DE19756152C2 - Dampfbeheizte Walze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine dampfbeheizte Walze mit ei­ ner Heizraumanordnung, die über eine Speiseanschluß­ anordnung mit Dampf beschickbar ist.

Eine derartige Walze ist aus DE 195 38 236 A1 bekannt. Dort ist eine Heizwalze beschrieben, die eine Heizrau­ manordnung aufweist, die über eine Speiseanschlußanord­ nung mit Dampf beschickbar ist. Bei dieser Walze möchte man das Kondensat zuverlässig bei jedem Betriebszustand entfernen können. Zu diesem Zweck sind die Ableitrohre oder -bohrungen so ausgebildet, daß sie eine Vermi­ schung, vorzugsweise Verwirbelung, von Kondensat und Dampf verursachen. Dementsprechend dient der speisende Dampf auch dazu, das entstandene Kondensat aus der Wal­ ze abzutransportieren.

Bei der Herstellung von Papier und anderen Materialbah­ nen ist vielfach eine Satinage notwendig, bei der die Materialbahn durch eine Walzenanordnung geleitet wird, die mindestens einen Nip oder Walzenspalt aufweist, in dem die Materialbahn mit erhöhtem Druck beaufschlagt wird. Eine derartige Behandlung dient unter anderem zur Verbesserung der Eigenschaften ihrer Oberfläche.

In vielen Fällen ist es notwendig, die Materialbahn nicht nur mit erhöhtem Druck, sondern auch mit einer erhöhten Temperatur zu beaufschlagen. Hierzu wird min­ destens eine der beiden einen Nip bildenden Walzen be­ heizt. Eine verbreitete Art der Beheizung wird dadurch realisiert, daß die Walze mit Dampf versorgt wird, der dann seine Wärme an die Walze abgibt. Der Dampf wird hierbei einer Heizraumanordnung im Innern der Walze zu­ geführt. Überschüssiger Dampf wird aus der Heizraum­ anordnung wieder abgeführt. Ein Teil des Dampfes kon­ densiert jedoch. Dieser Effekt ist an und für sich po­ sitiv, weil beim Kondensieren die größtmögliche Wärme­ menge an die Walze abgegeben werden kann. Das Kondensat (bei Verwendung von Wasserdampf ist dies Wasser) muß jedoch aus der Walze entfernt werden. Hierzu verwendet man derzeit den Dampfstrom, d. h. der die Walze durch­ strömende Dampf wird als "Schlupfdampf" verwendet, der das Wasser aus der Walze treibt. Dieser Schlupfdampf erfordert einen relativ hohen Energieaufwand und eine aufwendige Differenzdrucksteuerung. Darüber hinaus kommt es bei Betriebszuständen mit geringen Dampftempe­ raturen und/oder Drücken und hohen Arbeitsgeschwindig­ keiten zu Problemen bei der Entwässerung der Walze, weil die Druckverluste der Walze zu hoch sind und das Kondensat entgegen der Fliehkraft zum Zentrum gefördert werden muß. Die Zu- und die Abflußleitungen für den Dampf sind nämlich in der Regel über eine zentrisch an­ geordnete Verbindung nach außen geführt.

US 2 413 567 zeigt einen Heizzylinder eines Trockners, der dadurch beheizt wird, daß außerhalb des Zylinders ein Medium mit einem relativ hohen Siedepunkt mit Hilfe von Dampf verdampft wird. Der Dampf des Mediums kann dann unter einem relativ geringen Überdruck in den Zy­ linder eingespeist werden, um den Zylinder aufzuheizen, ohne daß dort größere Druckbeanspruchungen entstehen. Das dabei entstehende Kondensat wird mit Hilfe einer Schaberklinge und mit Hilfe von Schöpflöffeln, die sich mit dem Zylinder mitdrehen, abgeführt. Mit Hilfe der Schaberklinge gelangt das Kondensat über eine Rinne zum Ablaufkanal und von dort über eine Ablaufleitung in ei­ nen Sammler oder Akkumulator. Aus diesem Akkumulator wird die kondensierte Flüssigkeit zu dem Verdampfer ge­ fördert mit Hilfe einer Flüssigkeitspumpe und einer Rückführleitung.

DE 43 37 944 A1 zeigt ein Verfahren zum Betreiben eines Siphons sowie ein Siphon für die Papierindustrie. Auch hier stellt sich das Problem, Flüssigkeit aus einer Walze herausführen zu müssen. Hierzu wird aus dem Dampf-Flüssigkeits-Gemisch stromabwärts der Aufnahme­ stelle ein Teil der Flüssigkeit abgetrennt und strom­ aufwärts der Abtrennstelle dem Gemisch wieder zuge­ führt. Auch dies ist eine Transportart, bei der der Heizdampf zum Transport der Flüssigkeit verwendet wird.

