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Dichtungsvorrichtung für umlaufende Regenerativ-Luftvorwärmer Die
Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung für umlaufende Regenerativ-Luftvorwärmer
mit einem die wärmeaustauschende Masse tragenden Rotor und einem den Rotor umschließenden
Gehäuse mit Abdeckplatten, die Offnungen für den Durchtritt der Luft oder der Heizgase
aufweisen.
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In einem umlaufenden Regenerativ-Ljungström-Vorwärm,er besitzt der
zylindrische Rotor Abteilungen, die metallische Wärmeübertragungsplatten tragen
und die bei umlaufendem Rotor zuerst den heißen Gasen und dann einem Luftstrom ausgesetzt
werden, der die aufgenommene Wärme wieder abführt. Der Rotor ist von einem Gehäuse
umgeben, das Abd-eck- oder Sektorenplatten aufweist, die mit Öffnungen oder Ausschnitten
für den Durchtritt des Gas- und des Luftstromes versehen sind; die Abdeckplatten
sollen ein Vermischen der beiden Ströme verhindern. Die radial gestellten Trennwände,
die den Rotor in diese Ausschnitte unterteilen, sind an ihren Enden mit Dichtungen
versehen, die sich an die anstoßenden Flächen der Abdeckplatten oder Sektorenplatten
anlegen, um den Gas- oder Luftstrom zu hindern, durch den offenen Spalt zwischen
der Rotorwand und dem Gehäuse zu entweichen und so das wärmeübertragendeMaterial
zu umgehen. Es ist üblich, den Rotor mit umlaufenden Dichtungen zu versehen, die
gegen die Abdeckplatten oder ,andere feste Teile anliegen.
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Die Erfindung betrifft die Anordnung verbesserter radialer und umfänglicher
Dichtungsvorrichtungen, die hauptsächlich für den Gebrauch in Luftvorwärmern od.
dgl. bestimmt sind, die unter höherem Druck arbeiten.
Die Zeichnung
stellt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dar. Es zeigt Fig.
i_ einen senkrechten Schnitt durch einen umlaufenden Regenerativ-Luftvorwärmer nach
der Erfindung, Fig.2 einen senkrechten Schnitt in einem vergrößerten Maßstab und
stellt die verbesserte Form der Umfangsdichtung nach der Erfindung dar, Fig.3 eine
ähnliche Ansicht einer zwischen den Abdeckplatten und der Rotornate angeordneten
Dichtung, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 2 und zeigt das Verhältnis
der radialen Dichtung zu den umfänglichen Dichtungen, Fig. 5 einen senkrechten Schnitt
in vergrößertem Maßstab nach der Linie 5-5 in Fig. 2 und 3 und zeigt die Bauform
der Radialdichtungen und Fig.6 einen vergrößerten einfachen Schnitt entsprechend
Fig. 2 und zeigt eine andere Ausführungsform der umfänglichen Dichtungen.
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Die zylindrische Hülle io des Rotors ist in sektorenförmige Abteilungen
unterteilt, die durch radial gestellte Trennwände i i mit der Rotorachse verbunden
sind. Der Rotor wird überein Reduktionsgetriebe 13 von einem Motor angetrieben,
der den Rotor langsam um seine Achse dreht. Die Rotorabteilungen enthalten regeneratives
Wärmeaustauschmaterial in Form metallischer Platten 14; die Zwischenräume zwischen
den Platten bilden Kanäle für den wärmeabgebenden Gasstrom. Die heißen Gase treten
in den Vorwärmer durch einen Kanal 15
aus einem Behälter od. dgl. ein und
werden nach dem Durchgang über die wärmeübertragenden Platten 14 durch einen Auslaß.
16 mittels eines Saugzugventilators ,abgesaugt. Die Platten 1 ¢ werden bei umlaufendem
Rotor im Luftstrom bewegt, der durch den Einlaß 17 mittels eines Druckventilators
eingelassen wird. Nach dein Durchgang über die Platten 1 4. und nachdem die Hitze
aufgenommen ist, wird der Luftstrom einem Ofenraum oder an ,einer anderen Arbeitsstelle
durch die Auslaßklappe 18 zugeleitet.
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Ein den Rotor io einschließendes Gehäuse 2o ist oben und unten mit
Abdeck- oder Sektorenplatten 21 ausgestattet, die Öffnungen 22, 23 aufweisen, durch
die hindurch die Gas- oder Luftströme in den Rotor des Vorwärmers ein- und austreten.
Jede Abdeckplatte ist als Ringscheibe ausgebildet, aus der die Öffnungen 22, 23
als zwei sektorenförmig gestaltete, diametral gegenüberliegende Öffnungen ausgeschnitten
sind; der verbleibende Mittelsteg besteht dadurch ebenfalls aus zwei sektorenförmig
gestalteten, einander gegenüberliegenden Teilen, von denen jeder einen größeren
Winkel bedeckt, als zwei benachbarte radial gestellte Trennwände i i des Rotors
einschließen. Die radial gestellten Trennwände i i sind mit Radialdichtungen
30 versehen (Fig.5), die sich bei umlaufendem Rotor gegen die geschlossenen
Teile der Abdeckplatte anlegen, um das Überkreuzen der strömenden Mittel am Ende
des Rotors des Vorwärmers zu verhindern. Damit die Gas- und Luftströme nicht an
der wärmeübertragenden Oberfläche 14 vorbeiströmen, indem sie durch den rundum verbleibenden
Spalt 24 zWischen der Rotorhülle io und dem Gehäuse 2o entweichen, werden üblicherweise
umlaufende Dichtungen 40 an der Hülle i o vorgesehen, die an den geschlossenen Teilen
der Abdeckplatten 21 oder den damit verbundenen Teilen streifen, um den Spalt 24
an beiden Enden des Rotors abzudichten.
