钢制的杨克缸

摘要

本发明涉及一种钢制的杨克缸(1)，该钢制的杨克缸包括具有两个轴向端部(3，4)的柱形外壳(2)。端壁(5，6)借助于周向焊缝(7)连接至每个轴向端部(3，4)。所述柱形外壳具有内表面(8)，在所述内表面中形成有多个周向凹槽(9a，9b，9c，9d，9e)。从每个轴向端部(3，4)处的最外面的周向凹槽(9a)到该轴向端部(3，4)处的所述周向焊缝(7)，所述柱形外壳的壁厚度(T)不变或者减小；并且所述周向凹槽的深度(d1)从所述最外面的周向凹槽(9a)开始在轴向上增加。

权利要求

1.一种钢制的杨克缸(1)，该钢制的杨克缸包括：具有两个轴向端部(3，4)的柱形外壳(2)以及借助于周向焊缝(7)连接至每个轴向端部(3，4)的端壁(5，6)，所述柱形外壳(2)还具有内表面(8)，所述内表面中形成有周向凹槽(9a，9b，9c，9d，9e)，其特征在于，从每个轴向端部(3，4)处的最外面的周向凹槽(9a)到该轴向端部(3，4)处的所述周向焊缝(7)，所述柱形外壳(2)的壁厚度(T)不变或者减小；并且所述柱形外壳(2)的每个轴向端部(3，4)处的所述最外面的周向凹槽(9a)具有比下一个周向凹槽(9b)的深度(d2)小的深度(d1)。

2.根据权利要求1所述的钢制的杨克缸(1)，其中，在每个轴向端部(3，4)处，在从所述最外面的周向凹槽(9a)至所述周向焊缝(7)的区域中，所述柱形外壳(2)的壁厚度(T)减小。

3.根据权利要求1或2所述的钢制的杨克缸(1)，其中，所述周向凹槽(9a，9b，9c，9d，9e)的深度(d1，d2，d3，d4，d5)从所述最外面的周向凹槽(9a)到所述柱形外壳(2)的所述轴向端部(3，4)之间的、所述周向凹槽(9d，9e)具有相同深度所在的区域以至少三个台阶增加。

4.根据权利要求3所述的钢制的杨克缸，其中，在具有所述周向凹槽(9a，9b，9c，9d，9e)的区域中，总壁厚度(T)不变。

5.根据权利要求3所述的钢制的杨克缸，其中，所述柱形外壳(2)的每个轴向端部(3，4)处的所述最外面的周向凹槽(9a)具有8mm至12mm的深度，并且所述下一个周向凹槽(9b)具有13mm至17mm的深度。

6.根据权利要求1或2所述的钢制的杨克缸，其中，在所述柱形外壳(2)的设有所述周向凹槽(9a，9b，9c，9d，9e)的部分中，所述柱形外壳(2)的壁厚度在40mm至55mm的范围内。

说明书

钢制的杨克缸

技术领域

[0001] 本发明涉及一种钢制的杨克缸，该钢制的杨克缸具有：柱形外壳；以及焊接至所述柱形外壳的轴向端部的端壁。

背景技术

[0002] 在制造薄纸的造纸机中，新形成的纤维片(仍是湿的)在杨克干燥缸上被干燥。杨克干燥缸通常充满可能具有高达180℃的温度或更高温度的热蒸汽。热蒸汽加热杨克干燥缸，以使得杨克缸的外表面达到适于有效蒸发湿的纤维片(诸如薄纸片)中的水的温度。蒸汽通常被加压到这样的程度：杨克缸因内部压力而受到大量的机械应力。在运行期间，杨克缸内部的过压可以为大约1MPa(10巴)。

[0003] 杨克缸的重量以及离心力也可以引起机械应力。必须将杨克缸制造为承受这种机械应力。杨克干燥缸通常由铸铁制成，但已知杨克缸也可以由焊接钢制成。EP2126203公开了用于干燥纸的杨克缸，该杨克缸由钢制成并且具有通过相应的周向焊缝接合至两个端部的柱形外壳，所述周向焊缝在每个端部和所述柱形外壳的相对表面之间形成。所述柱形外壳被制造为：靠近所述柱形外壳的每个端部边缘，所述柱形外壳具有厚度从最小厚度的区域至最大厚度的区域逐渐增加的柱形壁部分，所述周向焊缝形成为与所述最大厚度一致。