DE 43 13 379 A1 zeigt eine Heizwalze mit einem zylin­ drischen Walzenkörper, der mindestens einen Flanschzap­ fen aufweist. Durch den Flanschzapfen ist eine Zuführ­ leitung für Dampf geführt, die den Dampf in mehrere achsparallele Bohrungen weiterleitet. Um ein Blockieren der Bohrungen durch Kondensat zu verhindern, ist ein Kondensatsammelraum in der Walze vorgesehen, in dem sich das Kondensat sammeln kann. Aus diesem Sammelraum kann das Kondensat abgeleitet werden. Hierzu ist eine Leitung mit einer Ventilanordnung und einem Abscheider vorgesehen.

DE 25 53 447 A1 zeigt ein Siphon-Kniegelenk, mit dem es möglich ist, ein Rohr so nach unten zu richten, daß es in einem Kondensatsumpf im Innern einer Walze ein­ taucht.

EP 0 499 597 B1 zeigt einen Dampf- und Kondensatan­ schluß für einen Trockenzylinder in einer Papiermaschi­ ne. Hier wird Dampf über einen Anschluß zugeführt und über eine Dampfleitung parallel zu der Mittelachse des Trockenzylinders verteilt und zwar durch Öffnungen am Ende dieser Leitung. Der Dampf kondensiert dann an der Innenseite des Mantels und wird in einer Kondensatsam­ melnut gesammelt. In die Sammelnut ragt die Mündung ei­ ner Saugleitung hinein, die das Kondensat in eine Ab­ führleitung leitet, die ebenfalls parallel zur Mitte­ lachse des Trockenzylinders ist und in der Mitte der Dampfzuführleitung geführt ist.

DE 24 54 742 A1 zeigt einen Kondensatschöpfer zum Ent­ fernen von Kondensat aus dem Inneren einer dampfbeheiz­ ten, umlaufenden Trommel, insbesondere einem Trockenzy­ linder einer Papiermaschine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Entwässe­ rungsmöglichkeit der Walze zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einer dampfbeheizten Walze der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß sie eine mit der Walze drehende Pumpenanordnung zum Abpumpen von Kondensat entgegen der Fliehkraft aufweist, wobei der Antrieb der Pumpenanordnung durch eine Relativbewegung zwischen der rotierenden Walze und einer Antriebsanord­ nung erfolgt.

Man entlastet damit die Dampfversorgung von der zusätz­ lichen Aufgabe, Schlupfdampf bereitstellen zu müssen, der das Kondensat aus dar Walze treibt. Diese Aufgabe wird vielmehr von der Pumpenanordnung übernommen. Eine Pumpenanordnung kann eine Pumpenleistung wesentlich verlustarmer und effektiver erbringen als der Schlupfdampf. Damit werden die Energieverluste kleiner gehal­ ten. Die Pumpenanordnung kann unabhängig von den Dampf­ drücken in der Walze arbeiten, so daß eine effektive Entwässerung auch bei niedrigen Dampfdrücken und hohen Arbeitsgeschwindigkeiten möglich ist. Die Pumpenanord­ nung ist insbesondere in der Lage, das Kondensat, das aufgrund der Fliehkraft radial nach außen gedrückt wird, wieder nach innen zu pumpen, so daß es über eine zentrische Leitung entfernt werden kann. Die Pumpenan­ ordnung muß daher im Grunde genommen nur so ausgelegt werden, daß sie das Kondensat entgegen der Fliehkraft abpumpen kann.

Vorzugsweise ist die Pumpenanordnung relativ zur Walze unbeweglich angeordnet. Sie dreht sich also mit der Walze mit. Damit entfallen Dichtungen zwischen bewegli­ chen Teilen, nämlich der Walze und der Pumpenanordnung. Diese bleiben vielmehr im Betrieb zueinander ausgerich­ tet, so daß starre Verbindungsleitungen zu und von der Pumpe vorgesehen sein können.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Pumpenanord­ nung an einer Stirnseite der Walze angeordnet ist. Die Pumpenanordnung ist also als separates Bauteil oder als separate Bauteilgruppe ausgebildet, die beispielsweise auf den Walzenzapfen der Walze aufgeflanscht wird und dementsprechend mit der Walze rotiert. Hierbei muß die Pumpenanordnung nicht unmittelbar an der eigentlichen Walze angeflanscht sein. Sie kann auch an der axialen Außenseite des Walzenzapfens angeordnet sein, wo sie den Wellenstumpf umgibt. Die Pumpenanordnung erfordert damit praktisch keinen zusätzlichen Bauraum und stört im übrigen auch nicht den normalen Betrieb der Walze.

