Dampfbeheizte Walze

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine dampfbeheizte Walze mit einer Heizraumanordnung, die über eine Speiseanschlußanordnung mit Dampf beschickbar ist.

[0002] Bei der Herstellung von Papier und anderen Materialbahnen 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.

[0003] In vielen Fällen ist es notwendig, die Materialbahn nicht nur mit erhöhtem Druck, sondern auch mit einer erhöhten Temperatur zu beaufschlagen. Hierzu wird mindestens eine der beiden einen Nip bildenden Walzen beheizt. 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 zugeführt. Überschüssiger Dampf wird aus der Heizraumanordnung wieder abgeführt. Ein Teil des Dampfes kondensiert jedoch. Dieser Effekt ist an und für sich positiv, weil beim Kondensieren die größtmögliche Wärmemenge 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 durchströmende 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 Dampftemperaturen und/oder Drücken und hohen Arbeitsgeschwindigkeiten 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 angeordnete Verbindung nach außen geführt.

[0004] DE 24 54 742 A zeigt einen Kondensatschöpfer zum Entwässern von dampfbeheizten umlaufenden Trommeln, dessen Rückwand sich spiralförmig von der Innenwandung der Trommelmantelfläche zum hohlen, das Kondensat ableitenden Lagerzapfen erstreckt. Bei einer Umdrehung der Trommel taucht das in Rotationsrichtung vordere Ende des Schöpfers in einen Flüssigkeitssumpf ein und schöpft damit Flüssigkeit in die Rückwand. Diese Flüssigkeit wird dann bei einer weiteren Umdrehung der Trommel immer weiter angehoben, bis sie schließlich auf die Höhe einer Abflußleitung kommt, wo sie abfließen kann. Ein derartiger Schöpfer funktioniert allerdings nur so lange, wie sich die Flüssigkeit in einem Sumpf sammelt, in den der Schöpfer eintauchen kann. Wenn sich die Flüssigkeit aufgrund der Zentrifugalkraft im Betrieb in einer Schicht am Inneren der Walze anlegt und die Flüssigkeit dann die gleiche Geschwindigkeit wie der Schöpfer hat, ist der Schöpfer praktisch wirkungslos.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Entwässerungsmöglichkeit der Walze zu verbessern.

[0006] Diese Aufgabe wird bei einer dampfbeheizten Walze der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß sie eine Pumpenanordnung aufweist, die zum Abpumpen von Kondensat einen der Fliehkraft entgegenwirkenden Druck aufbringt.

[0007] Man entlastet damit die Dampfversorgung von der zusätzlichen Aufgabe, Schlupfdampf bereitstellen zu müssen, der das Kondensat aus der 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 gehalten. Die Pumpenanordnung kann unabhängig von den Dampfdrücken in der Walze arbeiten, so daß eine effektive Entwässerung auch bei niedrigen Dampfdrücken und hohen Arbeitsgeschwindigkeiten möglich ist. Die Pumpenanordnung 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 Pumpenanordnung muß daher im Grunde genommen nur so ausgelegt werden, daß sie das Kondensat entgegen der Fliehkraft abpumpen kann.

[0008] Vorzugsweise ist die Pumpenanordnung relativ zur Walze unbeweglich angeordnet. Sie dreht sich also mit der Walze mit. Damit entfallen Dichtungen zwischen beweglichen Teilen, nämlich der Walze und der Pumpenanordnung. Diese bleiben vielmehr im Betrieb zueinander ausgerichtet, so daß starre Verbindungsleitungen zu und von der Pumpe vorgesehen sein können.

[0009] Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Pumpenanordnung 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.

[0010] 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 kleingehalten.

[0011] 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.

[0012] Vorteilhafterweise weist das Antriebselement eine Rückstelleinrichtung auf. Zum Antreiben ist dann zwar eine höhere Kraft erforderlich, weil auch die Gegenkraft der Rückstelleinrichtung überwunden werden muß. Die Ausbildung hat aber den Vorteil, daß der Antrieb nur in eine Richtung wirken muß, beispielsweise das Antriebselement eindrücken oder herausziehen muß.

[0013] Mit Vorteil weist die Pumpenanordnung eine Kolbenpumpe auf. Eine Kolbenpumpe kann mit relativ geringem Aufwand die notwendigen Drücke aufbringen, um der Fliehkraft oder Zentrifugalkraft entgegenwirken zu können. Eine Kolbenpumpe läßt sich darüber hinaus relativ einfach betätigen, in dem das Antriebselement radial einwärts und auswärts bewegt wird. Für den gewünschten Anwendungsbereich reicht eine Kolbenpumpe völlig aus.

[0014] Hierbei ist bevorzugt, daß die Kolbenpumpe einen Kolben aufweist, der eine Einlaßsteuerkante und/oder eine Auslaßsteuerkante 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 Zylinderraum eingedrungene Flüssigkeit nur durch den Auslaß entweichen kann, nicht jedoch durch den Einlaß wieder zurückgedrückt wird. Die Auslaßsteuerkante kann bei einem Rückhub des Kolbens den Auslaß verschließen, so daß einmal geförderte Flüssigkeit nicht wieder zurückgelangen kann.

