EP0658225B1

EP0658225B1 - Vorrichtung zum abführen von kondensat aus einem gerillten trockenzylinder mittels kondensatabzugsrohren

Info

Publication number: EP0658225B1
Application number: EP94920867A
Authority: EP
Inventors: Winfried Haessner; Iwan Lasschuit
Original assignee: Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Current assignee: Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
Priority date: 1993-07-01
Filing date: 1994-06-30
Publication date: 1997-02-05
Anticipated expiration: 2014-06-30
Also published as: WO1995001477A1; JPH08500864A; US5537756A; BR9405539A; DE59401763D1; EP0658225A1; ATE148751T1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen rotierenden, dampfbeheizten Trockenzylinder mit einer Vorrichtung zum Abführen von Kondensat nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zur grundsätzlichen Problemlösung, das im Innenraum eines dampfbeheizten Trockenzylinders entstehende Kondensat abzuführen, sind bereits vielfältige und denkbar unterschiedliche Konstruktionen bekannt. Letztlich geht es stets darum, das beim Abkühlen des in den Innenraum des Trockenzylinders eingeleiteten Heißdampfes sich bildende Kondensat wieder nach außen (zu einem Dampfabscheider) zu leiten, um die Innenwandung des Trockenzylinders und damit den Trockenzylinder selbst nach Möglichkeit auf konstanter Betriebs- beziehungsweise Arbeitstemperatur zu halten. Der Heißdampf wird über eine koaxial zum Lager des Trockenzylinders liegendes Dampfrohr zugeführt; das Kondensat seinerseits wird über die Kondensatabzugsrohre zu einem Sammler und einer koaxial im Trockenzylinder montierten Hohlwelle geleitet, von wo aus das Kondensat über eine durch das Dampfrohr oder durch die diametrale Stirnseite des Trockenzylinders geführte Kondensatabflußleitung abgezogen wird.
Die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung relevanten "Entwässerungssysteme für gerillte Trockenzylinder" sind folgende:

Es ist bekannt, Kondensatsammler auf den Rippen des Zylinderinnenmantels zu fixieren und mit der inneren Hohlwelle zu verbinden. Im Bereich der Hohlwelle basiert die Verbindung auf einer Art Kugelgelenkelemente und zum Sammler hin ist ein Längenausgleichselement vorgesehen. Beim praktischen Betrieb hat es sich gezeigt, daß der Sammler den Zylindermantel verformt. Die Folge ist, daß die Entwässerung ungleichmäßig und gegebenenfalls unvollständig ist, was letztendlich zu mangelhafter Papierqualität führen kann.
Eine weitere bekannte Konstruktion besteht darin, den Sammler an der Hohlwelle zu befestigen und an den Zylinderdeckeln des Trockenzylinders abzustützen; der Sammler liegt also nicht am Zylinderinnenmantel an. Hierbei hat es sich als nachteilig und somit problematisch erwiesen, daß aufgrund der Wärmeausdehnung des Sammlers in Querrichtung sich die Position der Kondensatabzugsrohre relativ zum Nutgrund verändert; die Folge ist wiederum, daß eine ungleichmäßige und unvollständige Entwässerung entsteht. Ein weiterer Problempunkt dieser Konstruktion besteht darin, daß die Abstütz- beziehungsweise Massenkräfte des Sammlers die Zylinderdeckel belasten.
Eine dritte einschlägige Konzeption ist dadurch charakterisiert, daß die Sammler nur an der Hohlwelle fixiert sind und weder am Zylindermantel noch an den Zylinderdeckeln anliegen. Die Entwässerung selbst erfolgt über seitlich vom Sammler abstehende, auf den Rillen des Zylindermantels fixierte und relativ zum Nutgrund einstellbare langgestreckte Entwässerungsröhrchen.