Vorzugsweise weist die Pumpenanordnung mindestens eine Pumpe mit einem von außen betätigbaren Antriebselement auf. Wenn die Pumpe von außen antreibbar ist, dann muß man keine Antriebe im Innern der Walze vorsehen. Es ist lediglich erforderlich, von außen Antriebsmittel auf das Antriebselement wirken zu lassen. Damit wird das Gewicht und das Trägheitsmoment der Walze kleingehal­ ten.

Vorteilhafterweise weist das Antriebselement eine Rück­ stelleinrichtung auf. Zum Antreiben ist dann zwar eine höhere Kraft erforderlich, weil auch die Gegenkraft der Rückstelleinrichtung überwunden werden muß. Die Ausbil­ dung hat aber den Vorteil, daß der Antrieb nur in eine Richtung wirken muß, beispielsweise das Antriebselement eindrücken oder herausziehen muß.

Vorzugsweise wirkt das Antriebselement bei Rotation der Walze mit einer stationären Antriebsanordnung zusammen. Der Antrieb der Pumpenanordnung erfolgt also durch die Relativbewegung zwischen der rotierenden Walze und der Antriebsanordnung. Dies bedeutet zwar, daß zum Antrieb der Walze eine geringfügig höhere Leistung erforderlich ist. Diese ist jedoch vernachlässigbar. Dafür erhält man eine relativ einfach aufgebaute Antriebsmöglichkeit für die Pumpenanordnung.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Pumpenanord­ nung eine umlaufende Umfangsfläche aufweist und die An­ triebsanordnung von außen auf die Pumpenanordnung wirkt. Die Pumpenanordnung besteht also im Prinzip aus einer Ringkonstruktion, die an einem äußeren Teilkreis mit mehreren Pumpen oder Pumpensegmenten bestückt ist. Die Antriebsanordnung sieht sich dann bei der Rotation der Walze einer im wesentlichen unveränderten Gegenfläche ausgesetzt, nämlich der radialen Außenwand dieser Ringkonstruktion. Es müssen also keine Vorkehrungen ge­ troffen werden, um vorstehenden Teilen auszuweichen. Das einzige, was vorsteht, sind dann die Antriebsele­ mente der Pumpen, die bei der Rotation radial einwärts und auswärts bewegt werden.

Dies wird insbesondere dadurch bewirkt, daß die An­ triebsanordnung eine Antriebsfläche aufweist, die in Umfangsrichtung einen sich verändernden Abstand zur Pumpenanordnung aufweist. Wenn sich die Antriebsfläche in einem Umfangsabschnitt der Pumpenanordnung der Pum­ penanordnung nähert, dann wird das Antriebselement ra­ dial nach innen gedrückt. Wenn sich in einem anderen Umfangsabschnitt ein größerer Abstand ergibt, dann kann das Antriebselement wieder ausgefahren werden. Da die Pumpenanordnung bei einer Umdrehung der Walze sämtliche Umfangsabschnitte durchläuft, ist sichergestellt, daß bei jeder Umdrehung der Walze mindestens einmal eine Einwärtsbewegung und einmal eine Auswärtsbewegung des Antriebselements jeder Pumpe erfolgt. Wenn die Pumpen der Pumpenanordnung in Umfangsrichtung gleichmäßig ver­ teilt sind, dann ist immer eine Pumpe "aktiv", d. h. sie wird betätigt. Die übrigen Pumpen werden dann der Reihe nach betätigt.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Antriebsfläche beweglich ist und im wesentlichen die gleiche Umfangs­ geschwindigkeit wie die Pumpenanordnung aufweist. Damit vermeidet man eine Relativbewegung zwischen der An­ triebsfläche und der Pumpenanordnung in Rotationsrich­ tung der Walze. Die Antriebsfläche dreht vielmehr mit der Pumpenanordnung mit, so daß sich Relativbewegungen darauf beschränken, daß das Antriebselement ein- und ausgefahren wird. Diese Ausgestaltung hilft, Verluste und vor allem Verschleiß kleinzuhalten.