[0015] Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Pumpenanordnung eine umlaufende Umfangsfläche aufweist und die Antriebsanordnung 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 getroffen werden, um vorstehenden Teilen auszuweichen. Das einzige, was vorsteht, sind dann die Antriebselemente der Pumpen, die bei der Rotation radial einwärts und auswärts bewegt werden.

[0016] Dies wird insbesondere dadurch bewirkt, daß die Antriebsanordnung eine Antriebsfläche aufweist, die in Umfangsrichtung einen sich verändernden Abstand zur Pumpenanordnung aufweist. Wenn sich die Antriebsfläche in einem Umfangsabschnitt der Pumpenanordnung der Pumpenanordnung nähert, dann wird das Antriebselement radial 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 verteilt sind, dann ist immer eine Pumpe "aktiv", d.h. sie wird betätigt. Die übrigen Pumpen werden dann der Reihe nach betätigt.

[0017] Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Antriebsfläche beweglich ist und im wesentlichen die gleiche Umfangsgeschwindigkeit wie die Pumpenanordnung aufweist. Damit vermeidet man eine Relativbewegung zwischen der Antriebsfläche und der Pumpenanordnung in Rotationsrichtung 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.

[0018] Vorzugsweise ist die Antriebsfläche durch eine Umfangsfläche 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 Pumpenanordnung 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 vergrößert sich der Abstand wieder und das Antriebselement der jeweiligen Pumpe kann ausfahren. Man kann das Rad so anordnen, daß seine Umfangsfläche eine kleine Entfernung zur Pumpenanordnung aufweist. Es ist jedoch bevorzugt, wenn die Umfangsfläche des Rades an der Pumpenanordnung anliegt.

[0019] 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 Umfangsgeschwindigkeit 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 Gegenverzahnung der Pumpenanordnung in Verbindung stehen. Die Verzahnung kann in dem axialen Längenbereich angeordnet sein, wo sich auch die Pumpen befinden, oder axial dazu versetzt.

[0020] In einer alternativen Ausgestaltung kann die Antriebsfläche durch einen Riemen gebildet sein, der die Pumpenanordnung an einem Teil ihres Umfangs umschlingt und über eine außerhalb der Pumpenanordnung angeordnete Umlenkrolle geführt ist. Auch dadurch erreicht man, daß eine bewegliche Antriebsfläche so ausgebildet ist, daß sie an einem Umfangsbereich einen kleinen radialen Abstand zur Pumpenanordnung aufweist. Der Abstand ist hier gleich null, weil der Riemen an der Pumpenanordnung anliegt. In dem Bereich, wo die Umlenkrolle angeordnet ist, vergrößert sich der Abstand wieder, so daß die Antriebselemente der Pumpen ausgefahren werden können.

[0021] Vorteilhafterweise weist die Pumpenanordnung mindestens eine Rotationspumpe zum Abpumpen von Kondensat auf. Rotationspumpen arbeiten im Gegensatz zu Kolbenpumpen mit rotierenden und/oder orbitierenden Arbeitselementen. Dies hat den Vorteil, daß sich die Massenverteilungen im Betrieb nur sehr wenig ändern. Dies führt zu einem vom Betrieb der Pumpenanordnung weitgehend unbeeinflußten Lauf der Walze, was insbesondere bei höheren Drehzahlen von Vorteil ist.

[0022] Vorzugsweise weist die Rotationspumpe mindestens ein von außen betätigbares Arbeitselement 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 Arbeitselement wirken zu lassen. Damit wird das Gewicht und das Trägheitsmoment der Walze kleingehalten. Hierbei kann die Pumpenanordnung relativ zur Walze unbeweglich angeordnet sein. Sie dreht sich also mit der Walze mit. Damit entfallen Dichtungen zwischen beweglichen Teilen, nämlich der Walze und der Pumpenanordnung. Diese bleiben vielmehr im Betrieb zueinander ausgerichtet, so daß starre Verbindungsleitungen zu und von der Pumpe vorgesehen sein können.

[0023] Vorteilhafterweise sind ein Pumpenzulauf und ein Pumpenablauf durch das Arbeitselement ständig getrennt.

[0024] Damit sorgt das Arbeitselement dafür, daß keine direkte Verbindung zwischen dem Pumpenzulauf und dem Pumpenablauf entsteht und somit auch kein Dampf frei entweichen kann. Dementsprechend kann eine Ventilsteuerung entfallen.

[0025] Mit Vorteil durchläuft das Arbeitselement bei einer Umdrehung mindestens einen Arbeitsbereich, wobei es in dem Arbeitsbereich eine Förderkammer mit konstantem Volumen vom Pumpenzulauf zum Pumpenablauf bewegt. Die Flüssigkeit, die zum Pumpenzulauf gelangt, gelangt auch in die Förderkammer. In der Förderkammer, die sich durch das Arbeitselement bewegt, wird sie vom Pumpenzulauf zum Pumpenablauf gefördert. Da das Volumen der Förderkammer konstant ist, ergibt sich keine Kompression, so daß auch nicht komprimierbare Flüssigkeiten gefördert werden können. Da laufend Flüssigkeit nachgefördert wird, wird die Flüssigkeit im Pumpenablauf weiter verdrängt und radial nach innen geschoben.

