用於圓筒體,尤其乾燥筒的密封裝置的製作方法

2023-05-28 05:47:01

專利名稱：用於圓筒體,尤其乾燥筒的密封裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於圓筒體，尤其用於乾燥料幅、尤指纖維幅的乾燥裝置的乾燥
筒的密封裝置，以及一種具有包含這種密封裝置的可加熱的圓筒體的乾燥裝置。 現有技術 例如被作為造紙機中的乾燥筒使用的可加熱的圓筒，公知已久。為了加熱並因此 乾燥圓筒的外表面以及繞行在其上的料幅，這種圓筒的內部被注入了加熱液。在通常情況 下，在這種可加熱的圓筒上使用例如蒸汽狀的液體，尤其水蒸氣作為加熱液。所述蒸汽狀的 液體，例如被壓縮進入圓筒中且在向內定向的圓筒壁上冷凝，其中冷凝熱被傳遞到筒體且 進而在其外側面上被作為加熱熱量使用。所產生的冷凝液，在可加熱的圓筒正常運行時，即 圍繞其縱軸線轉動時，基於離心力，呈薄膜狀地緊貼圓筒內壁且由虹吸管通過壓差吸出。
作為上述方案的替代方案，提供一種具有內筒體和外筒體的可加熱的乾燥筒，其 中在所述外筒體表面的下面，設計至少一條用於導入加熱液的通道。這種可加熱的圓筒裝 置，例如在W02006/072505中已有記載。在按照W02006/072505的可加熱的圓筒上，加熱液 被安置得非常靠近可加熱圓筒的外表面。 在這種可加熱的乾燥筒中，外筒體的壁厚可以保持很薄。 例如DE102005043734或W02006/072505也示出一種具有用於導入加熱液的通道 的可加熱的圓筒。 為了進一步提高幹燥功率，提供一種乾燥裝置，在所述乾燥裝置中，可加熱的圓筒 被額外地從外部施加一種介質，例如水。這種系統例如從EP1793038或EP1081277公知。
如果具有圓筒體，尤其例如造紙機中的乾燥筒的設備，設計有密封裝置，那麼基本 上沿圓筒圓周方向延伸的密封裝置，也被稱為縱向密封件，以及基本上沿圓筒體的圓筒軸 線方向延伸的密封，被稱為橫向密封。 尤其在圓筒體，例如被加熱的乾燥筒被固定的壓力罩環抱超過某一角度範圍，例
如外圓周的270°的裝置中，必須使固定的壓力罩相對於迴轉的圓筒或料幅密封。 —種至少局部地環抱轉動的乾燥筒的固定的壓力罩，在W02005/100682中已有記載。 在使固定的壓力罩相對於轉動的圓筒密封時，常常會出現密封件失效和洩漏，而 這又會導致機器停機。 尤其還可能，在使用密封件使厚實的料幅相對於圓筒體密封時，料幅可能被例如 沿圓周方向，也就是沿縱向形成的條痕、高的溫度梯度、出現的熱應力以及形成的裂紋損 壞。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，避免現有技術中的缺陷並且尤其提供一種用於圓 筒體的密封裝置，在所述密封裝置中可以可靠地避免過熱並且保證密封效應。
