DE3320767C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Abdichtung der Verbindungsstelle zwischen einem rotieren­ den Ofenteil und einem feststehenden Ofenteil bei Dreh­ rohröfen, Drehherdöfen, Trommelöfen u. dgl. nach dem Ober­ begriff der Patentansprüche 1 und 7.

Bei Öfen, die eine rotierende Verbrennungskammer aufwei­ sen, bereitet die Abdichtung zwischen der Verbrennungs­ kammer und den feststehenden Ein- und Austrittsgehäusen Schwierigkeiten. Diese Schwierigkeiten sind in der Regel umso größer, je größer die Abmessungen des Ofens und je höher die Betriebstemperaturen und Betriebsdrücke sind. So ist es beispielsweise besonders schwierig, zur Pyro­ lyse von Müll dienende Drehrohröfen abzudichten, da hier­ bei Pyrolysegase anfallen, die explosiv und giftig sind und derartige Öfen bei hohen Betriebstemperaturen ent­ weder mit Unterdruck oder mit Überdruck innerhalb des Drehrohres arbeiten. Ferner weisen derartige, zur Pyrolyse von Müll dienende Drehrohröfen in der Regel sehr hohe Abmessungen auf (Durchmesser des Drehrohres ca. 3 m), so daß die Dichtungen durch Verformungen des Drehrohres be­ dingte Bewegungen desselben in axialer und radialer Rich­ tung auffangen müssen.

Zur Überwindung der vorstehend beschriebenen Probleme hat man bereits eine Dichtungseinrichtung vorgeschlagen (DE-PS 30 08 741), bei der um den Umfang des Drehrohres angeordnete elastische Einrichtungen das rotierende und feststehende Dichtungsteil axial gegenein­ anderpressen, so daß die am rotierenden Dichtungsteil vorgesehe­ nen zwei Dichtungselemente mit dem feststehenden Dichtungs­ teil in Reibkontakt gehalten werden. Das feststehende Dich­ tungsteil ist dabei an einer Stirnwand des feststehenden Ofenteils befestigt. Die elastische Einrichtung umfaßt eine Anpreßrolle, die auf der Rückseite des rotierenden Dichtungsteiles abrollt.

Bei der vorstehend beschriebenen bekannten Einrichtung ist ferner der feststehende Ofenteil pendelnd aufgehängt, so daß er den Bewegungen des Drehrohres folgen kann und auch die vorgesehene Dichtungseinrichtung diese Bewegungen kraft­ los ohne Beeinträchtigung der Dichtung auffangen kann. Diese pendelnde Aufhängung des feststehenden Ofenteiles ist je­ doch relativ kompliziert und mit einem hohen Aufwand verbun­ den. Fehlt diese Aufhängung, ist eine kraftlose Übertragung der Bewegungen des Drehrohres nicht mehr gewährleistet, da die bekannte Dichtungseinrichtung nur in Axialrichtung nach­ giebig ist.

Es ist ferner aus der US-PS 41 93 756 eine Dichtungseinrich­ tung bekannt, bei der das eine Dichtungsteil U-förmig ausge­ bildet ist und das andere Dichtungsteil zwei Scheibenringe aufweist, die mit Dichtungselementen versehen sind und in das U-förmig ausgebildete Teil eingreifen. Die beiden Scheiben­ ringe sind dabei axial verschiebbar geführt. Auch hierbei sind die Scheibenringe nicht unabhängig vom zugehörigen Dichtungs- bzw. Ofenteil in Radialrichtung bewegbar.