Vorzugsweise ist die Antriebsfläche durch eine Umfangs­ fläche eines Rades gebildet. Das Rad kann sich um seine Achse drehen. Wenn also ein Antriebselement einer Pumpe mit der Umfangsfläche des Rades in Berührung kommt, dann kann das Rad mitgedreht werden. Der anfängliche Kontakt zwischen dem Antriebselement und dem Rad wird bei ausgefahrenem Antriebselement dort erfolgen, wo der Abstand zwischen dem Rad und der Pumpenanordnung noch relativ groß ist. Bei einer weiteren Drehung der Pum­ penanordnung verringert sich der Abstand zwischen dem Punkt, an dem das Antriebselement am Rad anliegt, und der Pumpenanordnung und zwar solange, bis der kleinste Abstand an dem Ort erreicht ist, der durch eine durch die Mittelpunkte von Rad und Walze gehende Grade und die Umfangsfläche des Rades gebildet wird. Danach ver­ größert sich der Abstand wieder und das Antriebselement der jeweiligen Pumpe kann ausfahren. Man kann das Rad so anordnen, daß seine Umfangsfläche eine kleine Ent­ fernung zur Pumpenanordnung aufweist. Es ist jedoch be­ vorzugt, wenn die Umfangsfläche des Rades an der Pum­ penanordnung anliegt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Rad angetrieben ist und über die Pumpenanordnung mit der Walze in drehmomentübertragender Verbindung steht. Der Antrieb des Rades hält Schlupfverluste klein, wenn die Umfangs­ geschwindigkeit gleich der Umfangsgeschwindigkeit der Pumpenanordnung ist. Dadurch wird auch der Verschleiß kleingehalten. Wenn das Rad darüber hinaus noch in drehmomentübertragender Verbindung mit der Walze steht, dann kann man dieses Rad auch zum Antrieb der Walze insgesamt verwenden. Hierbei kann das Rad beispielsweise als Reibrad ausgebildet sein. Es kann aber auch über eine Verzahnung mit einer entsprechenden Gegenverzah­ nung der Pumpenanordnung in Verbindung stehen. Die Ver­ zahnung kann in dem axialen Längenbereich angeordnet sein, wo sich auch die Pumpen befinden, oder axial dazu versetzt.

In einer alternativen Ausgestaltung kann die Antriebs­ fläche durch einen Riemen gebildet sein, der die Pum­ penanordnung an einem Teil ihres Umfangs umschlingt und über eine außerhalb der Pumpenanordnung angeordnete Um­ lenkrolle geführt ist. Auch dadurch erreicht man, daß eine bewegliche Antriebsfläche so ausgebildet ist, daß sie an einem Umfangsbereich einen kleinen radialen Ab­ stand zur Pumpenanordnung aufweist. Der Abstand ist hier gleich null, weil der Riemen an der Pumpenanord­ nung anliegt. In dem Bereich, wo die Umlenkrolle ange­ ordnet ist, vergrößert sich der Abstand wieder, so daß die Antriebselemente der Pumpen ausgefahren werden kön­ nen.

Vorzugsweise ist die Heizraumanordnung durch eine Viel­ zahl von peripheren Kanälen gebildet. Derartige Walzen werden auch als "peripher gebohrte Walzen" bezeichnet, auch wenn die Kanäle nicht durch Bohrungen, sondern auf andere Weise gebildet worden sind. Die Kanäle, die sich relativ dicht unter der Oberfläche der Walze befinden, leiten den Dampf genau dorthin, wo er seiner Wärme ab­ geben soll. Gleichzeitig wird aber auch eine Kanal­ struktur für das Kondensat vorgegeben, so daß es einfa­ cher ist, daß Kondensat zu sammeln und abzuführen.

Bevorzugterweise ist die Pumpenanordnung über minde­ stens eine Kondensatzulaufleitung mit der radial äuße­ ren Wand der Heizraumanordnung verbunden. Die Kondensatzulaufleitung ist also mit ihrem Anfang genau dort angeordnet, wo sich das Kondensat aufgrund der Flieh­ kraft beim Betrieb der Walze sammeln wird. Dies er­ leichtert die Abfuhr.

Bevorzugterweise weist jeder Kanal einen stirnseitigen Speiseraum auf und die Kondensatzulaufleitung geht vom Speiseraum ab. Der Speiseraum dient zunächst einmal da­ zu, eine Verbindung zwischen der Dampfzuleitung und dem Kanal herzustellen. Man kann diesen Speiseraum nun zu­ sätzlich noch dazu nutzen, das Kondensat zu sammeln und an die Kondensatzulaufleitung abzugeben.

Vorzugsweise ist ein Speiseraum mehreren Kanälen zuge­ ordnet. Dies erleichtert nicht nur die Dampfzufuhr zu den einzelnen Kanälen. Die Dampfverteilung kann dann nämlich relativ gleichmäßig auf alle Kanäle erfolgen. Man kann auch die Anzahl der Pumpen verringern. Es ist nicht mehr notwendig, daß jedem Kanal eine eigene Pumpe zugeordnet wird, wenngleich dies natürlich möglich ist. Man kann die einzelnen Pumpen in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilen und für jede Pumpe einen Spei­ seraum vorsehen.

Besonders bevorzugt ist allerdings eine Ausgestaltung, bei der der Speiseraum als Ringraum ausgebildet ist und alle Kanäle miteinander verbindet. Hierdurch wird eine sehr gleichmäßige Verteilung des Dampfes sicherge­ stellt. Gleichzeitig wird aber auch eine genauso gleichmäßige Abfuhr des Kondensats sichergestellt.