按照本發明該技術問題是這樣解決的，S卩，在用於圓筒體，尤其例如用於乾燥料幅 的乾燥裝置的乾燥筒的密封裝置中，其中圓筒體具有沿軸向的圓筒軸線以及具有垂直於軸 向的切線方向的圓周面，所述密封裝置的特徵在於，該密封裝置至少部分地沿圓筒體的圓 周具有周向延伸，並且該密封裝置周向延伸的方向被定向為，與圓筒體圓周面的至少一個 切向平面中的切線方向傾斜成角度a #0。 如果所述密封裝置在每個切向平面中的周向延伸的方向以及圓筒的切線方向之 間具有相同的角度，則出現，當將圓筒體展開並且投影到一個平面上時，則密封件在縱向具 有相對於圓筒始終傾斜了同樣的角度a的延伸。對於封閉的密封裝置，則不存在像展開的 圓筒面那樣的矩形，而是梯形。 這是一種可行的布設密封裝置的方式，但不是必需的。也可以設想，密封件的周向 延伸的方向相對於圓筒體的切線方向圍成一個呈周期性變化的角度a ，例如正弦形曲線變 化的角度。在這種情況下，將產生波浪式的或者波形的形狀。 通過使密封件的周向延伸的方向相對於圓筒的切線方向傾斜，則在滑動副偶件之 間，此處指圓筒體或包繞該圓筒體的料幅與密封件之間滑移過的面積增大，並且進而使導 入的熱量分布到這個更大的面積上。以此實現比現有技術更均勻的溫度分配。溫度均勻分 配的另一個結果是，最高溫度和溫度梯度都變小了。以這種方式和方法，減小了導緻密封件 失效、洩漏以及機器意外停機的熱負荷。尤其在具有大的圓筒直徑的高速運行的機器中， 這是有利的。所述高速運行的機器，指的是走紙速度大於800m/min、尤其介於800m/min至 2000m/min範圍內的機器。所述大的圓筒直徑，指的是大於2. 50m，尤其介於2. 50m至10. Om 範圍內的圓筒直徑。 密封裝置，在一般情況下不僅沿縱向、也就是說基本上沿圓筒體的切線方向延伸， 而且沿與之垂直的、也就是說基本上沿平行於圓筒體旋轉軸線的橫向延伸。密封裝置可以 沿橫向，也就是圓筒體的軸向設計為整體式的或者多件式的。 如果將密封裝置實施為封閉式的，並且使密封件通過封閉的壓力軟管被壓緊，則 尤其有利。密封裝置優選是由兩個縱向密封件和兩個橫向密封件組成的環形密封件。
如果橫向密封件寬度與縱向密封件寬度的比例，在1 : 4至3 : 4之間，尤其在
i : 3至2 : 3之間，則可以產生特別好的刮除效果，也就是在橫向密封件區域內很小的洩
漏以及在縱向密封件區域足夠的自潤滑。 如果密封裝置沿縱向不是在整個周向延伸長度上，相對於切線方向具有相同的角
度，而是具有呈周期性變化的角度，是尤其有利的。則密封裝置沿縱向具有波浪式的延伸走 向。通過所述波浪式的延伸，實現特別好的潤滑效果。 除了密封裝置外，本發明還提供了一種具有可加熱的圓筒體，以及尤其乾燥筒和
至少部分地包繞所述乾燥筒的幅帶的乾燥裝置，其中在幅帶和乾燥筒之間，設置按照本發
明的密封裝置。所述幅帶，可以是不滲透的幅帶，也可以是篩帶。所述幅帶相對於圓筒體具
有一個運行方向，其中圓筒體的切線方向與所述運行方向基本上取向一致。 如果密封裝置的縱向密封件沿運行方向窄縮，也就是相對於切線方向的角度大於
0° ，是尤其有利的。由此可實現特別好的液力潤滑或者自潤滑。這在縱向密封件區域尤其
重要，因為摩擦係數可以因此而降低，且進而產生附加的冷卻效應。 在一種替代的實施形式中，縱向密封件的位置可以沿運行方向發散，也就是密封
4裝置相對於運行方向傾斜且進而相對於圓筒體的切線方向成角度a ，小於0° 。這樣，雖然 減少了潤滑，但是洩漏量可以減小到最低限度並且被限制在密封裝置的橫向密封件區域。
