin uriin 10. Poistoputkista 11 kondensaatti pääsee yhdessä höyryn osan kanssa keruuputkeen 12 ja tästä kondensaattitilaan 3» josta se johdetaan kondensaattijohdon 6 kautta pois.

Kuvio 2 esittää leikkauksena uraa 10, jossa on tähän rajoittuvat rivat 13. Urassa 10 on poistojohto 11, Joka ulottuu uran 10 pohjan 14 läheisyyteen.

Keksinnön mukaan on uraan 10 sovitettu turbulenssintuottaja 15, jolla on kuviota 3 vastaavasti nauhan muoto, joka muodostuu kahdesta urien 10 pituussuunnassa kulkevasta langasta 16 ja siihen kiinnitetyistä poikit-taisosista 17· Poikittaisosat 17 on muodostettu langan osista ja niillä on tässä tapauksessa yhtä suuri halkaisija D kuin langoilla 16.

5 58174

Kuvio 4* joka esittää leikkausta IV-IY kuviosta 2, esittää turbulens-sintuottajan 15 toimintatapaa.

Kuten jo mainittiin, käytössä kondensaatti virtaa sylinterin vaipan kehältä yksittäisurissa 10 oleviin poistoputkiin 11. Samanaikaisesti saadaan sylinterin vaipan suhteen edestakainen virtausliike kondensaatille painovoiman vaikutuksesta. Käissä virtauksissa tulee urissa 10 oleva konden-saatti pyörteiseksi, kuten on kuvattu nuolilla P kuviossa 4· Tämän pyörtei-syyden avulla parannetaan toisaalta kondensaatin ja seinän varsinkin uran 10 pohjan välistä lämmön siirtymistä. Samanaikaisesti parannetaan myöskin lämmön siirtymistä tilassa Q olevasta höyrystä uran 10 pohjaan, jolloin kondensaattikerroksen paksuus urassa sylinterin vaipan 1 säteen suunnassa tehokkaan lämmön kuljetuksen vuoksi menettää vaikutuksensa.

Halutun vaikutuksen saavuttamiseksi täytyy poikittaisosan 17 alarajan ja uran 10 syvimmän kohdaan, tässä tapauksessa pohjan 14 välillä olla ainakin 0,5 mm:n etäisyys A. Tämän avulla varmistetaan, kuten kuviossa 4 kuvataan, että kondensaatti voi virrata riittävässä määrin myös poikittais-osien 17 alapuolelle ja ettei turbulenssin tuottajien alueen alapuolelle voi muodostua seisovan veden aluetta.

Toisaalta tulisi poikittaisosan 17 ylärajan suurimman etäisyyden H uran 10 syvimmästä kohdasta olla korkeintaan 10 mm. Käytössä tulee nimittäin olla varmistettu, että poikittaisosat ovat sillä lailla upotetut kondensaat-tiin, että tämä virtaa myös poikittaisosien yli.

Koska esillä olevissa turbulenssin tuottajissa on kysymyksessä turbulenssin muodostamisen pelkät elementit eikä synny resonanssi-ilmiöitä kuten edellä mainituissa tunnetuissa laitteissa, ei poikittaiosien 17 keskinäinen etäisyys ole kriittinen. On kuitenkin ymmärrettävää, että turbulenssin-tuottajien kuvion 4 yksittäisten poikittaisosiai välisen etäisyyden ollessa liian suuri teho ei ole kovin hyvä. Jos toisaalta poikittaisosat 17 ovat lii- . an lähellä toisiaan, nousee turbulenssientuottajan toimivuus vain merki-tyksettömästi eikä suhteessa kustannusten nousemiseen. Sellainen viereisten poikittaisosien välinen etäisyys on osoittautunut optimaaliseksi, jossa 5-100-kertainen poikittaisosien korkeus H on kohtisuorasti sylinterin vaipan kehän suunnan suhteen.

Kuvioiden 1-4 mukaisessa esimerkissä poikittaisosat 17 muodostuvat pyöreistä langoista. Dimensio D sylinterin vaipan 1 kehän suunnassa on sen vuoksi yhtä suuri kuin langan halkaisija. On kuitenkin kuviteltavissa sellaiset sovellutusmuodot, joissa poikittaisosan 17 muita sylinterin vaipan kehän suunnassa samoin kuin tämän säteittäiseseä suunnassa (kuviossa 2 mitta B) ovat erilaisia. Edullisesti kuitenkin on poikittaisosan suurempi mitta korkeintaan kolme kertaa pienemmän mitan suuruinen.

6 58174

Kuvio 5 esittää turbulenssintuottajaa 15, joka on muodostettu olennaisesti samanlaiseksi kuin kuvioiden 1-4 mukainen turbulenssintuottaja, kuitenkin se on pantu käännetystä uraan 10. Poikittaisosat 17 sijaitsevat tässä tapauksessa yhdistyslankojen 16 alapuolella. Tällä tavalla voidaan etäisyys A valita pienemmäksi kuin kuvion 2 mukaisessa laitteessa.

