BRPI0612971A2

BRPI0612971A2 - cilindro de secagem

Info

Publication number: BRPI0612971A2
Application number: BRPI0612971-4A
Authority: BR
Inventors: Lomic Stevan; Ponweiser Karl; Frass Friedrich
Original assignee: Voith Patent Gmbh
Priority date: 2005-05-13
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2010-12-14
Also published as: WO2006120059A1; US20080098613A1; JP2008540993A; DE102005022233A1; EP1896655A1; CN101189392A

Abstract

CILINDRO DE SECAGEM A invenção se refere a um cilindro de secagem para secar papel, papelão, tecido ou outra tela de material fibroso em uma máquina para a fabricação e/ou acabamento desses materiais, que é aquecido a partir de seu interior com um meio gasoso de transferência de calor, tendo elevações no interior da carcaça de rolo (1) que se projetam para fora do condensado (2) do meio de transferência de calor que se forma na parte interna. Aqui, a transferência de calor deve ser aperfeiçoada, pois as elevações são, pelo menos, 1,2 vez maior que a altura média de condensação e/ou a seção transversal das elevações é reduzida para o interior.

Description

"CILINDRO DE SECAGEM"

A invenção se refere a um cilindro de secagempara secar papel, papelão, tecido ou qualquer outra tela dematerial fibroso em uma máquina para a produção e/ou acabamentodesses materiais, que é aquecido a partir de seu interior com ummeio gasoso e condensável de transferência de calor, tendoelevações no interior da carcaça de rolo, que se projetam parafora do condensado do meio de transferência de calor de coleta nointerior.

Os cilindros de secagem deste tipo são conhecidoshá muito tempo, sendo usado de forma predominante o vapor comomeio de aquecimento.

Como resultado da extração ' do calor durante asecagem da tela de material fibroso, ocorre uma transição de fasee, portanto, a formação do condensado. Nas velocidades normais damáquina, como resultado da força centrífuga, este condensado édepositado dentro da carcaça de rolo sob a forma de um anelfechado de condensado.

Este anel de condensado é um excelente isolantetérmico, e assim reduz a transferência de calor do vapor para atela de material fibroso.

Portanto, foram desenvolvidos cilindros desecagem com entalhes que se estendem radialmente, suas abas seprojetando um pouco para fora do condensado.

Entretanto, cada vez mais isto não atende asexigências para uma melhor transferência de calor, em particularna eventualidade de uma espessura oscilante do anel de condensado.

Além disso, a retirada do condensado dos entalhes radiais éproblemática.

0 objetivo da invenção é, portanto, melhorar atransferência de calor por meios simples.

De acordo com a invenção, o objetivo é atingidoquando as elevações tiverem pelo menos 1,2 vez a altura da alturamédia do condensado e/ou a seção transversal das elevaçõesreduzir-se na direção interna.

Nesse caso, as elevações se projetamconsideravelmente para fora do filme condensado e, devido a seuscontatos diretos com o meio gasoso de transferência de calor,melhoram substancialmente a transferência de calor.

A ampliação da área transversal das elevações nadireção da carcaça de rolo aumenta a condutividade térmica. Alémdisso, isto resulta em um aumento da quantidade de condensado,levando somente a uma pequena ampliação da espessura docondensado, devido à área livre entre as elevações, que aumentacom o aumento da altura.

Para proprocionar uma superfície adequada decontato entre as elevações e o meio gasoso de transferência decalor, as elevações devem ter pelo menos 1,2 vez, de preferência1,5 vezes e, em particular 1,8 vezes a altura média do condensado.

Entretanto, nesse caso, será suficiente se aselevações tiverem no máximo 10 vezes, de preferência no máximo 5vezes a altura média do condensado.

Em muitos casos, para garantir o adequadotransporte de calor, pode já ser suficiente se as elevaçõestiverem no máximo 2 vezes, de preferência no máximo 1,8 vezes aaltura média do condensado.Para haver um transporte ideal de calor, évantajoso se for feita a redução da seção transversal da alturadas elevações, de maneira a ser mantida uma densidade de fluxo decalor aproximadamente constante nas elevações.