Als nächstliegender Stand der Technik wird die GB-A-2 011 025 gesehen, wobei das Verbindungselement zwischen Sammler und Kondensatabzugsrohr etwa in Umfangsrichtung des Trockenzylinders verläuft und flexibel ausgebildet ist.
Nachteile sind insbesondere hinsichtlich der Kompliziertheit der Konstruktion und damit der Herstellungskosten gegeben.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht ausgehend von den Rahmenbedingungen

keine beziehungsweise nur geringe Belastung der Zylinderwand und der Zylinderdeckel;
Einstellbarkeit der Kondensatabzugsrohre relativ zum Nutgrund, und
einfache Austauschbarkeit der Kondensatabzugsrohre bei Verschleiß

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur funktionalen Verbindung der Kondensatabzugsrohre mit dem Sammler ein flexibles Verbindungselement vorgesehen ist, wobei die Verbindungselemente radial zur Umfangsrichtung des Zylindermantels vom Sammler abgehen und jedes Verbindungselement ein, den frein Abstand zwischen dem Kondensatabzugsrohr und dem Sammler überbrückender Kompensator ist.
Mit anderen als im Patentanspruch 1 gebrauchten Worten besteht der Kern der vorliegenden Erfindung also darin, die Kondensatabzugsrohre über ein Element zur Aufnahme und zum Ausgleich von mechanischen Verschiebungen zwischen diesen Kondensatabzugsrohren und dem Sammler zu integrieren und damit sicherzustellen, daß die Kondensatabzugsrohre zu allen Zeiten und unter allen gegebenen Betriebsbedingungen relativ zum Nutgrund im konstanten Abstand positioniert sind.
Eine weitere Ausgestaltung der vorstehenden spezifizierten Erfindung ist Gegenstand des Unteransprüches.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1: eine Schemadarstellung eines Trockenzylinders einer Papiermaschine im Längsschnitt;
Fig. 2: ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Abführen von Kondensat, wobei die Kondensatabzugsrohre über einen Kompensator über den Sammler verbunden sind und
Fig. 3: eine Darstellung des Ausführungsbeispiels im Längsschnitt.

In Fig. 1 ist ein insgesamt mit 1 bezeichneter Trockenzylinder dargestellt, der in bekannter Weise einen innen gerillten (vergleiche Fig. 2 und 3) Zylindermantel 12 und an jedem Ende einen Zylinderdeckel mit einem dazugehörenden hohlen Lagerzapfen 13 beziehungsweise 15 aufweist. Der Trockenzylinder 1 wird bestimmungsgemäß mit Heißdampf D beheizt, der durch den einen (in der Zeichnung rechten) Lagerzapfen 15 hindurch in das Innere des Trockenzylinders 1 gelangt. Das sich im Trockenzylinder 1 infolge Abkühlung bildende Kondensat wird mit Hilfe mehrerer sternförmig über den Umfang verteilter Kondensatsteigrohre 14 einer Hohlwelle 17 zugeführt. Diese Hohlwelle ist koaxial zur Drehachse 10 des Trockenzylinders 1 durch den zweiten (in der Zeichnung linken) Lagerzapfen 13 geführt und leitet das Kondensat einer Kondensatabzugsleitung (vergleiche Pfeil X) zu, von wo aus das Kondensat beispielsweise einem Dampfabscheider zugeführt wird. Die Hohlwelle 17 ist mittels einer Halterung 16 am Lagerzapfen 13 befestigt und erstreckt sich durch diesen hindurch nach außen, wo sie an die Kondensatabzugsleitung X anschließt.
Die radial äußeren Enden der Kondensatsteigrohre 14 sind mit einem der Innenwandung des Trockenzylinders 1 gegenüber beabstandet angeordneten Sammler 18 verbunden, der einstückig oder auch mehrteilig im wesentlichen über die gesamte Länge des Trockenzylinders 1 reicht. Der Sammler 18 ist seinerseits mit einer Vielzahl von Kondensatabzugsrohren (20 entsprechend den Fig. 2 und 3) verbunden, die jeweils einzeln einer Nut der gerillten Innenwandung des Trockenzylinders 1 zugeordnet sind und in diese Nuten eintauchen. Sobald in den Nuten Kondenswasser entsteht, wird dieses aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem Innenraum des Trockenzylinders 1. und der Kondensatabzugsleitung X in die Kondensatabzugsrohre gesogen und über den Sammler 18, die Kondensatsteigrohre 14 und die Hohlwelle 17 nach außen abgeleitet. (Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß die Dampfzuführung und die Kondensatabführung auch über einen gemeinsamen sogenannten Dampfkopf erfolgen könnte.)
Der anhand von Fig. 1 beschriebene Trockenzylinder und die implementierte Entwässerungseinrichtung sind Stand der Technik. Anhand von Fig. 2 und 3 sollen im Folgenden die Einzelheiten bezüglich der An- und Zuordnung der Kondensatabzugsrohre 20 im Trockenzylinder erläutert werden.
Fig. 2 und Fig. 3 zeigen in zwei Darstellungen, und zwar einem Querschnitt und einem Längsschnitt die funktionalen Verbindung zwischen den Kondensatabzugsrohren 20 einerseits und dem Sammler 18 andererseits. Der Sammler 18 ist über das Kondensatsteigrohr 14 mit der Hohlwelle verbunden, wobei er nicht an der Zylinderinnenwandung, also den Rippen 22 des gerillten Zylindermantels 12 anliegt; der Sammler 18 kann dabei grundsätzlich jede geometrische Hohlform haben.
Die Kondensatabzugsrohre 20 werden nun über eine Befestigungslasche 24 oder - gruppenweise zusammengefaßt - eine Befestigungsleiste 26 auf den Rippen 22 des Zylindermantels 12 fixiert, insbesondere verschraubt. Die Befestigungslasche 24 beziehungsweise die Befestigungsleiste 26 sind dabei so dimensioniert und bezüglich der Breite aufeinander abgestimmt, daß die Kondensatabzugsrohre 20 immer frei in die Nuten 23 eintauchen können und auch durch Wärmedehnungen der einzelnen Baukomponenten nicht irgendwie belastet werden. Die Kondensatabzugsrohre 20 sind darüberhinaus mit der Befestigungslasche 24 beziehungsweise der Befestigungsleiste 26 so verbindbar und verbunden, daß ihre Eintauchtiefe in die jeweilige Nut 23 frei wählbar ist (vergleiche Δ). Damit lassen sich über die Breite des Trockenzylinders 1 hinweg ganz gezielt unterschiedliche thermische Trockenbedingungen einstellen.
Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 sind die Kondensatabzugsrohre 20 achsparallel zum Kondensatsteigrohr 14 orientiert und das flexible Verbindungselement zwischen den Kondensatabzugsrohren 20 und dem Sammler 18 ist hierbei jeweils als Kompensator 40 ausgebildet. Dieser Kompensator 40 ist mit dem konjugierten Einlaß des Sammlers 18 verbunden und wird bei der Montage des Trockenzylinders 1 dann jeweils an einen Flanschansatz 42 der Kondensatabzugsrohre 20 fixiert. Zu erwähnen ist dabei, daß das flexible Verbindungselement nicht unmittelbar Teil des Kondensatabflusses ist, sondern in soweit nur mittelbar beteiligt ist, als der Übergang vom Kondensatabzugsrohr 20 zum Sammler 18 zum Innenraum des Trockenzylinders 1 hin dicht ist, wobei keine nennenswerten Kräte auftreten. Die mit eventuellen Wärmedehnungen verbundenen Probleme sind eliminiert und die Austauschbarkeit bei Verschleiß und/oder Beschädigungen ist gleichermaßen gewährleistet.