[0026] Vorzugsweise ist die Rotationspumpe als Flügelzellenpumpe ausgebildet. Eine Flügelzellenpumpe weist ein exzentrisch zu einem Gehäuse gelagertes Arbeitselement auf, das radial ein- und ausfahrbare Flügel aufweist. Das Arbeitselement ist also als Flügelzellenrad ausgebildet. Wenn sich das Flügelzellenrad dreht, dann entstehen in dem Bereich, wo das Flügelzellenrad einen größeren Abstand vom Gehäuse hat, die entsprechenden Förderkammern. Alternativ dazu kann die Rotationspumpe als Kreiselpumpe ausgebildet sein, die mit einem schnell rotierenden Laufrad arbeitet. Da der Pumpenzulauf über einen gegenüber der Rotationsachse der Walze nach außen geneigten Kanal mit der Dampfversorgung verbunden ist, wird das entstehende Kondensat ohnehin unter Wirkung der Zentrifugalkraft zum Pumpeneinlaß gefördert, steht also mit einem gewissen Vordruck an. Die Pumpen müssen daher nicht einmal selbst ansaugend sein, sondern werden unter der Wirkung dieses Drucks mit dem Kondensat gefüllt.

[0027] Vorzugsweise wirkt das Arbeitselement 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.

[0028] Vorzugsweise steht das Arbeitselement mit einem Antriebsrad in drehmomentübertragender Verbindung, das mit einem Gegenrad in form- oder reibschlüssigem Eingriff steht, dessen Achse mit der Rotationsachse der Walze übereinstimmt. Das Antriebsrad kann also entweder an dem Gegenrad anliegen, so daß sich bei einer Bewegung des Antriebsrades über das Gegenrad aufgrund von Reibung ein Abrollen des Antriebsrades auf dem Gegenrad ergibt, oder es kann sich bei dem Antriebsrad und bei dem Gegenrad um zwei Zahnräder handeln, die miteinander kämmen. Wenn also das Antriebsrad um das Gegenrad herumgeführt wird, was bei der Drehung der Walze in der Regel der Fall ist, dann wird das Antriebsrad entsprechend dem Verhältnis der Umfangslängen von Antriebsrad und Gegenrad gedreht und treibt somit das Arbeitselement zu einer Rotationsbewegung an.

[0029] Hierbei ist besonders bevorzugt, daß das Gegenrad undrehbar zum Lagergehäuse der Walze angeordnet ist. Damit ergibt sich bei einer Drehung der Walze automatisch der Antrieb der Arbeitselemente der Pumpenanordnung. Je größer die Drehzahl der Walzen ist, desto größer ist auch die Drehzahl der Arbeitselemente und dementsprechend steigen der Abförderdruck und die Abfördermenge. Dies ist aber genau der gewünschte Effekt, weil mit zunehmender Drehzahl auch der beim Abfördern des Kondensats zu überwindende Gegendruck ansteigt.

[0030] In einer alternativen Ausgestaltung kann das Gegenrad gegenüber dem Lagergehäuse drehbar angeordnet sein und einen Antrieb aufweisen. Es ist dann möglich, durch eine geeignete Steuerung des Antriebs das Gegenrad zu beschleunigen oder zu bremsen, um die von der Pumpenanordnung abgeförderte Kondensatmenge zu steuern.

[0031] In einer alternativen Ausgestaltung kann das Arbeitselement einen Dampfantrieb aufweisen. Der durchströmende Heizdampf, der neben seiner thermischen Energie in der Regel auch noch über einen gewissen Druck verfügt, kann dann direkt oder indirekt das Arbeitselement antreiben. Die hierbei entstehenden "Dampfverluste" sind gering und können in Kauf genommen werden. Beispielsweise kann der durchströmende Dampf mit dem zu fördernden Kondensat oder durch zusätzliche Bohrungen in die Pumpenkammer gelangen und dort mit Hilfe der Flügelzellen das Flügelzellenrad antreiben (oder auf die Schaufeln wirken) .

[0032] Vorzugsweise steht das Arbeitselement aber in drehmomentübertragender Verbindung mit einem Turbinenrad, das mit durchströmendem Heizdampf beaufschlagt ist. Damit werden die Strömungswege des Kondensats und des zu strömenden Heizdampfes noch besser voneinander entkoppelt. Vorzugsweise ist die Heizraumanordnung durch eine Vielzahl 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 abgeben soll. Gleichzeitig wird aber auch eine Kanalstruktur für das Kondensat vorgegeben, so daß es einfacher ist, daß Kondensat zu sammeln und abzuführen.

[0033] Bevorzugterweise ist die Pumpenanordnung über mindestens eine Kondensatzulaufleitung mit der radial äußeren Wand der Heizraumanordnung verbunden. Die Kondensatzulaufleitung ist also mit ihrem Anfang genau dort angeordnet, wo sich das Kondensat aufgrund der Fliehkraft beim Betrieb der Walze sammeln wird. Dies erleichtert die Abfuhr.

[0034] Bevorzugterweise weist jeder Kanal einen stirnseitigen Speiseraum auf und die Kondensatzulaufleitung geht vom Speiseraum ab. Der Speiseraum dient zunächst einmal dazu, eine Verbindung zwischen der Dampfzuleitung und dem Kanal herzustellen. Man kann diesen Speiseraum nun zusätzlich noch dazu nutzen, das Kondensat zu sammeln und an die Kondensatzulaufleitung abzugeben.