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Nach der Erfindung umfassen die umfänglichen Dichtungen eine vom Rotor
getragene Vielzahl bogenförmiger Glieder 40, von denen sich jedes über 15 oder 3o°
erstreckt, die zusammen einen geschlossenen umfangenden Ring an den -Endkanten der
Rotorhülle io bilden. Die Dichtungsglieder 40 werden, für die Axialbewegwng gleitend,
von Platten 41 getragen, die sich jeweils bogenförmig über 6o° erstrecken, von der
Endkante des Rotors aufragen und am Rotor mit Schrauben 42 befestigt sind. Die Dichtungsglieder
40 sind an den Platten 41 mit den Schrauben 43 auf und ab verschiebbar, die sich
durch in den Gliedern 4o befindliche Schlitze 44 erstrecken und die in der Axialrichtung
des Rotors weiter sind als die Schäfte der Schrauben 43. Die Glieder 40 :sind unter
Verwendung von Federn 4 5 an den Schrauben zwischen der Platte 41 und der Mutter
46 verschiebbar befestigt.
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Die von der Rotorhülle getragenen unterteilten Dichtungsglieder 40
besitzen nach außen sich erstreckende Flansche 47 mit Rinnen 48, die die bogenförmigen
Flansche oder Schulterteile 5o von Dichtungsschuhen 51 mit einer Bogenausdehnung
von 15 :oder 3o° aufnehmen und auf der Unterseite der Abdeckplatten 21 beweglich
befestigt sind, so daß die Seitenflächen 52 .oder 53 in Verbindung finit den Seiten
54 .oder 55 der Rinnen 48 je nach Ausdehnung oder Schrumpfung des Rotors und; oder
der Hülle in radialer Richtung stehen. Jeder der Dichtungsschuhe 51 ist gegenüber
dem Rotor auf der Fläche einer Abdeckplatte 21 mit Schrauben 56 und den dazugehörigen
Federn 57 sowohl für die radiale als auch für die Umfangsbewegung befestigt. Die
Schrauben 56 reichen durch einen in der Radialrichtung länglichen Schlitz 58, um
die unabhängige Bewegung jedes Dichtungsschuhes 51 im Verhältnis zu den Dichtungsgliedern
4o zu gestatten, wie auch den umfänglichen Bewegungen durch die Tatsache Rechnung
getragen wird, daß der Schlitz 58 weiter ist als der Schaft der Schraube 56 (Fig.
2 und 4).
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Die Schrauben 56 tragen auch die bogenförmigen Führungsplatten 6o
mit einer Ausdehnung von 3o°, die einwärts unterhalb und entlang der Flansche 47
der am Rotor angeordneten Dichtungsglieder 40 sich erstrecken, um diese Glieder
in verhältnismäßig bestimmten Stellungen axial im Hinblick auf die Abdeckplatten
21 zu halten, ungeachtet der Ausdehnung oder Schrumpfung des Rotors. Zwischenstücke
61 sind an den Schrauben 56 zwischen den Führungsplatten 6o und den Ab,deckplatten
21 angeordnet.
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Am inneren Ende der Abteilungen sind bogenförmige Dichtungsglieder
62 mit 6o° bogenförmiger Ausdehnung durch Schrauben 63 an derRotornahe 12
angeordnet. Die Schrauben 63 sind durch Schlitze 64
in den Gliedern
62 gesteckt und sind mit Schultern 65 für die Axialbewegung der Dichtungsglieder
entlang der Rotornabe versehen. An ihrem äußeren Ende sind die Dichtungen mit sich
einwärts erstreckenden Flanschen 66 und 67 versehen und mit einer dazwischenliegenden
Rinne 68 ,ausgestattet, die mit .einer falzförmigen Dichtung, nach Art einer Labyrinthdichtung,
in Verbindung mit den entsprechend geformten Flanschen 70, 7 i steht, die an einer
aus zwei Bogenstücken gebildeten Kappe ; 2 angeordnet sind, die um die Rotorachse
herum sich erstreckt und mit durch ihre Flansche 74 reichende Schrauben 73 an der
Abdeckplatte 2 i befestigt ist. Die Kappe 72 ist an der inneren Kante mit einer
Dichtung 75 an der Seite des Tragzapfens76 der Rotornabe befestigt.
