DE1604793B1 - Drum dryer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Walzentrockner, insbesondere für Papiermaschinen, mit in zwei Kammern für die axiale Heizdampfzufuhr und die axiale Kondensatabf_uhr getrennter WalzenwelIe, mit in Umfangsrichtung lückenlos verlaufenden Rippen auf der Innenwand des Walzenmantels sowie mit einer Schöpfeinrichtung zum Aufnehmen des Kondensats aus den ringförmigen Nuten zwischen den Rippen, wobei die Schöpfeinrichtung wenigstens ein sich parallel zur Walzenachse in der Nähe der Innenwand erstreckendes Sammelrohr aufweist, das mit der Kondensatab@ührkammer in Verbindung steht und von dem äüs Schöpfrohre in jede Nut ragen, während an die: Heizdampfzufuhrkammer in den Innenraum" der Walze r4gende Dampfabstrahldüsen angeschlossen sind;` Ein Walzentrockner .dieser Art ist bekannt. Bei ihm ist der Walzenmantel aus Festigkeitsgründen relativ dickwandig- ' äüsgcführt; und die Nuten zum Aufnehmen des Kondensats sind nur sehr seicht und außerdem im Querschnitt dreieckförmig ausgebildet. Der Wärmeübergang zur Walzenaußenseite ist damit nicht optimal.The invention relates to a drum dryer, in particular for paper machines, with two chambers for the axial heating steam supply and the Axial condensate discharge, separate roller shaft, with no gaps in the circumferential direction running ribs on the inner wall of the roll shell and with a scoop device for taking up the condensate from the annular grooves between the ribs, wherein the scooping device at least one parallel to the roller axis in the vicinity of the Has inner wall extending collecting pipe, which with the condensate drain chamber in Connection and protrude from the outer scoop tubes into each groove, while the: Heating steam supply chamber connected to the interior of the steam jet nozzles are; `A drum dryer. of this type is known. With him is the roll shell relatively thick-walled for reasons of strength; and the grooves for receiving of the condensate are only very shallow and also have a triangular cross-section. The heat transfer to the outside of the roll is therefore not optimal.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Walzentrockner dieser Art so weiterzubilden und zu verbessern, daß sein Walzenmantel trotz optimaler Festigkeitseigenschaften optimale Wärmeübertragungseigenschaften besitzt.It is the object of the invention to further develop a drum dryer of this type and to improve that its roll shell despite optimal strength properties has optimal heat transfer properties.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß, ausgehend von einem Walzentrockner der eingangs erwähnten Art, dadurch gelöst, daß der Walzenmantel relativ dünnwandig ist und.daß die Höhe der davon abstehenden Rippen von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt mindestens so groß wie die Dicke des Walzenmantels gewählt ist, derart, daß das Verhältnis der tatsächlichen Beanspruchung zur Materialfestigkeit in Umfangsrichtung etwa dem in Achsrichtung entspricht. Vorzugsweise wird das Verhältnis von Rippenbreite zu Nutbreite zwischen 5 : 4 und 3:1 gewählt.According to the invention, this object is achieved on the basis of a drum dryer of the type mentioned at the outset, achieved in that the roll shell is relatively thin-walled and. that the height of the ribs protruding therefrom is essentially rectangular The cross-section is at least as large as the thickness of the roll shell, in such a way that that the ratio of the actual stress to the material strength in the circumferential direction corresponds roughly to that in the axial direction. Preferably the ratio of the rib width is selected for groove width between 5: 4 and 3: 1.