[0035] Vorzugsweise ist ein Speiseraum mehreren Kanälen zugeordnet. 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 Speiseraum vorsehen.

[0036] 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 sichergestellt. Gleichzeitig wird aber auch eine genauso gleichmäßige Abfuhr des Kondensats sichergestellt.

[0037] Vorzugsweise steigt die Kondensatzulaufleitung zur Pumpe 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.

[0038] Vorzugsweise ist die Pumpe über ein Rücklaufsicherungsventil mit einer Austrittsleitung verbunden, die mit einem durch einen Zapfen der Walze geführten Leitungsabschnitt 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.

[0039] 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 halbeingefahrenem Kolben,

Fig. 7

die Darstellung nach Fig. 5 mit ganzeingefahrenem Kolben,

Fig. 8

eine andere Ausgestaltung einer Pumpe,

Fig. 9

eine Vorderansicht auf eine dampfbeheizte Walze in einer weiteren Ausführungsform einer Walzenanordnung,

Fig. 10

eine Draufsicht auf ein Ende der Walze nach Fig. 9,

Fig. 11

eine schematische Darstellung einer Rotationspumpe an einer Walze,

Fig. 12

eine Seitenansicht der Pumpe nach Fig. 11 und

Fig. 13

einen vergrößerten Ausschnitt nach Fig. 12.

[0040] Fig. 1 zeigt eine beheizte Walze 1 von ihrer Stirnseite her, die in einer Walzenanordnung 2 mit einer Gegenwalze 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 gegenüberliegenden Stirnseite der Walze 1 kann eine ähnliche Anordnung vorgesehen sein, um Dampf, der die Kanäle 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.

[0041] 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 entsteht dann Wasser als Kondensat. Dieses Wasser muß nun aus der Walze wieder entfernt werden und zwar mit einem möglichst geringen Aufwand.

[0042] 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.

[0043] Die Pumpenanordnung 12 besteht aus einem ringförmig ausgebildeten Träger 13, der etwa den gleichen Außendurchmesser 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 eine Kondensatzulaufleitung 15 mit dem Dampfverteilraum 10 verbunden. Wie aus den Fig. 5 bis 7 zu erkennen ist, ist die Kondensatzulaufleitung 15 gegenüber der Mittelachse 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 Austrittsleitung 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 Kondensat vorgesehen sein.

[0044] Die Pumpe 14 ist als Kolbenpumpe ausgebildet, d.h. sie weist einen Kolben 19 auf, der in einem Zylinder 20 angeordnet ist und sich dort radial bewegen kann. Der Kolben weist ein als Stößel ausgebildetes Antriebselement 21, das einstückig mit dem Kolben 19 verbunden ist, und ein als Feder ausgebildetes Rückstellelement 22 auf. Das Antriebselement 21 ragt radial aus dem Träger 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.

[0045] 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 angeordnet, 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 unbedingt notwendig.

[0046] 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 Umlauf der Walze ein Spiel durch, fördert also die in dem Zylinder 20 befindliche Kondensatflüssigkeit oder zumindest einen Teil davon radial nach innen, so daß diese durch die Abströmleitung 11 abfließen kann.

[0047] 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.

[0048] Anstelle des dargestellten Reibeingriffs kann auch vorgesehen sein, daß das Rad 24 an seinem Umfang eine Zahnstruktur aufweist, die mit einer entsprechenden Zahnstruktur auf dem Außenumfang des Trägers 13 in Eingriff steht. Auch hierbei kann man die Antriebselemente 21 bei jedem Umlauf einmal eindrücken.

[0049] 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.

[0050] 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 Ruheposition ist (Fig. 5), d.h. in der radial äußersten Position, dann gibt die Einlaßsteuerkante 26 den Einlaß 16 vollkommen frei. Der Zylinder 20 (die Kolbenkammer) kann sich dann mit Kondensatflüssigkeit füllen.

[0051] 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 Kondensatflüssigkeit kann dann bei einer weiteren Einwärtsbewegung des Kolbens 19 nicht mehr durch den Einlaß 16 entweichen.

[0052] 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 anliegt. Die Feder wird bei der Einwärtsbewegung des Kolbens 19 komprimiert. Der Übergang zwischen dem Stößel 27 und der Verdickung 28 bildet eine Auslaßsteuerkante 29, die etwa dann einen Strömungspfad zu einem Rückschlagventil 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 aufdrücken 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.

[0053] 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 Erhebung oder Abrundung 33 des Antriebselements 21 ist unschädlich, solange das Rad 24 eine entsprechend elastische Oberfläche aufweist.

[0054] 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 Verdikkung 28 anliegen kann. Weitere Sicherungsmaßnahmen sind nicht erforderlich.

[0055] 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 Zylinder 20 klein genug ist, schließt das Ventil 30 wieder. Sein Schließelement schiebt sich hierbei unter der Kraft der Rückstellfeder 34 vor den Hilfskanal 31.

[0056] 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 größten Teil des Umfangs des Trägers 13 anliegt. Der Riemen 35 ist über eine Umlenkrolle 36 geführt, die einen Abstand 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 Träger 13 anliegt, bleiben die Antriebselemente 21 eingefahren, wie dies durch radial einwärts gerichtete Pfeile 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 Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 über den größten Teil der Umdrehung in der in Fig. 5 dargestellten Stellung verharren. 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.