[0004] 除了杨克缸强得足以承受机械应力之外，杨克干燥缸应优选地也易于制造。因此，本发明的目的是提供允许杨克干燥缸被制造的杨克干燥缸设计。

发明内容

[0005] 本发明的杨克缸为钢制的杨克缸，该钢制的杨克缸包括具有两个轴向端部的柱形外壳。端壁借助于周向焊缝连接至每个轴向端部。所述柱形外壳还具有内表面，在所述内表面中形成有多个周向凹槽。从每个轴向端部处的最外面的周向凹槽到该轴向端部处的所述周向焊缝，所述柱形外壳的壁厚度不变或者减小；并且所述柱形外壳的每个轴向端部处的所述最外面的周向凹槽没有下一个周向凹槽深。

[0006] 在本发明的实施方式中，所述柱形外壳可以被设计为：在每个轴向端部处，所述柱形外壳的壁厚度在从所述最外面的周向凹槽至所述周向焊缝的区域中减小。

[0007] 在本发明的有利的实施方式中，所述周向凹槽的深度从所述最外面的周向凹槽到所述柱形外壳的所述轴向端部之间的、所述周向凹槽具有相同深度所在的区域以至少三个台阶增加。

[0008] 优选地，在具有所述周向凹槽的区域中，总壁厚度不变。

[0009] 所述柱形外壳的每个轴向端部处的所述最外面的周向凹槽可以具有8mm至12mm的深度，并且所述下一个周向凹槽可以具有13mm至17mm的深度。

[0010] 在本发明的实施方式中，在所述柱形外壳的设有周向凹槽的部分中，所述柱形外壳的壁厚度可以在20mm至100mm的范围内。在该文中，20mm的壁厚度会被认为是非常小的厚度，而100mm会是非常高的厚度值。因此，数值20mm和100mm应被理解为外壳壁厚度的极值(但不是不可能)。在许多实际的实施方式中，壁厚度会大约在30mm至70mm的范围内，并且优选地在40mm至55mm的范围内。

附图说明

[0011] 图1示出杨克干燥缸的纵剖面。

[0012] 图2示出杨克缸的其中杨克缸的柱形外壳已焊接至端壁的那部分的放大图。

具体实施方式

[0013] 参照图1，本发明的杨克缸1包括柱形外壳2。柱形外壳2由钢制成。所用的钢可能是任何种类的钢，例如碳钢或不锈钢。例如，所用的钢可以为轧钢。例如，所述钢可以为经过热轧或冷轧的钢。可选地，柱形外壳2可以由已经焊接在一起的几个轧制的金属板构成。柱形外壳2具有轴向端部3、4。端壁5、6借助于周向焊缝7连接至每个轴向端部3、4。端壁5、6也由钢制成并且可以由与柱形外壳2相同的钢材料制成。

[0014] 在图1中，可以看到杨克缸1如何具有轴颈10、11。在运行期间，杨克缸1的内部充满热蒸汽。例如，可以经由轴颈10、11供应热蒸汽。

[0015] 在柱形外壳2的内部，可以具有内部拉杆12，所述内部拉杆设有供冷凝物取出系统(未示出)的导管通过的孔13。对于冷凝物取出系统的实施例，可参照WO2012/033442A1。

[0016] 参照图2，可以使得湿纤维片W在柱形外壳2的表面上通过，以使得包含在湿纤维片W中的水被蒸发。

[0017] 在本发明的杨克缸中，柱形外壳2具有内表面8。参照图2，周向凹槽9a、9b、9c、9d、9e形成在柱形外壳2的内表面8中。在周向凹槽9a、9b、9c、9d、9e中，热蒸汽被冷凝并且热能传递至杨克缸1的外表面，以使得纤维片W中的水被蒸发。周向凹槽9a、9b、9c、9d、9e因而用于促进热传递，以使得在杨克缸上经过的纤维片W通过蒸发被干燥。

[0018] 如图2所示，存在周向凹槽9a，该周向凹槽9a是柱形外壳2的轴向端部3处的最外面的周向凹槽。在作为最外面的凹槽的该周向凹槽9a之外，柱形外壳2的壁朝柱形外壳2的轴向端部3延伸一定距离，在轴向端部3处，柱形外壳2借助于周向焊缝7接合至端壁5。已经建议：柱形外壳2的该部分的厚度T应该朝向具有周向焊缝7的区域增加。然而，如果柱形外壳2的该部分的厚度T要朝柱形外壳2的轴向端部增加，那么柱形外壳2的制造变得更加复杂。如果壁厚度T可以从最外面的周向凹槽9a到轴向端部3保持不变，那么制造作业变得更容易。此外，在柱形外壳2的厚度T从最外面的周向凹槽9a朝轴向端部3减小的情况下，与厚度T要增加的情况相比制造将更容易。与产生厚度T增加的轮廓相比，加工内表面8以使得厚度T朝轴向端部3减小，这更简单。