Durch die extrem dünne Ausbildung des Walzenmantels und die an sich bekannte Wahl eines rechteckigen Querschnitts für die Nuten wird ein sehr guter und gleichmäßiger Wärmeübergang von dem Walzeninneren auf die Walzenoberfläche erzielt, denn der Heizdampf kann infolge der flachen ebenen Nutenböden über relativ große Flächen- mit dem dünnwandigen Walzenmantel in Berührung kommen. Trotzdem ist der Walzenmantel infolge der erfindungsgemäßen Bemessung der Versteifungsreifen sehr stabil, und Walzenmantelbrüche od. dgl. durch örtliche Spannungen auf der Mantelinnenseite sind nicht zu befürchten.Due to the extremely thin design of the roll shell and the per se known choice of a rectangular cross-section for the grooves becomes a very good one and uniform heat transfer from the inside of the roll to the roll surface is achieved, because the heating steam can be relatively large due to the flat, even groove bottoms Surface come into contact with the thin-walled roll shell. Still it is Roll shell as a result of the dimensioning of the stiffening tire according to the invention stable, and roll shell fractures or the like due to local stresses on the inside of the shell are not to be feared.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnu.gen-.an gsbeieinem Ausführunspiel näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Walzentrockner in. einem axialen Schnitt, F i g. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II in Fig.l. F i g. 3 einen in größerer Darstellung gezeichneten Teilschnitt durch den Walzenmantel, F i g. 4 die Betriebsstellung der Schöpfeinrichtung. Der Walzentrockner 10 umfaßt einen zylindrischen Walzenmantel 12, an dem über Schrauben 17 Stirnplatten 14 und 16 befestigt sind. An den Stirnplatten 14 und 16 sind über Flanschteile 22 bzw. 24, welche in Aussparungen 26 und 28 der beiden Stirnplatten eingesetzt sind, Lagerzapfen 18 bzw. 20 befestigt. An die Lagerzapfen 18 und 20 schließen sich auf der Innenseite Rohrabschnitte 30 und 32 an, die von den Stirnplatten aus in das Walzeninnere hineinragen und mittels Flanschen 34 a und 34 b miteinander verschraubt sind. Die beiden Rohrabschnitte 30 und 32 sind durch eine Abdeckplatte 34 c voneinander getrennt; diese Abdeckplatte ermöglicht außerdem ein genaues Anpassen der Lagerzüpfenteile an die Stirnplatten des Walzentrockners. Von den Öffnungen 39 und 40 in der Platte 34c können Dampfabstrahldüsen 36 und 37 ausgehen, mittels deren Dampf zentral in das Innere des Walzentrockners eingeleitet werden kann; zum Zuführen des Dampfes dient der hohle Lagerzapfen 18. Um das Kondensat aus dem Inneren des Walzentrockners abzuführen, sind Schöpfeinrichtungen vorgesehen, die Sammelrohre 41 und 42 umfassen, welche sich in axialer Richtung im wesentlichen über die ganze Länge des Walzentrockners erstrecken und in der Nähe der Innenfläche des Walzenmantels 12 durch radiale Stangen 43 und 44 unterstützt sind, die mit ihren inneren Enden an dem Flansch 34 b befestigt und an ihren äußeren Enden durch Halterungen 46 bzw. 48 mit den Sammelrohren 41 und 42 verbunden sind. Die Halterungen 46 und 48 können Versteifungsstücke 50 und 52 aufweisen, und sie sind an den Stangen 43 und 44 mittels Gewindebolzen 54 und 56 und Sechskantmuttern 58 und 60 befestigt, so daß die radiale Lage der Sammelrohre genau eingestellt werden kann. Wie insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich, stehen die Sammelrohre 41 und 42 mit dem Inneren des Rohrabschnitts 32 über Saugrohre 62 bzw. 64 in Verbindung, die sich in entgegengesetzten Richtungen erstrecken und in dem Rohrabschnitt 32 etwas gegeneinander versetzt in Augen 66 bzw. 68 eingebaut sind.The invention is explained in more detail below with the aid of schematic drawings. It shows F i g. 1 shows a drum dryer in an axial section, FIG. 2 shows a cross section along the line II-II in Fig.l. F i g. 3 shows a partial section, drawn in a larger representation, through the roll shell, FIG. 4 the operating position of the scooping device. The drum dryer 10 comprises a cylindrical drum shell 12 to which end plates 14 and 16 are fastened by means of screws 17. Bearing pins 18 and 20 are fastened to the end plates 14 and 16 via flange parts 22 and 24, which are inserted into recesses 26 and 28 of the two end