Vorzugsweise steigt die Kondensatzulaufleitung zur Pum­ pe hin radial nach außen an. Im Betrieb ergibt sich dann ein Vorförderung des Kondensats, das durch die Fliehkraft nach außen gepreßt wird und damit zur Pumpe hin gefördert wird. Die Pumpe muß also praktisch keine Saugleistung mehr erbringen.

Vorzugsweise ist die Pumpe über ein Rücklaufsicherungs­ ventil mit einer Austrittsleitung verbunden, die mit einem durch einen Zapfen der Walze geführten Leitungs­ abschnitt verbunden ist. Wenn die Pumpe das Kondensat über das Rücklaufsicherungsventil, beispielsweise ein Rückschlagventil, hinausgefördert hat, dann gibt es für das Kondensat keine Möglichkeit mehr, unter der Wirkung der Fliehkraft wieder nach außen zu gelangen. Dadurch wird der Betrieb der Pumpe sehr zuverlässig.

Mit Vorteil ist die Pumpe als Kolbenpumpe ausgebildet. Eine Kolbenpumpe kann mit relativ geringem Aufwand die notwendigen Drücke aufbringen, um der Fliehkraft oder Zentrifugalkraft entgegenwirken zu können. Eine Kolben­ pumpe läßt sich darüber hinaus relativ einfach betäti­ gen, in dem das Antriebselement radial einwärts und auswärts bewegt wird. Für den gewünschten Anwendungsbe­ reich reicht eine Kolbenpumpe völlig aus.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Pumpe einen Kolben auf­ weist, der eine Einlaßsteuerkante und/oder eine Auslaß­ steuerkante aufweist. Mit dem Kolben kann also nicht nur die Pumpenfunktion realisiert werden, sondern es wird auch die Steuerfunktion dahingehend realisiert, daß beispielsweise der Einlaß bei einem Kolbenhub selbsttätig geschlossen wird, so daß in den Zylinder­ raum eingedrungene Flüssigkeit nur durch den Auslaß entweichen kann, nicht jedoch durch den Einlaß wieder zurückgedrückt wird. Die Auslaßsteuerkante kann bei ei­ nem Rückhub des Kolbens den Auslaß verschließen, so daß einmal geförderte Flüssigkeit nicht wieder zurückgelan­ gen kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht auf eine dampfbeheizte Walze in einer Walzenanordnung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Ende der Walze nach Fig. 1,

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform der Walze nach Fig. 1,

Fig. 4 eine Draufsicht entsprechend Fig. 2,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Pumpe an einer Walze,

Fig. 6 die Darstellung nach Fig. 5 mit halbeingefah­ renem Kolben,

Fig. 7 die Darstellung nach Fig. 5 mit ganzeingefah­ renem Kolben und

Fig. 8 eine andere Ausgestaltung einer Pumpe.

Fig. 1 zeigt eine beheizte Walze 1 von ihrer Stirnseite her, die in einer Walzenanordnung 2 mit einer Gegenwal­ ze 3 einen Nip 4 bildet, durch den eine Materialbahn 5 geführt ist. Die Beheizung der Walze erfolgt dadurch, daß (Fig. 5) Dampf in peripher angeordnete Kanäle 6 eingespeist wird. Hierzu wird der Dampf über eine Dampfzufuhrleitung 7 zugeführt, die durch einen an der Stirnseite der Walze 1 angeflanschten Walzenzapfen 8 mit Wellenstummel 9 geführt ist. Die Dampfzufuhrleitung 7 mündet hierbei in einen Dampfverteilraum 10, der als Ringraum ausgebildet ist und alle Kanäle 6 der Walze 1 an ihren Stirnseiten miteinander verbindet. An der ge­ genüberliegenden Stirnseite der Walze 1 kann eine ähn­ liche Anordnung vorgesehen sein, um Dampf, der die Ka­ näle 6 durchströmt hat, wieder entweichen zu lassen. In der Regel ist hierzu eine Abströmleitung 11 durch die Walze geführt, die durch den gleichen Walzenzapfen 8 und den gleichen Wellenstummel 9 geführt ist, wie die Dampfzuführleitung 7.

Der Dampf, der die Kanäle 6 durchströmt, soll seine Wärme an die Walze 1 abgeben, um sie zu beheizen. Die größte Wärmeübertragung findet dann statt, wenn der Dampf in der Walze 1 kondensiert. Bei Wasserdampf ent­ steht dann Wasser als Kondensat. Dieses Wasser muß nun aus der Walze wieder entfernt werden und zwar mit einem möglichst geringen Aufwand.

