DE2741738C3 - Stirn-Mantelgleitdichtung zwischen einer ortsfesten Haube und einem Drehrohrofenende - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung eines Drehrohrofens gegenüber seiner das Rohrende umgebenden ortsfesten Haube mit einer Stirngleitdichtung und einer Mantelgleitdichtung.

Drehrohröfen werden z. B. zum Herstellen von Zement, zum Trocknen verschiedenster Materialien und zur Verbrennung schwer verbrennbarer Mischungen, wie z. B. Haus- oder Sondermüll, angewendet. Bei ihnen ergibt sich das Problem, den Brennraum während der Drehung des Drehrohres gegen Falschluft und Ausblasen abzudichten. Die insbesondere bei der Müllverbrennung auftretenden gasförmigen Bestandteile weisen z.T. erhebliche Verunreigungen und Giftantetle auf. v daß die Abdichtung außerordentlich wichtig ist, l;; schädliche Emissionen zu vermeiden.

Aus der DE-PS 5 27 306 ist eine Abdichtung von Trockentrommeln, Drehöfen und dergleichen gegenüber dem sie umgebenden Mauerwerk mittels eines die Trommel umgebenden, unter Federdruck stehenden Ringkörpers, der mit an der Trommel und dem Mauerwerk sitzenden Dichtflächen zusammenarbeitet, bekannt, bei der der nach allen Richtungen beweglich gelagerte mehrteilige und z. B. durch Federn nachgiebig zusammengehaltene Dichtungsring im Querschnitt T-förmig ist und mit seinem Flanschen gegen eine die Trommel gleichachsig umgebende Ringgleitfläche und mit seinem Steg gegen die zur Trommelachse senkrecht stehende Dichtfläche des Mauerwerks anliegt Obgleich nicht deutlich angegeben ist, wie die Teilungen des Dichtungsringes gestaltet sind, ergibt sich aus der Beschreibung und aus der Zeichnung der genannten Patentschrift, daß radiale Teilungen gemeint sind. Zwar weist bei der bekannten Dichtung der Dichtungsring eine gewisse axiale und radiale Beweglichkeit auf, da er

ίο durch ein Federelement angepaßt wird. Die Stirn- und Mantelgleitflächen verhalten sich jedoch starr zueinander. Hierdurch ist bei einer unvermeidlichen Durchbiegung des Drehrohres eine zuverlässige Abdichtung nicht gewährleistet.

Einen Überblick über die anstehenden Probleme und die bisher bekannten Lösungen gibt die Zeitschrift »Zement, Kalk, Gipsx Nr.5, 1971, S.208-215. Diese Veröffentlichung zeigt im Bild 1 zwar getrennte Dichtungsringe zur Halterung der Axialpackungen und der Radialpackungen, jedoch ist hier eine gegenseitige Abdichtung nicht gegeben, da die Ringe getrennt voneinander angeordnet sind, und die Aufhängung der Dichtung für axiale Bewegungen erfordert eine weitere aufwendige Befestigung derselben.

2s Gleiches gilt für die in den Bildern 9 und 12 dargestellten Dichtungen.

Aus der Zeitschrift »Silikattechnik« 5. Jahrgang, Heft 8, August 1954, S. 364/365 ist eine Abdichtung bekannt, die durch Gleitschuhe bewirkt wird, die auf einer auf dem Ofenmantel angeschweißten Stahlbandage entlanggleiten. Weiterhin ist aus der DE-PS 17 50 881 eine Dichtung mit einem das Drehrohr umgebenden Rohrabschnitt bekannt, der mit dem Drehrohr drehfest und radial verschiebbar über die Stirngleitdichtung verbunden ist und an seiner Mantelgleitfläche mittels des aus Segmenten bestehenden Dichtungsringes radial federnd getragen wird.