Eine Einrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs der Pa­ tentansprüche 1 und 7 ist aus der DE-OS 32 09 089 bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung wird das feststehende Dichtungs­ teil durch ein das rotierende Dichtungsteil umgebendes Gehäuse gebildet, das aus zwei Gehäuseelementen zusammengesetzt ist. Dieses Gehäuse ist flexibel am zugehörigen Ofenteil gelagert, so daß es bei einer Radialbewegung des rotierenden Dichtungs­ teiles ebenfalls eine entsprechende Radialbewegung ausführen kann. Um dies zu ermöglichen, sind jedoch in den Gehäuseele­ menten relativ kompliziert ausgebildete Lagervorrichtungen vorgesehen. Die Dichtungselemente sind in U-förmig ausgebilde­ ten Halteelementen in den Gehäuseelementen angeordnet, wobei diese Halteelemente über elastische Einrichtungen in Richtung auf das rotierende Dichtungsteil gepreßt werden. Die Ein­ richtung ist daher insgesamt relativ kompliziert ausgebildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der angegebenen Art zu schaffen, die sich durch einen besonders einfachen und kompakten Aufbau auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Einrichtung der angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale der Patent­ ansprüche 1 oder 7 gelöst.

Damit sich das feststehende Dichtungsteil zusammen mit dem rotierenden Dichtungsteil in Radial- bzw. Axialrichtung bewegen kann, muß es in einer Weise am feststehenden Ofenteil angeordnet sein, die eine derartige Bewegungsmög­ lichkeit gestattet. Eine derartige flexible Anbringung liegt für den Fachmann auf der Hand.

Die beiden Schenkel des feststehenden Dichtungsteiles, die das rotierende Dichtungsteil übergreifen, sind erfindungsgemäß als Scheibenringe ausgebildet, die axial verschieb­ bar gelagert sind. Diese Scheibenringe werden mit Hilfe von elastischen Einrichtungen, die um den Umfang des fest­ stehenden Dichtungsteiles herum angeordnet sind, gegen die Dichtungselemente gepreßt. Es können dabei elastische Ein­ richtungen zur Anwendung kommen, bei denen eine einzige Einrichtung beide Scheibenringe gleichzeitig beaufschlagt, oder es können getrennte elastische Einrichtungen für jeden Scheibenring zur Anwendung gelangen. Die zweite Ausführungs­ form hat den Vorteil, daß hierbei auf beide Seiten des ro­ tierenden Dichtungselementes unterschiedlich hohe Drücke ausgeübt werden können.

Die Scheibenringe selbst sind in Axialrichtung verschiebbar gelagert, so daß sie bei entsprechenden Bewegungen des ro­ tierenden Dichtungselementes in Axialrichtung gegen die elastischen Einrichtungen verschoben werden können. Diese axiale Verschiebbarkeit wird mit Hilfe von Führungselemen­ ten erreicht, auf denen die Scheibenringe verschiebbar ge­ lagert sind. Die Führungselemente können hierbei unabhän­ gig von den elastischen Einrichtungen oder in Kombination mit diesen angeordnet sein, wobei im zweiten Fall sich die elastischen Einrichtungen um die Führungselemente herum erstrecken und die entsprechenden Scheibenringe beaufschla­ gen.

Zur Lagerung des feststehenden Dichtungselementes auf dem rotierenden Dichtungselement kommen Lagerrollen zur Anwendung. Diese Lagerrollen können entweder am rotierenden Dichtungsteil oder am feststehenden Dichtungsteil angeord­ net sein. Bei der ersten erfindungsgemäßen Lösung, bei der die Lagerrollen am rotierenden Dichtungsteil angebracht sind, stützt sich das feststehende Dichtungsteil mit einem pa­ rallel zu den Scheibenringen angeordneten Ringflansch auf den Lagerrollen ab. An diesem Ringflansch sind in be­ stimmten Abständen Bügel befestigt, die das rotierende Dichtungsteil übergreifen und die Führungselemente für die Scheibenringe aufweisen. Die elastischen Einrichtungen sind hierbei beidseitig angeordnet und auf der einen Seite am Ringflansch und auf der anderen Seite am Bügelflansch gelagert.

Bei der zweiten erfindungsgemäßen Lösung sind die Lagerrollen am feststehenden Dichtungsteil angeordnet, und zwar zwischen den beiden Scheibenringen. Durch die Scheiben­ ringe geführte Bolzen dienen hierbei zur Lagerung der Rol­ len, wobei diese Bolzen gleichzeitig die elastischen Ein­ richtungen zum Verspannen der Scheibenringe tragen. Bei dieser Ausführungsform befinden sich die Lagerrollen mit der Außenseite des rotierenden Dichtungsteiles in Kontakt.