Hierzu ist an die Stirnseite des Walzenzapfens 8 eine Pumpenanordnung 12 angeflanscht, die in Fig. 2 und in den Fig. 5 bis 7 im Schnitt dargestellt ist. Fig. 5 zeigt hierbei nähere Einzelheiten.

Die Pumpenanordnung 12 besteht aus einem ringförmig ausgebildeten Träger 13, der etwa den gleichen Außen­ durchmesser wie der Walzenzapfen 8 aufweist. Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, sind in dem Träger 13 eine Vielzahl von in Umfangsrichtung gleichförmig verteilten einzelnen Pumpen 14 angeordnet. Jede Pumpe ist über ei­ ne Kondensatzulaufleitung 15 mit dem Dampfverteilraum 10 verbunden. Wie aus den Fig. 5 bis 7 zu erkennen ist, ist die Kondensatzulaufleitung 15 gegenüber der Mitte­ lachse der Walze 1 etwas geneigt angeordnet und zwar so, daß sie von dem Dampfverteilraum 10 zur Pumpe 14 hin nach außen ansteigt. Das Kondensat wird daher im Betrieb bereits durch die Zentrifgual- oder Fliehkraft zum Einlaß 16 der Pumpe 14 gefördert. Die Pumpe weist auch einen Auslaß 17 auf, der über eine Austrittslei­ tung 18 mit der Abströmleitung 11 verbunden ist. Das Kondensat kann durch die Abströmleitung 11 gemeinsam mit dem abströmenden Dampf aus der Walze herausfließen. Natürlich kann auch eine eigene Leitung für das Konden­ sat vorgesehen sein.

Die Pumpe 14 ist als Kolbenpumpe ausgebildet, d. h. sie weist einen Kolben 19 auf, der in einem Zylinder 20 an­ geordnet ist und sich dort radial bewegen kann. Der Kolben weist ein als Stößel ausgebildetes Antriebsele­ ment 21, das einstückig mit dem Kolben 19 verbunden ist, und ein als Feder ausgebildetes Rückstellelement 22 auf. Das Antriebselement 21 ragt radial aus dem Trä­ ger 13 heraus. Es ist in einer Dichtung 23 geführt und abgedichtet. Die Dichtung 23 bildet gleichzeitig einen Anschlag, an dem der Kolben 19 in seiner radial äußeren Stellung anliegt.

Der Antrieb der Pumpe erfolgt dadurch, daß die Walze 1 gedreht wird. Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, ist in der Walzenanordnung 2 ein angetriebenes Rad 24 so ange­ ordnet, daß es auf der Umfangsfläche des Trägers 13 reibt. Das Rad 24 kann also mit Hilfe seines Antriebs 25 die Walze antreiben. Letzteres ist aber nicht unbe­ dingt notwendig.

Bei der Drehung der Walze kommen nun nacheinander die Antriebselemente 21 einer jeden Pumpe unter das Rad 24, d. h. sie geraten in den Nip zwischen der Umfangsfläche des Trägers 13 und der Umfangsfläche des Rades 24. Dabei werden die Kolben 19 einwärts bewegt. Nachdem der Nip durchlaufen ist, drückt das Rückstellelement 22 den Kolben wieder nach außen. Jede Pumpe macht also pro Um­ lauf der Walze ein Spiel durch, fördert also die in dem Zylinder 20 befindliche Kondensatflüssigkeit oder zu­ mindest einen Teil davon radial nach innen, so daß die­ se durch die Abströmleitung 11 abfließen kann.

Natürlich können auch mehr als das dargestellte eine Rad 24 vorhanden sein. In diesem Fall vollführt jede Pumpe pro Umdrehung der Walze eine entsprechende Anzahl von Pumpenspielen, d. h. Förderhüben. Es hat sich aber herausgestellt, daß auch ein Förderhub pro Pumpe und Umdrehung ausreicht, um das angefallene Kondensat aus der Walze zu entfernen.

Anstelle des dargestellten Reibeingriffs kann auch vor­ gesehen sein, daß das Rad 24 an seinem Umfang eine Zahnstruktur aufweist, die mit einer entsprechenden Zahnstruktur auf dem Außenumfang des Trägers 13 in Ein­ griff steht. Auch hierbei kann man die Antriebselemente 21 bei jedem Umlauf einmal eindrücken.

Da das Rad die gleiche Umfangsgeschwindigkeit wie der Träger 13 hat, entstehen hierbei keine Reibungsverluste zwischen dem Träger 13 und dem Rad 24. Auch wird der Verschleiß relativ kleingehalten.

Der Kolben 19 weist eine Einlaßsteuerkante 26 auf, die in Form einer umlaufenden Schürze am Rand des Kolbens etwas axial vorsteht. Wenn der Kolben in seiner Ruhepo­ sition ist (Fig. 5), d. h. in der radial äußersten Posi­ tion, dann gibt die Einlaßsteuerkante 26 den Einlaß 16 vollkommen frei. Der Zylinder 20 (die Kolbenkammer) kann sich dann mit Kondensatflüssigkeit füllen.