優選將密封件使用在一種乾燥裝置中，在所述乾燥裝置中，固定的壓力罩在至少 部分外圓周上包圍乾燥筒。壓力罩被填充了處於壓力作用下的介質，優選為水。通過所述介 質，將一個或多個壓力施加到幅帶上，尤其不滲透的幅帶，並且尤其是纖維料幅上，使得能 通過藉助於壓力罩的壓緊，改善對纖維料幅的乾燥。因為壓力罩是靜止不動的，纖維料幅、 篩帶和幅帶跟隨乾燥筒的圓周速度一起運動，所以壓力罩必須相對於運動的幅帶動態地密 封。為了減小在這種密封件上不可避免地出現的摩擦以及熱量，優選採用按照本發明的密 封裝置。


接下來根據實施例，但又不局限於這些實施例地對本發明加以說明。
附圖中 圖1示出圓筒體以及布設在其上的密封裝置； 圖2示出圓筒體以及各種不同實施形式的密封裝置； 圖3a-3b示出展開到圖紙平面上的各種不同實施形式的密封件的曲線； 圖4a-4c示出被密封件滑移過的面； 圖5示出通過具有壓力罩的乾燥裝置剖開示出的剖視圖。
具體實施例方式
在圖1中示出具有沿軸向5延伸的圓筒軸線3的圓筒體1。此外可以看出具有沿 橫向12延伸長度和周向延伸長度14的密封裝置10。沿橫向12延伸的密封，也被稱作橫 向密封，具有周向延伸長度14的密封，被稱作縱向密封。此外，所述圓筒體還具有切線方向 16。所述切線方向16，在代表現有技術的圖1所示的實施例中，與圓筒體1的圓周面27的 每一個切向平面24中的切向延伸的方向20平行。 這就是說，沿整個周向延伸長度14，密封件平行於圓筒的切線方向16地延伸。由
此不僅使縱向密封件承受高的熱負荷，而且使例如處於密封裝置下面且圍繞圓筒運轉的料
幅承受高的熱負荷，而該熱負荷將導緻密封件失效、洩漏以及機器的意外停機。 圖2示出一些可阻止這種熱量輸入的實施形式。圓筒體再次以附圖標記1表示。
圓筒體具有圓筒軸線3。 此外還示出在與圓筒體的表面相切的一個切向平面中的圓筒體的切線方向16。
附圖標記IOO示出縱向密封件的延伸走向，其中，在與圓筒體的圓周面27相切的 每一個切向平面24中，縱向密封件的周向延伸的方向20都平行於圓筒切線方向16。如從 圖2所獲知的，因而在圓筒表面27上形成封閉環狀的延伸曲線，也就是密封件的圓周線，它 相當於圓筒體的圓周線。 若現在按照本發明規定，密封件200沿切線方向216延伸的那一部分，如在第一實 施例中示出的那樣，則被布設成，使得密封件的周向延伸220的方向，至少在延伸的部分區 段上，相對於在與圓筒表面27相切的切向平面中的圓筒的切線方向216具有夾角a ，從而 在圓筒的圓周面上達到縱向密封件螺旋狀地延伸。
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如果在整個圓周上，周期性地改變密封件周向延伸320的方向與每個切向平面24 中圓筒的切線方向316所構成的角度a ，則如在圖2中所示出的那樣，形成縱向密封件的波 形的圓周線300。 如果將圓筒面以及密封件的面展開到一個平面，例如圖紙平面上，如圖3a所示， 則明顯可以更簡單地表示本發明。在這種情況下，圓筒外表面相當於矩形400。圓周的方向 以416表示。如果縱向密封件向料幅或者圓筒的運行方向450傾斜，則密封件401的周向 延伸420的方向相對於所述運行方向450具有大於0的夾角a 。 這種布設結構，也稱為沿運行方向窄縮的結構。這種結構可以實現良好的液力潤 滑或者自潤滑，所述液力潤滑或者自潤滑在縱向密封件區域尤其重要，因為此處會很快出 現過熱問題，所述過熱問題可以通過充分的潤滑加以避免。 作為替代方案，可以如圖3b所示，使密封件發散地延伸，也就是沿料幅的運行方