Além disso, a área da seção transversal de todasas elevações no interior deve corresponder aproximadamente âmetade da área da carcaça interna da carcaça de rolo.

Nesse caso, a dimensão e o espaçamento daselevações devem ser escolhidos de maneira que, no exterior dacarcaça de rolo, que tem contato com a tela de material fibroso,somente prevalecem as menores diferenças de temperaturas possíveisentre as regiões opostas às elevações e as regiões opostas àsuperfície do condensado.

Para que sejam minimizados os gastos, érecomendado o uso do vapor como meio de transporte de calor.

Nesse caso, é possível que as elevações e acarcaça de rolo consistam do mesmo material altamente condutortérmico.

Isto torna possível projetar as elevações e acarcaça de rolo em uma só peça.

Por exemplo, as elevações poderiam ser usinadas apartir da carcaça de rolo por fresagem.

Entretanto, pode também ser vantajoso se aselevações consistirem de um material diferente com uma boacondutividade térmica, de preferência melhor do que a da carcaçade rolo.

Aqui, trata-se de um problema de uma conexãoaltamente condutora térmica entre as elevações e a carcaça derolo. Portanto, a fixação das elevações na carcaça de rolo deveser preferivelmente feita por meio de soldadura, solda elétrica ouunião por adesivo.

É possível haver uma distribuição relativamentefina das elevações caso estas tiverem, pelo menos de certamaneira, a forma de pinos ou prisioneiros.

Um outro projeto pode ser feito se as elevaçõestiverem, pelo menos de certa maneira, o formato de abas.

Essas abas podem se prolongar axial, radial ouespiralmente.

Entretanto, será vantajoso se as abas seprolongarem axialmente. Para que nesse caso possam facilmenteretirar o condensado acumulado, as abas em pelo menos uma dasextremidades da carcaça devem levar a um canal de conexão que seprolonga radialmente na superfície interna da carcaça. A partirdesse canal de conexão, o condensado pode então ser facilmenteconduzido para fora do cilindro de secagem, por exemplo, por meiode um sifão estacionário.

No texto a seguir, a invenção será explicada emmaiores detalhes usando um exemplo. No desenho anexo:

A figura 1 mostra uma seção transversal axialesquemática por uma extremidade de um cilindro de secagem, e

A figura 2 mostra uma seção transversal radialesquemática do cilindro de secagem.

A secagem das telas de material fibroso nasmáquinas de produção é feita até uma etapa substancial por meio docontato com a superfície circunferencial aquecida dos cilindros desecagem rotativos ao se envolverem nas telas.Com objetivos de simplificação, os cilindros desecagem são, nesse caso, aquecidos normalmente com vapor quente.Para isto, o vapor é conduzido para o interior do cilindro desecagem.

Como resultado da extração do calor na secagem,ocorre a formação de condensado no interior da carcaça de rolo 1do cilindro de secagem.

Como este condensado 2 é depositado no interiorsob a forma de uma camada termicamente isolante e fechada decondensado, devido à força centrífuga, devem ser tomadas medidaspara aperfeiçoar a transferência de calor do vapor para a tela dematerial fibroso por meio da carcaça de rolo.

Para isso, a carcaça de rolo 1 tem em seuinterior um grande número de abas 3 dispostas de forma uniforme nacircunferência e prolongando-se axialmente.

Para haver uma boa conexão térmica, essas abas 3são soldadas no interior ou conectadas de outra forma altamentecondutora térmica. Como a carcaça de rolo 1, estas tambémconsistem de um material altamente condutor térmico e se projetampara o exterior da camada de condensado.

Como resultado do contato direto entre o vapor eparte das abas 3 que se projetam para o exterior do condensado 2,a transferência de calor para a carcaça de rolo 1 éconsideravelmente aperfeiçoada.