[0057] Fig. 8 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer Pumpe 14'. Gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Entsprechende Teile sind mit gestrichenen 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.

[0058] Die Entwässerung ist vollkommen unabhängig von den in den Kanälen 6 herrschenden Dampfdrücken und der Temperatur. 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 Drehzahl größere Mengen der Materialbahn behandelt werden und dementsprechend eine größere Wärmezufuhr erforderlich ist, die wiederum einen erhöhten Kondensatanfall mit sich bringt.

[0059] 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 abgedichtet werden müssen. Die Verbindung zwischen der Pumpe und den Kanälen kann vielmehr starr ausgebildet sein, was eine hohe Zuverlässigkeit gewährleistet.

[0060] Fig. 9 und 10 zeigen eine gegenüber den Fig. 1 bis 4 abgewandelte Walzenanordnung in entsprechender Darstellung. Einander entsprechende Teile sind mit um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen.

[0061] Die Pumpenanordnung 112 nach den Fig. 9 und 10 weist eine Vielzahl von in Umfangsrichtung gleichförmig verteilten einzelnen Pumpen 114 auf, die an der Stirnseite der Walze 101 um den Walzenzapfen 108 herum angeordnet sind.

[0062] Jede Pumpe 114 weist ein in einem Gehäuse 38 gelagertes Flügelrad 39 auf, wobei das Flügelrad 39 exzentrisch zum Gehäuse 38 angeordnet ist, wie aus den Fig. 12 und 13 erkennbar ist. Dementsprechend ist zwischen dem Flügelrad 39 und dem Gehäuse 38 eine Pumpenkammer 40 gebildet, in die Flügel 41, die sich gegenüber dem Flügelrad 39 radial ein- und auswärts bewegen können, eintreten können. Die Flügel 41 sind hierbei durch eine Feder 43 (oder ein anderes Druckelement) radial nach außen belastet, so daß sie an der Innenkontur des Gehäuses 38 entlang schleifen.

[0063] Zwischen einzelnen Flügeln 42 sind dementsprechend Flügelzellen 43 gebildet, die man auch als Förderkammern bezeichnen kann. Seitlich mündet die Kondensatzulaufleitung 115 in den Einlaß 116 und vom Auslaß 117 geht die Austrittsleitung 118 ab. Die Anordnung erfolgt hierbei so, daß der Einlaß 116 und der Auslaß 117 immer durch mindestens einen Flügel 41 getrennt sind, so daß kein Dampf frei durch die Pumpe 114 strömen kann, auch wenn keine steuernden Ventile vorhanden sind.

[0064] Weiterhin ist erkennbar, daß jede Förderkammer 43 auf ihrem Weg vom Einlaß 116 zum Auslaß 117 ein konstantes Volumen aufweist. Eine Kompression des Kondensats erfolgt also nicht, was die Gefahr von Beschädigungen der Pumpe klein hält. Da das Kondensat durch Zentrifugalkraft in den Einlaß 116 gefördert wird und dort mit einem gewissen Druck ansteht, werden die Förderkammern 43 selbsttätig gefüllt. Das Kondensat wird also nur noch "weiter geschoben". Allerdings läßt sich auch hiermit der notwendige Druck aufbauen, um das Kondensat wieder radial nach innen zur Abströmleitung 111 zu fördern.

[0065] Der Antrieb der Pumpe 114 erfolgt mit Hilfe eines Antriebsrades 44, das drehfest mit dem Flügelrad 39 verbunden ist. Das Antriebsrad 44 weist eine Außenverzahnung auf, die mit einer entsprechenden Außenverzahnung eines Gegenrades 45 kämmt. Das Gegenrad 45 kann in einer Ausgestaltung stationär mit dem Lagergehäuse der Walze 101 verbunden sein. Wenn sich die Walze 101 dreht, dann rollt das Antriebsrad 44 auf dem Gegenrad 45 ab und dreht damit das Flügelrad.

[0066] Man kann das Gegenrad 45 aber auch lose oder drehbar mit der gleichen Rotationsachse wie die Walze 101 lagern. In diesem Fall ist es mit einem geeigneten Antrieb möglich, durch Beschleunigen oder Bremsen des Gegenrades die Drehzahl des Flügelrades 39 einzustellen und damit die Menge des abgeförderten Kondensats zu bestimmen.

[0067] In nicht näher dargestellter Weise ist es auch möglich, den Antrieb des Flügelrades durch den Dampf selbst bewirken zu lassen. Hierbei kann der Dampf entweder über ein Turbinenrad geleitet werden, das mit dem Flügelrad 39 drehfest verbunden ist, gegebenenfalls auch über ein Übersetzungsgetriebe. Man kann den Dampf aber auch direkt auf die Flügel 41 wirken lassen, um das Flügelrad anzutreiben.

[0068] Anstelle der gezeigten Flügelzellenpumpe kann man auch andere Rotationspumpen verwenden, beispielsweise Zahnradpumpen oder Kreiselpumpen. Bei allen diesen Pumpen ändert sich die Massenverteilung bei der Drehung der Walze 101 nicht, so daß ein relativ ruhiger Lauf erzielt werden kann. Schließlich ist es auch möglich, das Arbeitselement einer derartigen Pumpe nicht nur rotieren, sondern auch orbitieren zu lassen. Hierbei entstehen zwar kleinere Massenverlagerungen, die man aber in Kauf nehmen kann.