Kuviot 6 ja 7 esittävät turbulenssintuottajan toista sovellutusmuotoa. Kuvioiden o ja 7 mukaisella turbulenssituottajalla 25 on joustavan renkaan muoto, jossa on rako 26 ja rengas on kiilattu uraan 10. Muutoin turbulenssin-tuottaja 25 toimii samalla tavalla kuin turbulenssintuottaja 15» jolloin sen uran 10 kehän suunnan suhteen poikittainen kulkevat osat 27 muodostavat poikittaisosat. Turbulenssintuottajia 25 voi olla sovitettu viraan 10 sopivimmin etäisyyksin toisistaan.

Kuvioiden 8 ja 9 mukaiset turbulenssintuottajat 35 on muodostettu U-muotoisiksi ja samoin kiilattu uriin 10 sopivin etäisyyksin. Tässä tapauksessa osien 35 vaakasuorat haarat 37 muodostavat poikittaisosat.

Kuvioiden 10 ja 11 mukaisilla turbulenssituottajilla 45 on nauhan muoto, samoin kuin kuvioiden 2- 4 mukaisilla turbulenssintuottajilla 15. Se ei ole kuitenkaan valmistettu langoista, vaan metallinauhasta, johon on stanssattu aukkoja 46. Aukkojen 46 välissä on listoja 47, jotka muodostavat poikittaisosat. Listoilla 47 on jo kuvioiden 2-4 yhteydessä mainitut erilaiset poikkileikkauksen mitat B ja D.

Kuvioiden 12 ja 13 esittävät nauhan muodossa olevan turbulenssin tuottajan toista sovellutusmuotoa. Kuvioiden 12 ja 13 mukainen turbulenssintuottaja 55 on valmistettu langoista,jotka on yhdistetty toisiinsa ris-tikkomaisesti ja jotka kulkevat vinosti uran 10 kehän scunnan suhteen. Tällä turbulenssintuottajalla on seominaisuus, dttä osat 56 ja 57, jotka molem- _ mat muodostavat poikittaisosat, lisäksi kehän 10 suunnassa tulevan turbu-lenssivirtauksen lisäksi kuviota 4 vastaavasti aiheuttavat turbulenssin vielä kuvion 4 kuvatason suhteen kohtisuorassa suunnassa. Tämän johdosta voidaan tietyissä oloissa vielä parantaa lämmön kuljetusta kondenBaattikerrok-sen läpi urassa 10.

Claims (9)

58174

1. Kuivaussylinteri, erikoisesti paperikoneita varten, joka sylinteri on tarkoitettu kuumennettavaksi tiivistyvän höyryn avulla ja jossa on sylinterimäinen vaippa (1), joka on varustettu sisäpuolisilla kehäurilla (10 , joihin sylinteriin kiinnitetyt ja sen mukana kääntyvät kondensaatin poistoputket (11) kiinnitLyvät joihin uriin (10) on sovitettu turbulenssintuottajia (15,25,35,45,55), joista jokaisessa on ainakin yksi urien kehän suunnan suhteen poikittain kulkeva poikittais-osa (17,27,37,47,56,57), joka on sovitettu kyseessä olevan uran pohjan alueelle, tunnettu siitä, että poikittaisosan alarajan ja uran (10) syvimmän kohdan w välillä on tietty matka (A), joka on vähintään 0,5 mm, että poikittaisosan (17, 27, 37, 47, 56, 57) ylärajan korkeus (H) laskettuna uran (10) syviimästä kohdasta on korkeintaan 10 mm ja että vierekkäisten poikittaisosien etäisyys (T) on 5...1Q0-ker-täinen niiden korkeuteen (H) verrattuna.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sylinteri, tunnettu siitä, että poikittaisosalla (17,27,37,47,56,57) pituusakselinsa suhteen kohtisuorassa poikkileikkauksessa on poikkileikkausmuoto, jonka suurin mitta (D) on korkeintaan kolminkertainen pienempään mittaan (B) verrattuna.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sylinteri, tunnettu siitä, että poikittaisosalla (17,27,37) on pyöreä poikkileikkaus.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sylinteri, tunnettu siitä, että poikittaisosat (37) ovat osia U-muotoisista osista (35), jotka on kiilattu uriin (10).

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sylinteri, tunnettu siitä, että poikittaisosat (27) ovat osia rengasmaisista osista (25), jotka on kiilattu uriin (10).

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1... 3 mukainen sylinteri, tunnettu siitä, että turbulenssintuottajilla (15,45,55) on uriin (10) pantujen nauhojen muoto, joissa nauhoissa on yhtä suurin etäisyyksin sovitettuja poikittaisosia (17,47,56, w 57).

7. Patenttivaatimuksien 1...3 mukainen sylinteri, tunnettu siitä, että turbulenssintuottajat (17) muodostuvat langasta ja niissä on ainakin yksi uran (10) pituussuunnassa kulkeva lanka (16), johon on kiinnitetty poikittaisosat muodostavia langanosia (17).

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen sylinteri, tunnettu siitä, että turbulenssintuottajat (45) ovat revitettyjä nauhoja, joissa on stanssattuja aukkoja (46).

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen sylinteri, tunnettu siitä, että turbulenssintuottajat (55) ovat nauhoja, jotka muodostuvat ristikkomaisesti sovitetuista, uran (10) kehän suunnan suhteen vinosti kulkevista langanosista (55,56).