向550看，切線方向516與密封裝置的迴轉方向520所構成的夾角a，小於O。在如圖3b
所示的發散的結構中，雖然不能提高縱向密封件區域裡的液力潤滑或者自潤滑，但是在此
區域中的洩漏量的分布可以減小到最低限度，且被局限於橫向密封件區域。 將密封裝置實施為環形的且閉合的，並通過壓力軟管壓緊，則尤其有利。 在圖4a至4c中，再次示出本發明的功效。圖4a示出在迴轉時被滑動副偶件滑移
過的面積，也就是說在圓筒繞其本身軸線轉動一次時滑移過的面積。 如從圖4a所獲知的，對於縱向密封件沒有實行如在本發明中所規定的傾斜安置 的情況，在圓筒圓周或者料幅以及密封件圓周區域的同一位置，相互間始終處於摩擦作用 之中。因此沿圓筒圓周或者料幅上的線，出現強烈的局部發熱。如果這時如圖4b中所示，縱 向密封件700相對於圓筒的切線方向傾斜了角度a ，則在圓筒迴轉時滑移過寬度B。產生 的熱量分布在圓筒表面或者料幅表面更大的部分上，從而使所出現的溫度可以比圖4a中 的實施形式明顯地降低。 如果作為對圖4b中所示出的傾斜安置的替代或者補充，將縱向密封件800的波形 輪廓按照圖4c實施，則又有一個區域可以被滑移過，通過波動還可以額外地獲得一種可能 性，即，待密封的介質可以一再地到達隨後重新被縱向密封件滑移過的區域，從而在按照圖 4c的實施方式上除了產生較低的熱量外，還可實現特別好的潤滑。 圖5示出包含乾燥筒1的用於製造纖維料幅的機器中的乾燥裝置1000。壓力罩 1003至少部分地環抱所述乾燥筒1。 所述壓力罩1003，充滿了處於壓力作用下的介質，優選為水，壓力1020因此可以 施加到不滲透的幅帶1007、幅帶1005、 1006以及尤其纖維料幅1004上。纖維料幅通過繞 行在被加熱的乾燥筒1上面而被乾燥。通過壓力罩1003的擠壓，加強了這種效應。在乾燥 時產生的溼氣，被篩帶1005， 1006吸收。不滲透的幅帶1007將纖維料幅和篩帶1005， 1006 與位於壓力罩1003中的壓力介質分離開。幅帶，篩帶以及纖維料幅都藉助於支撐輥1008、 1009引導。 纖維料幅、篩帶以及幅帶，以乾燥筒1的圓周速度一起運行，壓力罩1003則與之相 反地靜止不動。因此，需要將壓力罩1003的被注入了介質的腔室相對於運動的不滲透的幅 帶1007動態地密封。在上述附圖1至4中示出的密封裝置，可以被使用於使壓力罩1003 相對於運動的料幅密封。圖l尤其示出這種壓力罩密封。
利用本發明因此可以第一次提供一種徑向密封裝置，所述徑向密封裝置尤其被應 用在造紙機的乾燥筒區域，尤其在使固定的壓力罩相對於轉動的圓筒密封時，以不出現高 溫以及很小的溫差，並且可實現高度的潤滑而見長。
權利要求
一種用於圓筒體(1)，尤其用於乾燥料幅的乾燥裝置的乾燥筒的密封裝置(10)，其中所述圓筒體具有沿軸向延伸的圓筒軸線(3)以及沿圓切線方向的圓周面，其中所述切線方向(16)垂直於所述軸向(5)，其特徵在於，所述密封裝置至少局部沿圓筒體的圓周具有周向延伸(14)，並且所述周向延伸(14)的方向定向為，相對於所述圓筒體(1)的圓周面(27)的至少一個切向平面(24)中的切線方向(16)傾斜成角度α≠0。