[0069] Die Entwässerung ist vollkommen unabhängig von den in den Kanälen 106 herrschenden Dampfdrücken und der Temperatur. 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 Drehzahl größere Mengen der Materialbahn behandelt werden und dementsprechend eine größere Wärmezufuhr erforderlich ist, die wiederum einen erhöhten Kondensatanfall mit sich bringt.

[0070] Da der Pumpen 114 fest am Walzenzapfen 108 angeflanscht ist und dieser wiederum fest an der Walze 101 befestigt ist, sind keine beweglichen Teile erforderlich, die abgedichtet werden müssen. Die Verbindung zwischen der Pumpe und den Kanälen kann vielmehr starr ausgebildet sein, was eine hohe Zuverlässigkeit gewährleistet.

Ansprüche

1. Dampfbeheizte Walze mit einer Heizraumanordnung, die über eine Speiseanschlußanordnung mit Dampf beschickbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Pumpenanordnung (12, 112) aufweist, die zum Abpumpen von Kondensat einen der Fliehkraft entgegenwirkenden Druck aufbringt.

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

3. Walze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (12) an einer Stirnseite der Walze (1) angeordnet ist.

4. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (12) mindestens eine Pumpe (14) mit einem von außen betätigbaren Antriebselement (21) aufweist.

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

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

7. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (14) eine Kolbenpumpe aufweist.

8. Walze nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenpumpe (14) einen Kolben (19) aufweist, der eine Einlaßsteuerkante (26) und/oder eine Auslaßsteuerkante (29) aufweist.

9. Walze nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (12) eine umlaufende Umfangsfläche (32) aufweist und die Antriebsanordnung (24; 35, 36) von außen auf die Pumpenanordnung (12) wirkt.

10. Walze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsanordnung (24; 35, 36) eine Antriebsfläche aufweist, die in Umfangsrichtung einen sich verändernden Abstand zur Pumpenanordnung (12) aufweist.

11. Walze nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsfläche beweglich ist und im wesentlichen die gleiche Umfangsgeschwindigkeit wie die Pumpenanordnung (12) aufweist.

12. Walze nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsfläche durch eine Umfangsfläche eines Rades (24) gebildet ist.

13. Walze nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (24) angetrieben ist und über die Pumpenanordnung (12) mit der Walze (1) in drehmomentübertragender Verbindung steht.

14. Walze nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsfläche durch einen Riemen (35) gebildet ist, der die Pumpenanordnung (12) an einem Teil ihres Umfangs umschlingt und über eine außerhalb der Pumpenanordnung angeordnete Umlenkrolle (36) geführt ist.

15. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (112) mindestens eine Rotationspumpe (116) aufweist.

16. Walze nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationspumpe (114) ein von außen betätigbares Arbeitselement (39) aufweist.

17. Walze nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pumpenzulauf (116) und ein Pumpenablauf (117) durch das Arbeitselement (39) ständig getrennt sind.

18. Walze nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitselement (39) bei einer Umdrehung mindestens einen Arbeitsbereich durchläuft, wobei es in dem Arbeitsbereich eine Förderkammer (43) mit konstantem Volumen vom Pumpenzulauf (116) zum Pumpenablauf (117) bewegt.

19. Walze nach einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationspumpe (114) als Flügelzellenpumpe oder als Kreiselpumpe ausgebildet ist.

20. Walze nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitselement (39) bei Rotation der Walze (101) mit einer stationären Antriebsanordnung (45) zusammenwirkt.

21. Walze nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitselement (39) mit einem Antriebsrad (44) in drehmomentübertragender Verbindung steht, das mit einem Gegenrad (45) in form- oder reibschlüssigen Eingriff steht, dessen Achse mit der Rotationsachse der Walze (101) übereinstimmt.

22. Walze nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenrad (45) undrehbar zum Lagergehäuse der Walze (101) angeordnet ist.

23. Walze nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenrad (45) gegenüber dem Lagergehäuse drehbar angeordnet ist und einen Antrieb aufweist.

24. Walze nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitselement (35) einen Dampfantrieb aufweist.

25. Walze nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitselement (39) in drehmomentübertragender Verbindung mit einem Turbinenrad steht, das mit durchströmendem Heizdampf beaufschlagt ist.

26. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizraumanordnung durch eine Vielzahl von peripheren Kanälen (6) gebildet ist.

27. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (12) über mindestens eine Kondensatzulaufleitung (15) mit der radial äußeren Wand der Heizraumanordnung verbunden ist.

28. Walze nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (6) einen stirnseitigen Speiseraum (10) aufweist und die Kondensatzulaufleitung (15) vom Speiseraum (10) abgeht.

29. Walze nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speiseraum (10) mehreren Kanälen (6) zugeordnet ist.

30. Walze nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Speiseraum (10) als Ringraum ausgebildet ist und alle Kanäle (6) miteinander verbindet.

31. Walze nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatzulaufleitung (15) zur Pumpe (14) hin radial nach außen ansteigt.

32. Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (14) über ein Rücklaufsicherungsventil (30) mit einer Austrittsleitung (18) verbunden ist, die mit einem durch einen Zapfen (8) der Walze geführten Leitungsabschnitt (11) verbunden ist.