Como ilustrado na figura 1, as abas 3 naextremidade da carcaça de rolo 1 conduzem a um canal coletor 5 quese prolonga radialmente. A base dos entalhes 4 existentes entre asabas 3 para o condensado 2 se prolonga radialmente mais para ointerior que a base do canal coletor 5, de maneira que ocondensado 2 flua para fora dos entalhes 4 para dentro do canalcoletor 5. A partir do canal coletor 5, o condensado 2 pode serextraído do cilindro de secagem sem problemas, por exemplo, pormeio de um sifão estacionário.

Como pode ser visto na figura 2, as abas 3possuem uma seção transversal trapezoidal, isto é, a seçãotransversal se alarga, iniciando no interior da carcaça de rolo 1.

Isto melhora a condutividade térmica em direção à carcaça de roloIe garante que um aumento na quantidade de condensado produzidoconduz a somente um reduzido aumento da espessura do condensado,porque a área do entalhe entre as abas 3 aumenta com o aumento daaltura. Isto torna o efeito menos dependente.

A altura média do condensado se situa geralmenteentre 2 e 10 mm, em particular entre 3 e 5 mm, tendo as abas 3entre 1,3 e 1,6 vezes a sua altura.

Claims

1. Cilindro de secagem para secar papel, papelão,tecido ou qualquer outra tela de material fibroso em uma máquinapara a produção e/ou acabamento desses materiais, que é aquecido apartir de seu interior com um meio gasoso de transferência decalor, o interior da carcaça de rolo (1) tendo elevações que seprojetam para fora do condensado (2) do meio de transferência decalor que é coletado no interior, caracterizado pelo fato de queas elevações têm, pelo menos, 1,2 vez a altura do condensado médioe/ou a seção transversal das elevações se reduz na direção dointerior.

2. Cilindro de secagem, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as elevações têm,no máximo, 10 vezes, de preferência no máximo 5 vezes, a alturamédia do condensado.

3. Cilindro de secagem, de acordo com areivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as elevaçõestêm pelo menos 1,5 vezes, de preferência 1,8 vezes, a altura médiado condensado.

4. Cilindro de secagem, de acordo com qualqueruma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de queas elevações têm, no máximo, 2 vezes, de preferência no máximo 1,8vezes, a altura média do condensado.

5. Cilindro de secagem, de acordo com qualqueruma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de quea redução da área transversal na altura das elevações é feita demaneira a prevalecer uma densidade de fluxo aproximadamenteconstante de calor nas elevações.

6. Cilindro de secagem, de acordo com qualqueruma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de quea área transversal de todas as elevações no interior correspondeaproximadamente à metade da área interior da carcaça da carcaça derolo (1).

7. Cilindro de secagem, de acordo com qualqueruma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de queé usado o vapor como meio de transferência de calor.

8. Cilindro de secagem, de acordo com qualqueruma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de queas elevações e a carcaça de rolo (1) são feitas do mesmo material.

9. Cilindro de secagem, de acordo com areivindicação 8, caracterizado pelo fato de que as elevações e acarcaça de rolo (1) são projetadas em uma peça.

10. Cilindro de secagem, de acordo com qualqueruma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de que aselevações consistem de um material diferente com melhorcondutividade térmica que a carcaça de rolo (1).

11. Cilindro de secagem, de acordo com areivindicação 8 ou 10, caracterizado pelo fato de que as elevaçõessão fixadas à carcaça de rolo (1) , de preferência soldadas ouunidas por adesivo.

12. Cilindro de secagem, de acordo com qualqueruma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de queas elevações têm, pelo menos de certa maneira, a forma de pinos oude prisioneiros.

13. Cilindro de secagem, de acordo com qualqueruma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de queas elevações têm, pelo menos de certa maneira, a forma de abas (3).

14. Cilindro de secagem, de acordo com areivindicação 13, caracterizado pelo fato de que as abas (3) seprolongam de forma radial ou espiral.

15. Cilindro de secagem, de acordo com areivindicação 13, caracterizado pelo fato de que as abas (3) seprolongam de forma axial.

16. Cilindro de secagem, de acordo com areivindicação 15, caracterizado pelo fato de que as abas (3) empelo menos uma das extremidades da carcaça levam a um canalcoletor (5) que se prolonga radialmente.