plates. On the inside of the bearing journals 18 and 20 are pipe sections 30 and 32 which protrude from the end plates into the inside of the roll and are screwed together by means of flanges 34 a and 34 b. The two pipe sections 30 and 32 are separated from one another by a cover plate 34 c; this cover plate also enables the bearing flap parts to be precisely matched to the end plates of the drum dryer. Steam jet nozzles 36 and 37 can extend from the openings 39 and 40 in the plate 34c, by means of which steam can be introduced centrally into the interior of the drum dryer; for supplying the vapor of the hollow bearing journal serves 18. In order to remove the condensate from the interior of the drum dryer, suction devices are provided, the collecting tubes 41 and 42 include that the extend in the axial direction substantially over the entire length of the drum dryer and near Inner surface of the roll shell 12 are supported by radial rods 43 and 44 which are fastened with their inner ends to the flange 34 b and are connected at their outer ends by brackets 46 and 48 to the header pipes 41 and 42, respectively. The brackets 46 and 48 may have stiffeners 50 and 52, and they are attached to the rods 43 and 44 by means of threaded bolts 54 and 56 and hex nuts 58 and 60 so that the radial position of the headers can be precisely adjusted. As in particular from FIG. 2, the header pipes 41 and 42 are connected to the interior of the pipe section 32 via suction pipes 62 and 64, respectively, which extend in opposite directions and are installed in the pipe section 32, somewhat offset from one another, in eyes 66 and 68, respectively.

Die Sammelrohre 41 und 42 werden an ihren äußeren Enden durch Spannstücke 70, 72 bzw. 74, 76 in ihrer Lage gehalten; diese Spannstücke sind jeweils an zugehörigen Halterungen 78, 80 bzw. 82, 84 auf den Stirnplatten 14 bzw. 16 befestigt und außerdem durch Halterungen 86, 88 bzw. 90, 92 mit den beiden Sammelrohren verbunden. Gemäß F i g. 1 ist die Halterung 82 mit einem Gegengewicht 94 verbunden.The headers 41 and 42 are held in their position at their outer ends by clamping pieces 70, 72 and 74, 76, respectively; these clamping pieces are each fastened to the corresponding brackets 78, 80 and 82, 84 on the end plates 14 and 16, respectively, and are also connected to the two manifolds by brackets 86, 88 and 90, 92, respectively. According to FIG. 1, the holder 82 is connected to a counterweight 94.

Die Stirnplatten 14 und 16 können ferner mit Mannlöchern 96 und 98 versehen sein, die mittels Deckeln 100 und 102 verschlossen sind, und in die Stirnwand 16 kann ein Prüfhahn 104 eingebaut sein.The end plates 14 and 16 can also be provided with manholes 96 and 98, which are closed by means of covers 100 and 102, and a test tap 104 can be built into the end wall 16.

Die Innenfläche des Walzenmantels 12 weist eine Vielzahl von sich in der Umfangsrichtung erstreckenden lückenlosen, in axialen Abständen verteilten Rippen 106 auf. Die Rippen 106 begrenzen relativ tiefe und enge Nuten 108. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Rippen 106 und die Nuten 108 im wesentlichen die gleiche Breite. Die inneren Stirnflächen 110 _ der Rippen verlaufen im Längsschnitt vorzugsweise gerade, und die Seitenwandftächen 112 und 114 der Rippen erstrecken sich radial rechtwinklig zur Achse des Walzentrockners. Die Rippen 106 können eine Breite von etwa 16 mm aufweisen, und die Breite der Nuten 108 kann z. B. etwa 13 mm betragen; die Nutböden 116 gehen vorzugsweise mit einer Abrundung von etwa 5 mm in die Seitenwände über, und die Oberkanten der Rippen sind an den Kanten 117 und 118 mit einem Radius von etwa 1,6 mm abgerundet. Die Nuten 108 können sehr tief sein, so daß der Dampf in innige Berührung mit einer großen Fläche des Walzenmantels kommt, die außerhalb in einem geringen Abstand von dem Nutboden 116 liegt. Bei einer radialen Höhe der Rippen von etwa 28 mm und einem aus Gußeisen bestehenden Mantel kann mit einer Wandstärke von nur etwa 35 mm ein Walzenmantel geschaffen werden, der im Vergleich zu einem gußeisernen Mantel mit einer gleichmäßigen Wandstärke von 48 mm und im übrigen ähnlichen Abmessungen günstigere Werte bezüglich Belastungsfestigkeit der Durchlaufstelle sowie Druck- und