Claims

1. Steam-heated roll with a heating chamber arrangement which can be charged with steam via a feed connection arrangement, characterized in that it has a pump arrangement (12, 112) which, in order to pump condensate away, applies a pressure that counteracts the centrifugal force.

2. Roll according to Claim 1, characterized in that the pump arrangement (12) is arranged to be immovable relative to the roll (1).

3. Roll according to Claim 1 or 2, characterized in that the pump arrangement (12) is arranged at one end of the roll (1).

4. Roll according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the pump arrangement (12) has at least one pump (14) with a drive element (21) that can be actuated from outside.

5. Roll according to Claim 4, characterized in that the drive element (21) interacts with a stationary drive arrangement (24; 35, 36) during rotation of the roll (1).

6. Roll according to Claim 4 or 5, characterized in that the drive element (21) has a restoring element (22) .

7. Roll according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the pump arrangement (14) has a piston pump.

8. Roll according to Claim 7, characterized in that the piston pump (14) has a piston (19) which has an inlet control edge (26) and/or an outlet control edge (29).

9. Roll according to one of Claims 5 to 8, characterized in that the pump arrangement (12) has a revolving circumferential surface (32) and the drive arrangement (24; 35, 36) acts on the pump arrangement (12) from outside.

10. Roll according to Claim 9, characterized in that the drive arrangement (24; 35, 36) has a drive surface which, in the circumferential direction, is at a varying distance from the pump arrangement (12).

11. Roll according to Claim 10, characterized in that the drive surface can be moved and has substantially the same circumferential speed as the pump arrangement (12).

12. Roll according to Claim 11, characterized in that the drive surface is formed by a circumferential surface of a wheel (24).

13. Roll according to Claim 11, characterized in that the wheel (24) is driven and has a torque-transmitting connection to the roll (1) via the pump arrangement (12).

14. Roll according to Claim 11, characterized in that the drive surface is formed by a belt (35), which wraps around part of the circumference of the pump arrangement (12) and is guided over a deflection roller (36) arranged outside the pump arrangement.

15. Roll according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the pump arrangement (112) has at least one rotary pump (114).

16. Roll according to Claim 15, characterized in that the rotary pump (114) has an operating element (39) that can be actuated from outside.

17. Roll according to Claim 16, characterized in that a pump feed (116) and a pump discharge (117) are continually separated by the operating element (39).

18. Roll according to one of Claims 15 to 17, characterized in that the operating element (39) passes through at least one operating region during a revolution, and in the operating region moves a delivery chamber (43) with constant volume from the pump feed (116) to the pump discharge (117).

19. Roll according to one of Claims 15 to 16, characterized in that the rotary pump (114) is constructed as a vane pump or as a centrifugal pump.

20. Roll according to one of Claims 15 to 19, characterized in that the operating element (39) interacts with a stationary drive arrangement (45) during rotation of the roll (101).

21. Roll according to Claim 20, characterized in that the operating element (39) is in a torque-transmitting connection to a drive wheel (44), which engages with a matching wheel (45) with a form or frictional fit, the axis of the said matching wheel (45) coinciding with the axis of rotation of the roll (101).

22. Roll according to Claim 21, characterized in that the matching wheel (45) is arranged such that it cannot rotate with respect to the bearing housing of the roll (101).

23. Roll according to Claim 21, characterized in that the matching wheel (45) is arranged such that it can rotate with respect to the bearing housing and has a drive.

24. Roll according to one of Claims 15 to 20, characterized in that the operating element (39) has a steam drive.

25. Roll according to Claim 24, characterized in that the operating element (39) has a torque-transmitting connection to a turbine wheel, to which hot steam flowing through is applied.

26. Roll according to one of Claims 1 to 25, characterized in that the heating chamber arrangement is formed by a large number of peripheral ducts (6).

27. Roll according to one of Claims 1 to 26, characterized in that the pump arrangement (12) is connected to the radially outer wall of the heating chamber arrangement via at least one condensate feed line (15).

28. Roll according to Claim 27, characterized in that each duct (6) has a feed chamber (10) at the end, and the condensate feed line (15) originates from the feed chamber (10).

29. Roll according to Claim 28, characterized in that a feed chamber (10) is assigned a Plurality of ducts (6).

30. Roll according to Claim 28 or 29, characterized in that the feed chamber (10) is formed as an annular chamber and connects all the ducts (6) to one another.

31. Roll according to one of Claims 27 to 30, characterized in that the condensate feed line (15) rises radially outwards towards the pump (14).

32. Roll according to one of Claims 1 to 31, characterized in that the pump (14) is connected via a non return valve (30) to an outlet line (18), which is connected to a line section (11) led through a journal (8) of the roll.

Revendications

1. Rouleau chauffé à la vapeur avec un agencement d'espace chauffant, qui peut être alimenté en vapeur par l'intermédiaire d'un agencement de raccordement d'alimentation, caractérisé en ce qu'il présente un agencement de pompe (12, 112), qui applique une pression s'opposant à la force centrifuge en vue du pompage du condensat.

2. Rouleau suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'agencement de pompe (12) est immobile par rapport au rouleau (1).

3. Rouleau suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'agencement de pompe (12) est disposé sur une face d'extrémité du rouleau (1).