Claims

Rotierender, dampfbeheizter Trockenzylinder (1) mit einer Vorrichtung zum Abführen von Kondensat aus diesem , insbesondere einen Trockenzylinder (1) einer Papiermaschine betreffend, wobei an der Innenwandung eine Vielzahl in Umfangsrichtung des Zylindermantels (12) verlaufende Nuten (23) vorgesehen sind, wobei jeder Nut (23) ein Kondensatabzugsrohr (20) mit bezüglich der Zylinder-Drehachse (10) im wesentlichen radialer Einströmrichtung zugeordnet ist, über die das entstehende Kondensat einem Sammler (18) und von hier einer Kondensatabflußleitung (14) zugeführt wird, wobei die Kondensatabzugsrohre (20) im Bereich der jeweiligen Nut (23) im vorbestimmten Abstand zum Nutgrund fixiert sind, und wobei zur funktionalen Verbindung der Kondensatabzugsrohre (20) mit dem Sammler (18) ein flexibles Verbindungselement (40) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente radial zur Umfangsrichtung des Zylindermantels (12) vom Sammler (18) abgehen, wobei jedes Verbindungselement ein, den freien Abstand zwischen dem Kondensatabzugsrohr (20) und dem Sammler (18) überbrückender Kompensator (40) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kondensatabzugsrohr (20) mit einer Scheibe (44), Bund oder dergleichen versehen ist, welche(r) auf die Innenwandung des Zylinders, d. h. auf zwei, die Nut (23) begrenzenden Rippen (22) fest anlegbar ist.