Auf jeder Stirnseite des rotierenden Dichtungs­ teiles ist mindestens ein Dichtungselement angeordnet. Die Form der Dichtungselemente selbst ist nicht kritisch. Als zweckmäßig haben sich Dichtungsringe oder Dichtungslippen erwiesen. Bei einer speziellen Ausführungsform ist ein innenliegender Dichtungsring mit einer außenliegenden Dichtungslippe kombiniert. Dabei sind die Dichtungslippen auf gegenüberliegenden Seiten des Dichtungsteiles vorzugs­ weise so angeordnet, daß ihre Lippenabschnitte in entgegen­ gesetzter Richtung weisen.

Wenn mehrere Dichtungselemente auf einer Seite vorgesehen sind, kann der zwischen den Dichtungselementen befindliche Raum mit einem Sperrmedium gefüllt sein, um die Dichtwirkung zu verstärken. Dieses trifft auch auf den Raum zu, der zwischen der Außenseite des rotierenden Dichtungsteiles und einem ggf. zwischen den beiden Scheibenringen befestigten Kompensationselementes liegt. Das Kompensationselement ist hierbei gasdicht ausgebildet und gasdicht an den Schei­ benringen befestigt.

Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, kann die erfindungs­ gemäß ausgebildete Dichtungseinrichtung somit Bewegungen des rotierenden bzw. feststehenden Ofenteils aufnehmen, die bei­ spielsweise auf Verformungen durch mechanische Belastun­ gen, Wärmedehnungen etc. zurückgehen, ohne dabei ihre dich­ tende Wirkung zu verlieren. Die Aufnahme dieser Bewegungen erfolgt sowohl in Axial- als auch in Radialrichtung nahezu kraftlos, so daß der Verschleiß der Dichtungen gering ist. Die Dichtungseinrichtung zeichnet sich durch einen einfachen und kompakten Aufbau aus, und es sind keine komplizierten Maßnahmen zur Lagerung des feststehenden Ofenteils erfor­ derlich, um die Bewegungen des rotierenden Ofenteils auf­ fangen zu können.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer Dichtungs­ einrichtung; und

Fig. 2 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Dichtungseinrichtung.

Die in Fig. 1 im Schnitt schematisch dargestellte Dich­ tungseinrichtung 1 umfaßt ein rotierendes Dichtungsteil 2, das sich in Radialrichtung von einem rotierenden Ofenteil, beispielsweise einem Drehrohr, erstreckt. Das rotierende Dichtungsteil 2 ist als Ringflansch ausgebildet, der an das rotierende Ofenteil angeschweißt ist. Die Dichtungs­ einrichtung umfaßt ferner ein feststehendes Dichtungsteil 3, das sattelförmig ausgebildet ist und das rotierende Dichtungsteil 2 übergreift. Das feststehende Dichtungsteil 3 ist über eine flexible Verbindung an einem feststehenden Ofenteil angebracht.

Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind auf jeder in Axialrichtung weisenden Stirnseite des rotierenden Dich­ tungsteiles 2 ein Dichtungsring 8 und eine Dichtungslippe 7 angeordnet. Die Dichtungslippe 7 befindet sich dabei außerhalb des Dichtungsringes 8. Mit diesen beiden Dich­ tungselementen wird jeweils ein Scheibenring 6 des fest­ stehenden Dichtungsteils 3 in Eingriff gepreßt.

Um den Umfang des rotierenden Dichtungsteils 2 herum ist eine Vielzahl von Lagerrollen 4 angeordnet. Diese Lager­ rollen tragen einen Ringflansch 11 des stationären Dichtungs­ teils 3 und können auf der Stirnfläche dieses Ringflansches abrollen. An dem Ringflansch 11 ist eine Vielzahl von Bü­ geln 10 befestigt, die mit Umfangsabstand um den Umfang des rotierenden Dichtungsteils herum angeordnet sind. Die Bügel 10 übergreifen das rotierende Dichtungsteil 2 und tragen Führungsbolzen 5 für die beiden Scheibenringe 6, die auf den Führungsbolzen axial verschiebbar gelagert sind. Zwi­ schen den beiden Scheibenringen 6 ist ein geeignetes Kom­ pensationselement 9 befestigt.