Wenn der Kolben um etwa die Hälfte seines Hubes radial einwärts bewegt worden ist (Fig. 6) dann schließt die Einlaßsteuerkante 26 den Einlaß 16. Die Kondensatflüs­ sigkeit kann dann bei einer weiteren Einwärtsbewegung des Kolbens 19 nicht mehr durch den Einlaß 16 entwei­ chen.

Der Kolben 19 weist ferner einen zentrischen Fortsatz 27 mit einer Verdickung 28 an seinem Ende auf, gegen den das als Feder ausgebildete Rückstellelement 22 an­ liegt. Die Feder wird bei der Einwärtsbewegung des Kol­ bens 19 komprimiert. Der Übergang zwischen dem Stößel 27 und der Verdickung 28 bildet eine Auslaßsteuerkante 29, die etwa dann einen Strömungspfad zu einem Rück­ schlagventil 30 öffnet, wenn die Einlaßsteuerkante 26 den Einlaßt 16 schließt. Sobald die Auslaßsteuerkante 29 den Weg zum Rückschlagventil 30 (es kann auch ein anderes Rücklaufsicherungsventil vorgesehen sein) frei gibt, kann die Flüssigkeit das Rückschlagventil 30 auf­ drücken und gelangt dann in den Auslaß 17 und von dort in die Austrittsleitung 18. Gegebenenfalls kann auch noch ein Hilfskanal 31 vorgesehen sein, der den Ausgang des Rückschlagventils 30 mit dem Auslaß 17 verbindet.

Bei einer weiteren Einwärtsbewegung des Kolbens 19 (Fig. 7), die soweit geht, bis der Kolben 19 an seiner radial innersten Position am Träger 13 zur Anlage kommt, wird die im Zylinder 20 befindliche Flüssigkeit nahezu vollständig verdrängt. In dieser Position schließt das Antriebselement 21 praktisch bündig mit der Umfangsfläche 32 des Trägers 13 ab. Eine kleine Er­ hebung oder Abrundung 33 des Antriebselements 21 ist unschädlich, solange das Rad 24 eine entsprechend ela­ stische Oberfläche aufweist.

Es ist ersichtlich, daß die Auslaßsteuerkante 29 die Öffnung zum Rückschlagventil 30 nur soweit freigegeben hat, daß sich der Schließkörper des Rückschlagventiles dann, wenn er aufgrund seiner Rückstellfeder 34 wieder in seine Ruhelage gebracht worden ist, an der Verdic­ kung 28 anliegen kann. Weitere Sicherungsmaßnahmen sind nicht erforderlich.

In der in Fig. 7 dargestellten Position des Kolbens 19 kann sich der Druck der Kondensatflüssigkeit über die Austrittsleitung 18 abbauen. Sobald der Druck im Zylin­ der 20 klein genug ist, schließt das Ventil 30 wieder. Sein Schließelement schiebt sich hierbei unter der Kraft der Rückstellfeder 34 vor den Hilfskanal 31.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine alternative Ausgestaltung eines Antriebs für die Pumpen. Anstelle des Reibrades 24 ist nun ein Riemen 35 vorgesehen, der über den größ­ ten Teil des Umfangs des Trägers 13 anliegt. Der Riemen 35 ist über eine Umlenkrolle 36 geführt, die einen Ab­ stand zur Umfangsfläche 32 des Trägers 13 aufweist. In dem Bereich, wo der Riemen 35 vom Träger 13 abgehoben ist, können die Antriebselemente 21 ausfahren, wie dies durch radial auswärts gerichtete Pfeile angedeutet ist. Im übrigen Bereich, d. h. dort, wo der Riemen 35 am Trä­ ger 13 anliegt, bleiben die Antriebselemente 21 einge­ fahren, wie dies durch radial einwärts gerichtete Pfei­ le angedeutet ist. In diesem Fall bleiben die Kolben 19 über den größten Teil der Umdrehung in der in Fig. 7 dargestellten Stellung, während sie beim Ausführungs­ beispiel nach Fig. 1 und 2 über den größten Teil der Umdrehung in der in Fig. 5 dargestellten Stellung ver­ harren. In beiden Fällen ergibt sich aber praktisch die gleiche Pumpenkapazität. Wie oben erläutert, kann der Druckabbau, der zu einem Schließen des Ventils 30 führt, auch in der in Fig. 7 dargestellten Position des Kolbens 19 erfolgen.