Gegenüber dem Stand der Technik gemäß DE-PS 5 27 306 ist es Aufgabe der Erfindung, eine Dichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch bei einer Durchbiegung des Drehrohres eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet, bei der durch die gegenseitige Abdichtung der Stirngleitdichtung und der Mantelgleitdichtung eine besonders hohe Zuverlässigkeit erreicht wird und die besonders einfach und damit wirtschaftlich herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Stirngleitdichtung und Mantelgleitdichtung je aus einem Ring bestehen, die gegeneinander über eine

v> Ankerscheiben-Bolzen-Verbindung mit Radialspiel verbunden sind.

Vorteilhaft werden die Ringe, die nicht mit dem Drehrohr mitdrehen, durch über Federn vorgespannte Zuganker an die sich radial erstreckenden, gehäusefe-

Vi sten Dichtungsflächen angepreßt, und das Gewicht der «in.»« wi··'! ■■·.-,·> vV~ Sc'lnücn gelep;?n Seilzügen uuigciiommen, weient an zwi_i sicii in einer horizontalen Ebene gegenüberliegenden Bolzen des Dichtungsringelementcs angreifen.

ho Um insbesondere bei der Verbrennung von Müll eine Abdichtung sowohl gegenüber dem Brennraum als auch dem Eingangs- und Ausgangsteil sicherzustellen, können vorteilhaft an jedem Ende des Drehrohres jeweils zwei Dichtungsringelemente mit entgegengesetzt wir-

h^r' kenden Anpreßkräften angeordnet sein, von denen je eines gegen den Brennraum und das andere gegen das Eingangsteil bzw. das Ausgangsteil wirkt.
Um den Verschleiß der konzentrisch zu der

Drehrohrachse ausgerichteten Packungen so gering wie möglich zu halten und durch etwaige Verzüge und Ungenauigkeiten des Drehrohres eine Beeinträchtigung der Dichtwirkung zu vermeiden, können die konzentrisch zur Drehrohrachse angeordneten Umfangsichtflächen des Drehrohres durch die Außenflächen von zum Drehrohr konzentrisch angeordneten Ringen gebildet werden, die gegenüber dem Drehrohr wärmeisoliert und mit diesem gasdicht und im gewissen Grade elastisch verbunden sind.

Im besonderen kann dabei jeder Ring einen konischen Teil aufweisen, dessen Wandstärke erheblich geringer als die des zylindrischen Teils ist Durch den konischen Teil werden eine geringfügige Lagenänderung und insbesondere die temperaturbedingte Umfangsvergrößerung des Drehrohres erlaubt und aufgenommen. Es wird dadurch eine immer parallel zu den Packungen verlaufende Dichtungsfläche geschaffen, die von der unter hoher Temperatur stehenden Drehrohroberfläche unabhängig ist.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch den Schnitt durch einen Drehrohrofen mit den Dichtungseinrichtungen gemäß der Erfindung,

F i g. 2 einen Schnitt durch eines der Dichtungsringelemente,

F i g. 3 eine Ausschnittvergrößerung des Dichtungsringelementes gemäß F i g. 2 und

Fig.4 die Seitenansicht des Dichtungsringelenuntes gemäß Fig. 2.

Gemäß den Figuren werden die Dichtungseinrichtungen an den herkömmlichen Drehrohrofen mit einem Drehrohr 1 und einem Gehäuse 2 angewandt, wobei das Gehäuse 2 einen Eingangsteil 2a, einen in Massendurchflußrichtung folgenden Brennraum 2b und einen Ausgangsteil ?.c aufweist. Insgesamt vier jeweils eine Stirn- und eine Mantelgleitdichtung ausbildende Dichtungsringelemente 3 sind an den Übergängen zwischen dem Eingangsteil 2a und dem Drehrohr 1, dem Drehrohr 1 und dem Übergang zum Brennraum 2b, dem hinteren Übergang des Brennraums 2b zu dem Drehrohr 1 und wiederum dem Drehrohr 1 und dem Ausgangsteil 2c angeordnet. Das Drehrohr 1 selbst weist eine bekannte Lagerung 8 mit einem Laufring 8a und gehäusefesten Laufrollen 86 auf, in welchen das Drehrohr durch die Laufringe 8a geführt durch nicht gezeigte, geeignete Mittel in Rotation versetzbar ist.