Die beiden Scheibenringe 6 werden durch Bolzen 13, die im Ringflansch 11 bzw. im Bügel 10 geführt und durch Federn 12 (nur schematisch gezeigt) unter Vorspannung gehalten sind, in Axialrichtung gegen die am rotierenden Dichtungs­ teil angeordneten Dichtungselemente gepreßt.

Man erkennt, daß das sattelartig ausgebildete feststehende Dichtungsteil 3 am rotierenden Dichtungsteil 2 gelagert ist, so daß es die Bewegungen des rotierenden Dichtungs­ teils in radialer und axialer Richtung im wesentlichen mit durchführt. Auf diese Weise kann die Dichtungsein­ richtung nahezu alle Bewegungen der rotierenden bzw. fest­ stehenden Ofenteile kraftlos auffangen, so daß die Dich­ tung auch bei entsprechenden Verformungen der Ofenteile funktionsfähig bleibt und einen geringen Verschleiß auf­ weist.

In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer er­ findungsgemäß ausgebildeten Dichtungseinrichtung 20 sche­ matisch dargestellt. Auch bei dieser Ausführungsform über­ greift ein sattelförmig ausgebildetes feststehendes Dich­ tungsteil 22 ein rotierendes Dichtungsteil 21, auf dessen beiden Stirnseiten jeweils ein Dichtungselement 29 in der Form eines Dichtungsringes angeordnet ist. Bei dieser Aus­ führungsform sind jedoch die zur Lagerung des feststehenden Dichtungsteiles 22 dienenden Rollen 27 am feststehenden Dichtungsteil selbst angeordnet. Diese Rollen 27 sind auf Bolzen 24 gelagert, die gleichzeitig als Führungs­ elemente für die beiden Scheibenringe 23 dienen. Die Rollen 27 stehen mit der Außenseite des rotierenden Dich­ tungsteils 21 in Kontakt, so daß sie bei einer Drehung des rotierenden Dichtungsteiles 21 um die Bolzen 24 ge­ dreht werden. Somit ist auch bei dieser Ausführungsform das feststehende Dichtungsteil 22 am rotierenden Dichtungs­ teil 21 gelagert.

Die die beiden Scheibenringe 23 miteinander verbindenden Bolzen 24 sind mit Federn 25 (nur schematisch gezeigt) versehen, die die beiden Scheibenringe 23 einwärts gegen die Dichtungsringe 29 pressen. An der Außenseite der Schei­ benringe ist wiederum ein geeignetes Kompensationselement 28 vorgesehen.

Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel funktioniert im wesentlichen wie die Ausführungsform der Fig. 1, mit dem Unterschied, daß die Rollen hierbei am feststehenden Dichtungsteil 22 vorgesehen sind und daß eine einzige Feder 25 beide Scheibenringe 23 einwärts preßt. Die mit dieser Ausführungsform erzielbare Wirkung entspricht im wesent­ lichen der der Ausführungsform der Fig. 1.

Claims (9)

1. Einrichtung zur Abdichtung der Verbindungsstelle zwischen einem rotierenden Ofenteil und einem feststehenden Ofenteil bei Drehrohröfen, Drehherdöfen, Trommelöfen u. dgl., mit