Fig. 8 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer Pumpe 14'. Gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugs­ zeichen versehen. Entsprechende Teile sind mit gestri­ chenen Bezugszeichen versehen. Hier hat der Kolben 19' keine Steuerkante mehr, sondern der Einlaß 16 ist mit einem Rückschlagventil 37 versehen. Auf diese Weise kann die Pumpe 14' selbstansaugend arbeiten. Im übrigen ist die Funktion die gleiche wie bei der Ausgestaltung nach den Fig. 5 bis 7.

Die Entwässerung ist vollkommen unabhängig von den in den Kanälen 6 herrschenden Dampfdrücken und der Tempe­ ratur. Sie ist im Grunde genommen nur abhängig von der Drehzahl der Walze. Je höher die Drehzahl ist, desto größer ist auch die Abförderleistung. Dies ist aber ein Effekt, der gewünscht ist, weil bei einer höheren Dreh­ zahl größere Mengen der Materialbahn behandelt werden und dementsprechend eine größere Wärmezufuhr erforder­ lich ist, die wiederum einen erhöhten Kondensatanfall mit sich bringt.

Da der Träger 13 fest am Walzenzapfen 8 angeflanscht ist und dieser wiederum fest an der Walze 1 befestigt ist, sind keine beweglichen Teile erforderlich, die ab­ gedichtet werden müssen. Die Verbindung zwischen der Pumpe und den Kanälen kann vielmehr starr ausgebildet sein, was eine hohe Zuverlässigkeit gewährleistet.

Claims (21)

1. Dampfbeheizte Walze mit einer Heizraumanordnung, die über eine Speiseanschlußanordnung mit Dampf be­ schickbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine mit der Walze (1) drehende Pumpenanordnung (12) zum Abpumpen von Kondensat entgegen der Fliehkraft auf­ weist, wobei der Antrieb der Pumpenanordnung (12) durch eine Relativbewegung zwischen der rotierenden Walze (1) und einer Antriebsanordnung erfolgt.

2. Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (12) relativ zur Walze (1) un­ beweglich angeordnet ist.

3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Pumpenanordnung (12) an einer Stirn­ seite der Walze (1) angeordnet ist.

4. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (12) minde­ stens eine Pumpe (14) mit einem von außen betätig­ baren Antriebselement (21) aufweist.

5. Walze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (21) eine Rückstelleinrichtung (22) aufweist.

6. Walze nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das Antriebselement (21) bei Rotation der Walze (1) mit einer stationären Antriebsanordnung (24; 35, 36) zusammenwirkt.

7. Walze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (12) eine umlaufende Umfangs­ fläche (32) aufweist und die Antriebsanordnung (24; 35, 36) von außen auf die Pumpenanordnung (12) wirkt.

8. Walze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsanordnung (24; 35, 36) eine Antriebs­ fläche aufweist, die in Umfangsrichtung einen sich verändernden Abstand zur Pumpenanordnung (12) auf­ weist.

9. Walze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsfläche beweglich ist und im wesentli­ chen die gleiche Umfangsgeschwindigkeit wie die Pumpenanordnung (12) aufweist.

10. Walze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsfläche durch eine Umfangsfläche eines Rades (24) gebildet ist.

11. Walze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (24) angetrieben ist und über die Pumpenan­ ordnung (12) mit der Walze (1) in drehmomentüber­ tragender Verbindung steht.

12. Walze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsfläche durch einen Riemen (35) gebildet ist, der die Pumpenanordnung (12) an einem Teil ih­ res Umfangs umschlingt und über eine außerhalb der Pumpenanordnung angeordnete Umlenkrolle (36) ge­ führt ist.

13. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizraumanordnung durch ei­ ne Vielzahl von peripheren Kanälen (6) gebildet ist.

14. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (12) über mindestens eine Kondensatzulaufleitung (15) mit der radial äußeren Wand der Heizraumanordnung verbunden ist.

15. Walze nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (6) einen stirnseitigen Speiseraum (10) aufweist und die Kondensatzulaufleitung (15) vom Speiseraum (10) abgeht.

16. Walze nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speiseraum (10) mehreren Kanälen (6) zugeordnet ist.

17. Walze nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Speiseraum (10) als Ringraum aus­ gebildet ist und alle Kanäle (6) miteinander ver­ bindet.

18. Walze nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatzulaufleitung (15) zur Pumpe (14) hin radial nach außen ansteigt.

19. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (14) über ein Rück­ laufsicherungsventil (30) mit einer Austrittslei­ tung (18) verbunden ist, die mit einem durch einen Zapfen (8) der Walze geführten Leitungsabschnitt (11) verbunden ist.

20. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (14) als Kolbenpumpe ausgebildet ist.

21. Walze nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (14) einen Kolben (19) aufweist, der eine Einlaßsteuerkante (26) und/oder eine Auslaßsteuer­ kante (29) aufweist.