Temperaturbeanspruchungen aufweist. Gleichzeitig wird jedoch eine 30prozentige Verbesserung der Wärmeübertragung erzielt, während nach wie vor eine gleichmäßige Erwärmung der Außenfläche gewährleistet ist.The inner surface of the roll shell 12 has a multiplicity of seamless ribs 106 extending in the circumferential direction and distributed at axial intervals. The ribs 106 delimit relatively deep and narrow grooves 108. In the illustrated embodiment, the ribs 106 and the grooves 108 have essentially the same width. The inner end faces 110 of the ribs are preferably straight in longitudinal section, and the side wall surfaces 112 and 114 of the ribs extend radially at right angles to the axis of the drum dryer. The ribs 106 may have a width of about 16 mm, and the width of the grooves 108 may e.g. B. be about 13 mm; the groove bottoms 116 preferably merge into the side walls with a rounding of about 5 mm, and the upper edges of the ribs are rounded at the edges 117 and 118 with a radius of about 1.6 mm. The grooves 108 can be very deep, so that the steam comes into intimate contact with a large area of the roll shell which is outside at a small distance from the groove bottom 116. With a radial height of the ribs of about 28 mm and a shell made of cast iron, a roll shell can be created with a wall thickness of only about 35 mm, which is more favorable compared to a cast iron shell with a uniform wall thickness of 48 mm and otherwise similar dimensions Has values relating to the load resistance of the passage point as well as pressure and temperature loads. At the same time, however, a 30 percent improvement in heat transfer is achieved, while an even heating of the outer surface is still guaranteed.

Um Längsspannungen im genuteten Teil des Walzenmantels zu vermeiden, wird der Abstand des ;enuteten Abschnitts von den Enden jeweils etwa 150 mm gewählt.To avoid longitudinal tension in the grooved part of the roll shell, the distance between the grooved section and the ends is selected to be approximately 150 mm.

Die beiden Sammelrohre 41 und 42 sind mit einer Anzahl von sich radial erstreckenden Schöpfrohren 128 ausgerüstet, die längs der Sammelrohre in axialen Abständen verteilt sind und mittels Heftschweißungen oder auf andere Weise so befestigt sind, daß sie sich an den Nutböden abstützen und somit in diesen Nuten münden, so daß das Kondensat über die Saugrohre 62 und 64 in den Rohrabschnitt 32 abgeleitet werden kann, um über ein Rohr 130 im Lagerzapfen 20, welches dem Einlaßrohr 132 in dem Lagerzapfen 18 entspricht, nach außen abgeführt zu werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die äußeren Enden 134 der Schöpfrohre 128 abgeschrägt, und die spitzen Enden der Rohre stützen sich am Boden der Nuten 108 ab; jedoch können diese Rohre auch in anderer Weise ausgebildet sein; beispielsweise können sie jeweils eine Schulter tragen, die sich an den Rippen abstützt.The two headers 41 and 42 are radial by a number of them extending scoop tubes 128 equipped, which are along the headers in axial Distances are distributed and attached by means of tack welds or in some other way are that they are supported on the groove bases and thus open into these grooves, so that the condensate is discharged into the pipe section 32 via the suction pipes 62 and 64 can be accessed via a tube 130 in the trunnion 20 which connects to the inlet tube 132 corresponds in the journal 18 to be discharged to the outside. With the one shown Embodiment, the outer ends 134 of the scoop tubes 128 are beveled, and the pointed ends of the tubes are supported on the bottom of the grooves 108; however can these tubes can also be designed in other ways; for example, they can each carry a shoulder that rests on the ribs.

Die radialen Abmessungen der Rippen werden in jedem Falle so gewählt, daß die Rippen Beanspruchungen in der Umfangsrichtung standhalten, während sich die Wandstärke des Walzenmantels zwischen den Rippen nach den zu erwartenden Längsbeanspruchungen richtet.The radial dimensions of the ribs are chosen in each case so that that the ribs withstand stresses in the circumferential direction while moving the wall thickness of the roll shell between the ribs according to the expected longitudinal loads directs.