• - einem sich radial erstreckenden, rotierenden Dichtungsteil, in dessen beiden in Axialrichtung weisenden Stirnseiten jeweils mindestens ein Dichtungselement vorgesehen ist;
• - einem sich radial erstreckenden, feststehenden Dichtungs­ teil, das das rotierende Dichtungsteil sattelartig mit zwei axial verschiebbaren Schenkeln übergreift, die benachbart zu dem rotierenden Dichtungsteil angeordnet sind, wobei das feststehende Dichtungsteil am rotierenden Dich­ tungsteil über Rollen so gelagert ist, daß es zusammen mit dem rotierenden Dichtungsteil Radialbewegungen ausführen kann; und
• - mindestens einer elastischen Einrichtung, die die beiden axial verschiebbaren Schenkel des feststehenden Dichtungs­ teils axial gegen die Dichtungselemente des rotierenden Dichtungsteils preßt, so daß die Dichtungselemente mit den Schenkeln des feststehenden Dichtungsteils in Reibkontakt gehalten werden,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß die beiden Schenkel des feststehenden Dichtungsteils (3) als Scheibenringe (6) ausgebildet sind,
• - daß die Rollen (4) seitlich vom rotierenden Dichtungsteil (2) vorstehen und
• - daß das feststehende Dichtungsteil (3) parallel zu einem seiner Schenkel (6) einen Ringflansch (11) aufweist, der auf Rollen (4) gelagert ist und an dem mehrere das rotierende Dichtungsteil (2) übergreifende Bügel (10) befestigt sind, die mit Führungen (5) zur axial verschieb­ baren Lagerung der Scheibenringe (6) versehen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Scheibenring (6) durch mit Um­ fangsabstand am Ringflansch (11) bzw. Bügel (10) gelagerte und durch die elastische Einrichtung (12) unter Vorspannung stehende Bolzen (13) gegen das zu­ gehörige Dichtungselement (7, 8) gepreßt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf jeder Stirnseite des rotierenden Dichtungs­ teils (2) zwei mit radialem Abstand angeordnete Dichtungselemente (7, 8) angeordnet sind, von denen das innere eine Ringdichtung (8) und das äußere eine Lippendichtung (7) ist.

4. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß radial außer­ halb des rotierenden Dichtungsteiles (2) zwischen den bei­ den Scheibenringen (6) des feststehenden Dichtungsteiles (3) ein Kompensationselement (9) angeordnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem zwischen dem Kompensationsele­ ment (9) und dem rotierenden Dichtungsteil (2) befindlichen Raum ein Sperrmedium angeordnet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem zwischen der Ringdichtung (8) und der Lippendichtung (7) befindlichen Raum ein Sperr­ medium angeordnet ist.

7. Einrichtung zur Abdichtung der Verbindungsstelle zwischen einem rotierenden Ofenteil und einem feststehenden Ofenteil bei Drehrohröfen, Drehherdöfen, Trommelöfen u. dgl., mit

• - einem sich radial erstreckenden, rotierenden Dichtungsteil, in dessen beiden in Axialrichtung weisenden Stirnseiten jeweils mindestens ein Dichtungselement vorgesehen ist;
• - einem sich radial erstreckenden, feststehenden Dichtungs­ teil, das das rotierende Dichtungsteil sattelartig mit zwei axial verschiebbaren Schenkeln übergreift, die benachbart zu dem rotierenden Dichtungsteil angeordnet sind, wobei das feststehende Dichtungsteil am rotierenden Dich­ tungsteil über Rollen so gelagert ist, daß es zusammen mit dem rotierenden Dichtungsteil Radialbewegungen ausführen kann; und
• - mindestens einer elastischen Einrichtung, die die beiden axial verschiebbaren Schenkel des feststehenden Dichtungs­ teils axial gegen die Dichtungselemente des rotierenden Dichtungsteils preßt, so daß die Dichtungselemente mit den Schenkeln des feststehenden Dichtungsteils in Reibkontakt gehalten werden,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß die beiden Schenkel des feststehenden Dichtungsteils (22) als Scheibenringe (23) ausgebildet sind,
• - daß die Rollen (27) zwischen den Scheibenringen (23) auf sich durch die Scheibenringe (23) erstreckenden Bolzen (24) drehbar gelagert sind, und
• - daß die Bolzen (24) mit Federn versehen sind, die die Scheibenringe (23) axial gegen die Dichtungselemente (29) pressen.