Сушильный цилиндр бумагоделательной машины

Полезная модель относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к сушильной части бумагоделательных машин, и может быть использована в сушильных цилиндрах.
Известен сушильный цилиндр, который содержит корпус, торцевые крышки с пустотелыми цапфами и конденсатоотводящее устройство. На центральном валу посредством радиальных подвесок смонтированы турбулизирующие элементы. Центральный вал выполнен составным по длине. Одна его неподвижная часть имеет установленный на дополнительных радиальных подвесках приводной вал, несущий диски. Диски контактируют с внутренней поверхностью сушильного цилиндра. На приводном валу закреплена шестерня, находящаяся в зацеплении с ведомой шестерней, установленной на другой части центрального вала. Эта часть центрального вала смонтирована с возможностью вращения и несет турбулизирующие элементы (патент на изобретение РФ № 2033488, опубл. 20.04.1995г.).
Наиболее близким техническим решением, принятым заявителем в качестве прототипа, является сушильный цилиндр бумагоделательной машины, содержащий цилиндрическую корпус с торцовыми крышками, каждая из которых сопрягается с цилиндрическим корпусом посредством обода, торцовые крышки формируют полый внутренний объем сушильного цилиндра, цилиндрический корпус снабжен опорными цапфами, торцовые крышки имеют теплоизоляционный слой изнутри сушильного цилиндра дополнительно установлены внутренние крышки, при этом каждая внутренняя крышка по внешнему диаметру жёстко прикреплена к ободу торцовой крышки, а по внутреннему диаметру жёстко прикреплена к опорной цапфе, при этом торцовые крышки выполнены со спицами, а теплоизоляционный слой установлен в виде секторов в пространство между ними (US 20150129149 A1, 14.05.2015).
Однако данная конструкция не предусматривает возможности уменьшения деформации сушильных цилиндров при крепировании бумаги из-за разности температурного расширения корпуса сушильного цилиндра и торцевой крышки.
Также следует отметить следующее.
Температура пара, подаваемого внутрь сушильного цилиндра, составляет 180°С, температуру окружающей среды примем за 20°С. Исследования показывают, что тепловое расширение рубашки цилиндра выше, чем торцевой крышки, что приводит к образованию криволинейного профиля на внешней поверхности цилиндра, причем как сборочная единица сушильный цилиндр деформируется с образованием изгиба на образующей с уклоном к оси цилиндра в направлении к крышкам. Прижим крепирующего шабера к поверхности цилиндра осуществляется двумя пневмоцилиндрами, установленными по бокам шабера (фиг. 2). Из-за взаимодействия, описанного выше, происходит выработка в месте контакта. Выработка сильно проявляется на шаберах, т. к. их твёрдость ниже поверхности цилиндра. Замена шабера происходит два раза в восьмичасовую смену. На каждом шабере можно отследить четкую выработку в месте контакта. Фотография выработки шаберов (фиг. 3). В связи с тем, что шабер заменяют часто, происходит медленная выработка поверхности цилиндра в месте контакта. Это обусловлено тем, что при каждой замене шабера к месту контакта прижимается неизношенная поверхность. С течением времени поверхность цилиндра изнашивается в месте контакта. Это приводит к сужению ширины производимого бумажного полотна и необходимости очередного нанесения дорогостоящего покрытия.
Техническая задача заявляемой полезной модели - уменьшение местного износа шабера и участков поверхности сушильного цилиндра в зонах изгиба.
Техническая задача достигается тем, что сушильный цилиндр бумагоделательной машины содержит цилиндрическую корпус с торцовыми крышками, каждая из которых сопрягается с цилиндрическим корпусом посредством обода, торцовые крышки формируют полый внутренний объем сушильного цилиндра, цилиндрический корпус снабжен опорными цапфами, торцовые крышки имеют теплоизоляционный слой изнутри сушильного цилиндра дополнительно установлены внутренние крышки, при этом каждая внутренняя крышка по внешнему диаметру жёстко прикреплена к ободу торцовой крышки, а по внутреннему диаметру жёстко прикреплена к опорной цапфе, при этом торцовые крышки выполнены со спицами, а теплоизоляционный слой установлен в виде секторов в пространство между ними отличающийся тем, что внутренние крышки выполнены стальными, и поверхность каждой внутренней крышки между её внутренним диаметром и внешним диаметром в сечении имеет дугообразную форму.
Сравнение заявляемого решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:
внутренние крышки выполнены стальными;
поверхность каждой внутренней крышки между её внутренним диаметром и внешним диаметром в сечении имеет дугообразную форму.
Поэтому заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна».
Полезная модель может быть выполнена на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».
На фиг. 1 изображен сушильный цилиндр;
на фиг. 2 показана схема взаимодействия крепирующего шабера с поверхностью цилиндра;
на фиг. 3 показан износ поверхности шаберов.
Сушильный цилиндр содержит цилиндрический корпус 1, на каждом торце цилиндрического корпуса 1 закреплена торцовая крышка 2
посредством обода 3. Изнутри сушильного цилиндра 1 дополнительно установлены стальные плотные крышки 4, при этом каждая стальная плотная крышка 4 по внешнему диаметру винтами прикреплена к ободу 3 торцовой крышки 2, а по внутреннему диаметру прикреплена к опорной цапфе 5. Каждая торцовая крышка 2 выполнена со спицами 6. Спицы 6 воспринимают нагрузку от веса цилиндра, обеспечивая малую поверхность нагрева и низкую массу крышки. Между спицами 6 размещен теплоизоляционный материал в виде секторов 7. Для устранения зазоров между корпусом 1 сушильного цилиндра и лезвием шабера 8 применяют пневматические прижимные устройства 9. Сушильный цилиндр вращается на валу 10.
Устройство работает следующим образом.
Водяной пар температурой 180°С подается при помощи паровой головки (на рисунке не показана) внутрь сушильного цилиндра. Под действием температуры происходит нагрев корпуса 1 и торцовых крышек 2. Максимальное давление шабера 8 по линии контакта с сушильным цилиндром 1 характерно для участков изгиба и перехода от цилиндрической формы сушильного цилиндра 1 к криволинейной в местах соединения цилиндра с торцовой крышкой 2. Минимальное давление создается по линии контакта в середине боковой поверхности сушильного цилиндра 1. Максимальные силы трения между шабером 8 и корпусом сушильного цилиндра 1 на участках изгиба приводят к ускоренному местному износу шабера 8 и поверхности сушильного цилиндра 1.
Плотные крышки 4 воспринимают давление пара, и обеспечивают плотность цилиндра. Плотные крышки 4 за счет дугообразного профиля боковой поверхности компенсирует температурное расширение сопрягаемых размеров корпуса 1 и торцовой крышки 2 от температуры пара, при этом происходит уменьшение искривления поверхности цилиндрического корпуса 1 в местах его соединения с торцовыми крышками 2.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет уменьшить местный износ шабера и участков поверхности сушильного цилиндра в зонах изгиба.