[0019] 因此，本发明的杨克缸的柱形外壳2已被给予了这样的轮廓：从轴向端部3处的最外面的周向凹槽9a到轴向端部3、4处的周向焊缝7，柱形外壳2的壁厚度T不变或者减小。在图2示出的实施方式中，壁厚度T在最外面的周向凹槽9a外侧轴向紧邻的区域中最初是不变的。之后，壁厚度T朝周向焊缝减小。能够想到这样的实施方式：壁厚度T从最外面的周向凹槽9a一直到周向焊缝7不变，或者能够想到这样的实施方式：壁厚度T从最外面的周向凹槽9a一直或基本一直到周向焊缝7减小。在发明人想到的实际的实施方式中，壁厚度T可以朝轴向端部3以1°的角度α线性减小。因而，壁厚度T可以在最外面的周向凹槽9a和周向焊缝7之间的至少一部分距离上减小，并且可能在整个距离上减小。在图2中，示出了这样的实施方式：壁厚度T首先保持不变，然后在朝向周向焊缝7的方向上减小。

[0020] 如果壁厚度T不朝轴向端部3、4增加，那么在最外面的周向凹槽9a具有完全深度d的情况下可能会有柱形外壳2中的机械应力在最外面的轴向凹槽9a处具有峰值的风险，所述完全深度d通常会被视作为了传递热能所必需的。为了避免这种压力峰值(柱形外壳2受到的机械应力峰值)，柱形外壳2已被给予了这样的轮廓：最外面的周向凹槽9a没有下一个周向凹槽9b(即，与最外面的凹槽9a紧邻的凹槽9b)深。换句话说，柱形外壳2的每个轴向端部3、4处的最外面的周向凹槽9a具有比下一个周向凹槽9b的深度d2小的深度d1。

[0021] 优选地，周向凹槽9a、9b、9c、9d、9e的深度应逐渐增加以最小化机械压力峰值。优选地，周向凹槽9a、9b、9c、9d、9e的深度d1、d2、d3、d4、d5从最外面的周向凹槽9a到柱形外壳2的轴向端部3、4之间的、周向凹槽9d、9e具有相同深度所在的区域以至少三个台阶增加。参照图2，可以看出，最外面的周向凹槽9a具有非常小的深度d1。下一个周向凹槽9b具有比最外面的周向凹槽9a的深度d1稍大的深度d2。轴向方向上的下一个周向凹槽9c(即，跟在与最外面的周向凹槽9a紧邻的周向凹槽9b之后的周向凹槽9c)具有比与最外面的周向凹槽紧邻的周向凹槽9b的深度d2大的深度d3。在图2中，下一个周向凹槽9d具有更大的深度。由此可见，在柱形外壳2的轴向方向上以及在远离轴向端部3的方向上，周向凹槽9a、9b、9c、9d、9e的深度d增加。在图2中，最外面的周向凹槽9a可以称为第一凹槽，与最外面的凹槽9a紧邻的凹槽9b可以称为第二周向凹槽，等等。然后可以看出，第一凹槽9a具有比第二凹槽9b的深度d2小的深度d1，第二周向凹槽9b具有比第三周向凹槽9c的深度d3小的深度d2。以相同的方式，第三周向凹槽9c的深度d3小于第四周向凹槽9d的深度d4。然而，在图2示出的实施方式中，第五周向凹槽9e的深度d5(即，在远离柱形外壳2的轴向端部3的方向上的第五周向凹槽)与第四周向凹槽9d的深度d4相同。在图2示出的实施方式中，由此可见，周向凹槽的深度从第一周向凹槽9a(即，最外面的周向凹槽)至第四周向凹槽9d以三个台阶增加。之后，凹槽的深度可以一直到柱形外壳2的另一端部都不变，在该另一端部，周向凹槽的深度会减小。

[0022] 在图2中，示出仅一个轴向端部3。然而，应理解，另一轴向端部4处的轮廓已经以相同方式成形。对于柱形外壳2的更大部分的内表面8来说，周向凹槽9具有相同深度。

[0023] 应理解，能够想到这样的实施方式：周向凹槽的深度以仅一个台阶增加到最终的凹槽深度。以相同的方式，能够想到这样的实施方式：周向凹槽的深度以两个台阶、四个台阶、五个台阶或大于五个台阶增加。