Sowohl die Belastung der Durchlaufstelle als auch die Druckbeanspruchungen bedingen im allgemeinen eine maximale Wandstärke des Walzenmantels zum Aufnehmen von Spannungen in der Umfangsrichtung, die annähernd dem doppelten Wert der kleinsten Wandstärke entspricht, welche zum Aufnehmen der Spannungen in der Längsrichtung erforderlich ist. Bei den erwähnten Verhältnissen zwischen der Nutenbreite und der Rippenbreite überschreiten die thermischen Beanspruchungen nicht die bei bekannten Walzentrocknern auftretenden, und da der dünnwandigere Walzenmantel eine bessere Wärmeübertragung ermöglicht, tritt ein geringerer Temperaturunterschied zwischen der Innenseite und der Außenseite des Walzenmantels auf, wodurch die Trocknungsleistung des Walzenmantels verbessert wird. Wegen der besonderen Gestaltung der Rippen ergibt sich keine wesentliche Konzentration von örtlichen Spannungen an den Rippen, und Biegemomente wirken sich nur in einem relativ geringen Ausmaß aus.Both the load on the passage point and the pressure loads generally require a maximum wall thickness of the roll shell for receiving of stresses in the circumferential direction that are approximately twice the value of the smallest Wall thickness corresponds to which to absorb the stresses in the longitudinal direction is required. With the mentioned ratios between the groove width and the The width of the ribs does not exceed the thermal loads that are known Roller dryers occurring, and since the thinner-walled roller shell a better one Allows heat transfer, there is a smaller temperature difference between the inside and the outside of the roll shell, increasing the drying performance the roll shell is improved. Because of the special design of the ribs there is no significant concentration of local stresses on the ribs, and Bending moments only have a relatively small effect.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Walzentrockner, insbesondere für Papiermaschinen, mit in zwei Kammern für die axiale Heizdampfzufuhr und die axiale Kondensatabfuhr getrennter Walzenwelle, mit in Umfangsrichtung lückenlos verlaufenden Rippen auf der Innenwand des Walzenmantels sowie mit einer Schöpfeinrichtung zum Aufnehmen des Kondensats aus den ringförmigen Nuten zwischen den Rippen, wobei die Schöpfeinrichtung wenigstens ein sich parallel zur Walzenachse in der Nähe der Innenwand erstreckendes Sammelrohr aufweist, das mit der Kondensatabführkammer in Verbindung steht und von dem aus Schöpfrohre in jede Nut ragen, während an die Heizdampfzufuhrkammer in den Innenraum der Walze ragende Dampfabstrahldüsen angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenmantel (12) relativ dünnwandig ist und daß die Höhe der davon abstehenden Rippen (106) von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt mindestens so groß wie die Dicke des Walzenmantels (12) gewählt ist, derart, daß das Verhältnis der tatsächlichen Beanspruchung zur Materialfestigkeit in Umfangsrichtung etwa dem in Achsrichtung entspricht. Claims: 1. Roller dryer, especially for paper machines, with two chambers for the axial heating steam supply and the axial condensate discharge separate roller shaft, with seamlessly extending ribs in the circumferential direction the inner wall of the roll shell and with a scoop for picking up of the condensate from the annular grooves between the ribs, the scoop at least one extending parallel to the roller axis in the vicinity of the inner wall Has collecting pipe which is in communication with the condensate discharge chamber and of which protrude from scoop tubes in each groove, while to the heating steam supply chamber in the Steam jet nozzles protruding inside the roller are connected, characterized in that that the roll shell (12) is relatively thin-walled and that the height of the protruding therefrom Ribs (106) of substantially rectangular cross-section at least as large as the thickness of the roll shell (12) is chosen such that the ratio of the actual Stress for material strength in the circumferential direction approximately that in the axial direction is equivalent to. 2. Walzentrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Rippenbreite zu Nutbreite zwischen 5 : 4 und 3 : 1 liegt.2. drum dryer according to claim 1, characterized in that the ratio from rib width to groove width is between 5: 4 and 3: 1.