2. 按照權利要求l所述的密封裝置，其特徵在於，所述密封裝置(10)的周向延伸(14) 的方向，在所有的切向平面中都與所述圓筒體(1)的切線方向傾斜成相同的角度a 。
3. 按照權利要求l所述的密封裝置，其特徵在於，所述周向延伸(14)的方向，相對於所 述圓筒體的切線方向(16)，在所有的切向平面中連續地、周期地變化。
4. 按照權利要求3所述的密封裝置，其特徵在於，所述角度a具有正弦形的曲線變化。
5. 按照權利要求1至4中任一項所述的密封裝置，其特徵在於，所述密封裝置此外至少 部分地沿圓筒體的軸向(5)延伸。
6. 按照權利要求1至5中任一項所述的密封裝置，其特徵在於，所述密封裝置沿軸向 (5)設計為整體式的。
7. 按照權利要求1至5中任一項所述的密封裝置，其特徵在於，所述密封裝置沿軸向 (5)設計為多件式的。
8. 按照權利要求1至7中任一項所述的密封裝置，其特徵在於，所述密封裝置具有縱向 密封件和橫向密封件，且通過封閉的壓力軟管加載。
9. 按照權利要求8所述的密封裝置，其特徵在於，所述縱向密封件具有沿圓筒軸向的寬度，以及所述橫向密封件具有基本上沿圓筒體的圓周方向的寬度。
10. 按照權利要求9所述的密封裝置，其特徵在於，所述橫向密封件寬度與所述縱向密 封件寬度之比，介於1/4至3/4區域，尤其介於1/3至2/3區域內。
11. 一種乾燥裝置，其具有可加熱的圓筒體、尤其是用於製造和/或精製纖維料幅的機 器中用於乾燥紙張、紙板、薄紗或其他纖維料幅的乾燥筒，以及具有至少在部分圓周上環抱 所述乾燥筒(1)的壓力罩(1003)，其特徵在於，在所述壓力罩(1003)與跟隨乾燥筒(1) 一 起迴轉的幅帶(1007， 1005， 1006)之間，設置按照權利要求1至10中任一項所述的密封裝 置。
12. 按照權利要求11所述的乾燥裝置，其特徵在於，所述幅帶是一種不滲透的幅帶。
13. 按照權利要求11所述的乾燥裝置，其特徵在於，所述幅帶是一種篩帶。
14. 按照權利要求11至13中任一項所述的乾燥裝置，其特徵在於，所述幅帶具有運行 方向(450， 550)，其中圓筒體的切線方向與所述運行方向取向一致。
15. 按照權利要求14所述的乾燥裝置，其特徵在於，所述密封裝置相對於所述切線方 向傾斜布設而成的角度a ，具有恆定不變的值a > 0。
16. 按照權利要求14所述的乾燥裝置，其特徵在於，所述密封裝置相對於所述切線方 向傾斜布設而成的角度a ，具有恆定不變的值a < 0。
17. 按照權利要求11至16中任一項所述的乾燥裝置，其特徵在於，在所述壓力罩中，介 質、尤其是水處於壓力作用下。
全文摘要
本發明涉及一種用於圓筒體、尤其用於乾燥料幅的乾燥裝置的乾燥筒的密封裝置，其中所述圓筒體具有沿軸向延伸的圓筒軸線以及沿切線方向的圓周面，其中所述切線方向垂直於所述軸向。按照本發明規定，所述密封裝置至少部分地沿圓筒體的圓周具有周向延伸，並且所述周向延伸的方向被定向為，與圓筒體的圓周面的至少一個切向平面中的切線方向傾斜成角度α≠0。
文檔編號F16J15/00GK101737493SQ20091022176
公開日2010年6月16日 申請日期2009年11月16日 優先權日2008年11月14日
發明者弗朗茲·賴辛格, 羅伯特·阿特溫格 申請人:沃依特專利有限責任公司