[0024] 在周向凹槽9a、9b、9c、9d、9e的区域中，总壁厚度T优选地不变，虽然能够想到总壁厚度T不是这样的实施方式。例如，能够想到这样的实施方式：总壁厚度T在柱形外壳的周向凹槽的深度增加的部分中更小或更大。在该文中，在具有周向凹槽9a、9b、9c、9d、9e等的区域中的总壁厚度T应理解为凹槽的深度与从凹槽的底部到柱形外壳2的外表面的最短距离之和。

[0025] 当然，在最外面的周向凹槽9a和柱形外壳2的轴向端部3之间的区域中，厚度T不必不变。

[0026] 在许多实际的实施方式中，在柱形外壳2的每个轴向端部3、4处的最外面的周向凹槽9a可以具有8mm至12mm的深度，下一个周向凹槽9可以具有13mm至17mm的深度。

[0027] 在柱形外壳2的设有周向凹槽9a、9b、9c、9d、9e等的部分中，柱形外壳2的总壁厚度T可以在40mm至55mm的范围内。

[0028] 在发明人想到的一个实际实施方式中，最外面的周向凹槽9a可以具有10mm的深度d1，而第二周向凹槽9b可以具有15mm的深度d2，第三周向凹槽9c具有20mm的深度d3，而第四周向凹槽d4可以具有25mm的深度。同时，在具有周向凹槽的区域中，总壁厚度(包括凹槽的深度)可以为53mm。

[0029] 由于本发明的杨克缸的设计，可以更容易制造所述杨克缸。轴向端部处的周向凹槽的深度差在制造过程中不产生重大问题，但是已经消除了使柱形外壳2的厚度T朝轴向端部3增加的必要。

[0030] 轴向端部3、4附近的更浅凹槽的另一有利效果如下。就在正在杨克干燥缸上干燥的湿纤维片W下面，表面温度比在湿纤维片的轴向外侧的区域中的杨克干燥缸的表面温度低得多。原因是从湿片W下面的区域中的表面去除了大量热能。片W中的水的蒸发消耗了大量热能。作为一个实际的实施例，可以给出下面的数值。如果柱形外壳2的内部的温度为大约180℃，柱形外壳2的外表面(即，接触纤维片W的表面)可能在纤维片下方的区域中具有大约95℃的温度。在柱形外壳2的位于纤维片W的轴向外侧的那部分外表面上，所述表面未被冷却并且表面温度可能为大约170℃。

[0031] 在这些情况下，片W的边缘可以从下方并且从在纤维片W的轴向外侧的热区域接收热能。这可能导致干燥效果的差异。由于在本发明的杨克缸中的最外面的周向凹槽9a、9b的深度较浅，来自下方的加热效果稍微减小。因此，减小了不均匀干燥的风险。

[0032] 柱形外壳的轴向端部3、4处的壁厚度较小，这也使得将柱形外壳2焊接至端壁5、6更容易。

[0033] 在图2的实施方式中，壁厚度T在朝向轴向端部3的方向上最初是不变的。然后，接在具有不变厚度的部分之后的是壁厚度减小的台阶14。然后，接在所述台阶之后的是壁厚度在朝向轴向端部3的方向上线性减小的部分15。应理解，也能够想到这样的实施方式：壁厚度紧接在最外面的周向凹槽9a之后就开始减小。

[0034] 在图2的实施方式中，从端壁5的外边缘到纤维片W的边缘的距离的实际值可以在许多实际的实施方式中为150mm至290mm(虽然更小的距离和更大的距离是可能的)。例如，距离可以在160mm至250mm的范围内或者在165mm至220mm的范围内。在由发明人想到的一个实际的实施方式中，从端壁5的外端至湿纤维片W的边缘的距离可以为大约170mm。

[0035] 端壁5、6的厚度可以在许多实际的实施例中为大约80mm至100mm。例如，该厚度可以为90mm。

[0036] 在本发明的许多实际的实施方式中，本发明的杨克缸可以具有在3m至6m的范围内的直径。然而，直径超过6m的杨克缸是已知的。因而，在一些实施例中，本发明的杨克缸的直径可以比6m大得多。例如，发明人知道直径为大约6.7m的至少一个杨克缸，并且可以想到更大的直径。也已知杨克缸可以具有1.5m一样小的直径。因此，发明人想到，本发明的杨克缸的可能直径可以完全位于1.5m至8m的范围内或者甚至大于8m。