4. Rouleau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'agencement de pompe (12) présente au moins une pompe (14) avec un élément d'entraînement (21) pouvant être actionné de l'extérieur.

5. Rouleau suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément d'entraînement (21) coopère avec un agencement d'entraînement stationnaire (24; 35, 36) lors de la rotation du rouleau (1).

6. Rouleau suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'élément d'entraînement (21) présente un dispositif de rappel (22).

7. Rouleau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'agencement de pompe (14) présente une pompe à piston.

8. Rouleau suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la pompe à piston (14) présente un piston (19), qui présente une arête de commande d'admission (26) et/ou une arête de commande d'expulsion (29) .

9. Rouleau suivant l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que l'agencement de pompe (12) présente une face circonférentielle tournante (32) et l'agencement d'entraînement (24; 35, 36) agit de l'extérieur sur l'agencement de pompe (12).

10. Rouleau suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'agencement d'entraînement (24; 35, 36) présente une face d'entraînement, qui présente dans le sens circonférentiel une distance variable par rapport à l'agencement de pompe (12).

11. Rouleau suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la face d'entraînement est mobile et présente sensiblement la même vitesse périphérique que l'agencement de pompe (12).

12. Rouleau suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la face d'entraînement est formée par une face circonférentielle d'une roue (24).

13. Rouleau suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la roue (24) est entraînée et se trouve en relation de transmission de couple avec le rouleau (1) par l'intermédiaire de l'agencement de pompe (12).

14. Rouleau suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la face d'entraînement est formée par une courroie (35), qui embrasse l'agencement de pompe (12) sur une partie de sa périphérie et qui est guidée par un rouleau de renvoi (36) disposé à l'extérieur de l'agencement de pompe.

15. Rouleau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'agencement de pompe (112) présente au moins une pompe rotative (114).

16. Rouleau suivant la revendication 15, caractérisé en ce que la pompe rotative (114) présente un élément de travail (39) pouvant être actionné de l'extérieur.

17. Rouleau suivant la revendication 16, caractérisé en ce qu'une entrée de pompe (116) et une sortie de pompe (117) sont séparées en permanence par l'élément de travail (39).

18. Rouleau suivant l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que l'élément de travail (39) parcourt au cours d'une révolution au moins une zone de travail, dans lequel il se déplace dans la zone de travail une chambre de transport (43) de volume constant de l'entrée de pompe (116) à la sortie de pompe (117).

19. Rouleau suivant l'une quelconque des revendications 15 et 16, caractérisé en ce que la pompe rotative (114) est constituée par une pompe à cellules semi-rotative ou par une pompe centrifuge.

20. Rouleau suivant l'une quelconque des revendications 15 à 19, caractérisé en ce que l'élément de travail (39) coopère avec un agencement d'entraînement stationnaire (45) lors de la rotation du rouleau (101).

21. Rouleau suivant la revendication 20, caractérisé en ce que l'élément de travail (39) se trouve en relation de transmission de couple avec une roue d'entraînement (44), qui engrène par emboîtement ou friction avec une roue conjuguée (45), dont l'axe coïncide avec l'axe de rotation du rouleau (101).

22. Rouleau suivant la revendication 21, caractérisé en ce que la roue conjuguée (45) est disposée sans pouvoir tourner par rapport au corps de palier du rouleau (101) .

23. Rouleau suivant la revendication 21, caractérisé en ce que la roue conjuguée (45) est disposée de façon à pouvoir tourner par rapport au corps de palier et présente un entraînement.

24. Rouleau suivant l'une quelconque des revendications 15 à 20, caractérisé en ce que l'élément de travail (39) présente un entraînement à la vapeur.

25. Rouleau suivant la revendication 24, caractérisé en ce que l'élément de travail (39) se trouve en relation de transmission de couple avec une roue de turbine, qui est alimentée par de la vapeur de chauffage en circulation.

26. Rouleau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 25, caractérisé en ce que l'agencement d'espace chauffant est formé par une pluralité de canaux périphériques (6).

27. Rouleau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 26, caractérisé en ce que l'agencement de pompe (12) est raccordé à la paroi radialement extérieure de l'agencement d'espace chauffant par l'intermédiaire d'au moins une conduite d'arrivée de condensat (15).

28. Rouleau suivant la revendication 27, caractérisé en ce que chaque canal (6) présente une chambre d'alimentation (10) du côté frontal et la conduite d'arrivée de condensat (15) part de la chambre d'alimentation (10).

29. Rouleau suivant la revendication 28, caractérisé en ce qu'une chambre d'alimentation (10) est associée à plusieurs canaux (6).

30. Rouleau suivant la revendication 28 ou 29, caractérisé en ce que la chambre d'alimentation (10) a la forme d'une chambre annulaire et relie tous les canaux (6) les uns avec les autres.

31. Rouleau suivant l'une quelconque des revendications 27 à 30, caractérisé en ce que la conduite d'arrivée de condensat (15) est ascendante radialement vers l'extérieur en direction de la pompe (14).

32. Rouleau suivant l'une quelconque des revendications 1 à 31, caractérisé en ce que la pompe (14) est raccordée par un clapet anti-retour (30) à une conduite de sortie (18), qui est raccordée à une partie de conduite (11) menée à travers un tourillon (8) du rouleau.

Zeichnung