Vor. den Dichtungsringelementen 3 gebildete Stirngleitdichtungen und Mantelgleitdichtungen bestehen je aus einem Ring 4 und 5, die gegeneinander über eine Ankerscheiben-Bolzen-Verbindung 19 und 20 mit Radialspiel verbunden sind. Dabei preßt der Ring 4 die in ihm enthaltenen Packungen 6 in axialer Richtung an, und der Ring 5 preßt die in ihm enthaltenen Packungen 7 und T in radialer Richtung an. Die Packungen bestehen aus einem geeigneten Material, z. B. Kohle, Graphit, Asbestmischungen und dergleichen. Die Packungen können unter Fortfall der in den Figuren dargestellten Teilstege f :h :!... Paket enthalten sein. Die gegenseitige Abdichtung der Ringe 4 und 5 erfolgt durch einen Teil T der Packungen 7.

Jedes der Dichtungsringelemente 3 weist in einer horizontalen Ebene sich gegenüberliegend Bolzen 15 auf, an welchen jeweils ein über eine Seilrolle 13 gelegter Seilzug 12 angreift, der durch Gewichte 14 belastet ist und das Gewicht der Dichtungsringelemente 3 aufnimmt, so daß eine Gewichtsbelastung des Drehrohres und damit eine einseitige Belastung der Dichtungen vermieden wird. Es besteht also ein vollkommener Gewichtsausgleich, der über die anpaßbare Größe der Gewichte 14 einstellbar ist, wobei aber eine Bewegung der Dichtungsringelemente nicht behindert wird und der Gewichtsausgleich ist auch entsprechend den bekannten Gesetzmäßigkeiten für die Aufhängung mit Gegengewichten lagenunabhängig. An

ίο den Dichtungsringelementen 3 greifen weiterhin Zuganker 18 an, die über Federn 17 gespannt sind und parallel zur Drehrohrachse verlaufen, so daß eine axiale Anpressung des Ringes 4 über den Ring 5 gewährleistet ist.

Die erfindungsgemäßen Dichtungselemente weisen durch ihren Gewichtsausgleich, ihre Anpressung gegeneinander und gegen die Gegenflächer. sowie durch ihre Bewegungsmöglichkeiten größtmöglichen Wirkungsgrad hinsichtlich der Dichtungsmöglichkeiten und geringsten Verschleiß auf.

Zur weiteren Verbesserung der Dichtungsmöglichkeiten kann die Dichtung nicht direkt gegenüber der Oberfläche des Drehrohres vorgenommen werden, sondern es können an dem Drehrohr zusätzliche Ringe angebracht sein, deren zylindrischer Teil 9 über einen konischen Teil 10 mit dem eigentlichen Drehrohr verbunden ist. Da die Wandstärke des konischen Teiles sehr viel geringer .ils des zylindrischen Teils sein kann, sind gewisse Beweglichkeiten des Ringes bzw. des

so Drehrohrs in dem Ring gegeben, so daß eine verbesserte Anpassung und eine Umfangsausdehnung des Drehrohrs ohne Beeinflussung der Dichtungsflächen möglich ist. Zwischen dem Ring 9, 10 und dem Drehrohr 1 kann eine Wärmeisolation vorgesehen sein,

j5 die Wärmebrücke des konischen Teils 10 ist dabei durch die geringe Wandstärke nur von geringer Leitfähigkeit. Der zylindrische Teil des Rings 9 kann aber nach Fortfall des konischen Teils 10 direkt über eine Wärmeisolationsschicht mit dem Drehrohr 1 verbunden sein.