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Gegossene Aluminiumradialdichtungen 30 (im Schnitt dargestellt in
Fig. 5) sind an ihren Enden durch Schrauben 82 an den Ansätzen 8o, 81 der Rotornabendichtung
62 und an den äußeren Randdichtungsgliedern 4o der Rotorhülle io befestigt. In radialer
Richtung erweiterte Schlitze 83 in den radial angeordneten Dichtungen 3o lassen
eine Dehnung oder Schrumpfung der entsprechenden Teile in radialer Richtung zu.
Der Zwischenraum zwischen jeder Radialdichtung 3o und der gegenüberliegenden äußeren
Kante der die Abschnitte bildenden Trennwände i i, von denen diese getragen werden,
wird durch die in den äußeren Enden der Schlitze 8 5 der radialen Dichtungen angeordneten
Federplatten 84 verschlossen. Die Platten 84 werden in ihrem Verhältnis zu den Trennwänden
i i durch Klemmplatten 86 gehalten, die an der Kante der Trennwände durch Schrauben
87 angeordnet sind. ,Die Klemmplatten 86 erstrecken sich nicht über die inneren
Kanten der Radialdichtungen 3o hinaus; hierdurch verbleibt ein Ausdehnungszwischenraum
88 zwischen ihren äußeren Enden und den gegenüberliegenden inneren Kanten 89 der
Radialdichtungen 3o. Dadurch werden, wenn sich der Rotor und die Trennwände i i
in axialer Richtung dehnen, diese Bewegungen durch ein Verschieben der Federplatten
84 in den Rinnen 85 an den inneren Endkanten der Radialdichtungen 3o aufgenommen,
die dadurch immer in der gleichen Ebene in Verbindung mit der inneren Fläche der
Abdeckplatte 21 durch ihre Verbindung mit den Rotornabendichtungen 62 und den umfänglichen
Dichtungsabschnitten 4o stehen.
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In der in Fig.6 dargestellten Ausführungsform, sind die Dichtungsabschnitte
40 an den Endkanten des Rotors mit sich nach auswärts .erstreckenden Flanschen 9o
versehen, Unter denen die Führungs platte 6o sitzt. Jeder Dichtungsschuh 51 hat
an seiner äußeren Kante einen Flansch 91, gegen den der eine Hebelarm 92 unter 'Druck
einer Feder 93 gedrückt wird, die auf einem Stab 94 angeordnet ist. Der Stab 94
ist mit dem Hebelarm 95 gelenkig verbunden. Die Hebelarme 92, 95 ;sind durch einen
Stift 96 in den Seitenwänden eines napfartigen Gehäuses 97 befestigt, das .in einer
Öffnung 98 in der Wan-.dung des Gehäuses 2o angeordnet ist, das den Rotor umgibt.
Eine Anordnung von Schrauben oder Stäben 94 gestattet die Druckverstellung der Dichtungsschuhe
51 von der Außenseite des Vorwärmers her.
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Beim Arbeiten werden sich die umfänglichen Dichtungen 4o an den Endkanten
der Rotorhülle auf und ab bewegen, je nachdem, wie sie sich in axialer Richtung
ausdehnt oder wie sie schrumpft, und bewirken, daß die Führungsplatten 6o unter
die Flansche 47 oder 9o der Dichtungsglieder 40 greifen und sie dadurch in fester
Verbindung mit der Abdeckplatte 2 i halten; die Führungsplatten 6o werden durch
Schrauben 56 getragen. In der Dichtung nach Fig.2 wird die Ausdehnung oder Schrumpfung
des Rotors in radialer Richtung zu einer entsprechenden Bewegung der Dichtungsstücke
4o an der Endkante io des Rotors führen und eine entsprechende Bewegung der
Dichtungsschuhe 5 i ergeben, die an den Abdeckplatten 21 befestigt sind, durch die
die Verbindung der Schultern oder Flansche 5o der Schuhe 51 in den Rinnen 48 der
Dichtungsglieder 40 aufrechterhalten wird. Diese Bewegung wird durch die Längsausdehnung
der Schlitze 58 ermöglicht, durch die hindurch die Befestigungsschrauben 56 sich
erstrecken. In Fig. 6 stehen die Dichtungsschuhe 51 unter Wirkung des federdruckbelasteten
Hebels 92 in Verbindung mit der Dichtungsfläche 54 der Rotordichtungsabschnitte
4o auf der Rotorhülle.
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Die radialen Dichtungsglieder 3o, die mit ihren äußeren und inneren
Enden an der Rotornabendichtung 62 und den umfänglichen Dichtungsabschnitten 4o
befestigt sind, folgen der axialen Bewegung der letzteren, da sich die Federplatten
84 in den Rinnen 85 verschieben können, die durch den Ausdehnungszwischenraum 88
ausgeglichen wird. Alle drei Dichtungen, nämlich 62 an der Rotornabe 12, die radialen
Dichtungen 3o an den die Abschnitte begrenzenden Trennwänden i i und die Umfangsdichtungen
4o am äußeren Umfang des Rotors, bleiben stets in gleicher Ebene in bezug auf die
Dichtungsfläche der Abdeckplatten 21, ohne Rücksicht auf die Form, die der Rotor
während der Ausdehnung oder Schrumpfung annimmt, und halten die Dichtungsverbindung
einwandfrei aufrecht.