Die beim Aufheizen des Drehrohres auftretenden erheblichen Längenänderungen werden aufgenommen, da sich die Dichtungsfläche bzw. die Drehrohroberfläche oder die Oberfläche des zusätzlichen Ringes 9 innerhalb der Packungen 7 verschieben können und so Kräfte im Dichtungsbereich hier nicht auftreten, die Dichtung also durch die Längenänderung des Drehrohres in ihrer Wirkung nicht beeinträchtigt wird. Diese Verschiebung ist um so einfacher möglich, da aufgrund der Rotation des Drehrohres die auftretende Reibung zur Verschiebung in axialer Richtung vernachiässigbar gering ist. Auf diese Art und Weise können die auftretenden Längenänderungen von ca. 18 mm pro Meter Rohrlänge und einer Bezugstemperatur von

Yi 1000°C gegenüber der Raumtemperatur ohne irgendwelche Schwierigkeiten aufgenommen weiden.

Die am Umfang des Drehrohrs auftretenden Längenänderungen, d. h. hier Durchmesseränderungen sind ebenfalls noch beachtlich. Sie fallen auch hinsichtlich der

Mi Umfangsdifferenzen zwischen dem eigentlichen Drehrohr und dem Zusatzrohr 9 auf, bei welchem bei einem Temperaturunterschied von ca. 200⁰C Differenzen von ca. 3 mm auftreten, die von dem konischen Teil 10 auigenommen werden müssen.

hi Die Umfangsausdehnungen des Dichtungsringelementes 3 und des Ringes 9 sind selbstverständlich nicht gleich, da zwischen diesen Teilen ein erheblicher Temperaturunterschied besteht. Durch eine geeignete

Dimensionierung der Teile des Drehrohres muß die Dichtwirkung hier optimal eingestellt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können in der Nähe des Eingangsteiles 2a und des Ausgangsteils 2c Strahlungsschirme oder abschirmende Rohrteile angebracht sein, so daß die Temperatur in diesen Bereichen von sich aus abfällt und das zusätzliche Rohr 9 mit seiner Anbringung 10 nicht mehr verwendet werden muß. Die Abdichtung kann dann z. B. auf ein an das eigentliche Drehrohr angeflanschtes Rohrstück erfolgen, wobei zwischen den Flanschen noch eine wärmedämmende Packung vorliegen kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Dichtung eines Drehrohrofens gegenüber seiner das Rohrende umgebenden ortsfesten Haube mit einer Stirngleitdichtung und einer Mantelgleitdichtung, dadurch gekennzeichnet, daß Stirngleitdichtung und Mantelgleitdichtung je aus einem Ring (4, 5) bestehen, die gegeneinander über eine Ankerscheiben-Bolzen-Verbindung (19,20) mit Radialspiel verbunden sind.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (4, 5), die nicht mit dem Drehrohr (1) mitdrehen, durch über Federn (17) vorgespannte Zuganker (18) an die sich radial erstreckenden, gehäusefesten Dichtungsflächen (16) angepreßt werden und das Gewicht der Ringe (4, 5) von über Seilrollen (13) ge'egten Seilzügen (12) aufgenommen wird, welche an zwei sich in einer horizontalen Ebene gegenüberliegenden Bolzen (15) des Dichtungsringelementes (3) angreifen.

3. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Ende des Drehrohres (1) jeweils zwei Dichtungsringelemente (3) mit entgegengesetzt wirkenden Anpreßkräften angeordnet sind, von denen je eines gegen den Brennraum (2b) und das andere gegen das Eingangsteil (2a)bzw. das Ausgangsteil (2c) wirkt.

4. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrisch zur Drehrohrachse angeordneten Umfangsichtflächen des Drehrohres (1) durch die Außenflächen von zum Drehrohr konzentrisch angeordneten Ringen (9,10) geoildet werden, die gegenüber dem Drehrohr (1) wärmeisoliert und mit diesem gasdicht und im gewissen Grade elastisch verbunden sind.

5. Dichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring einen konischen Teil (10) aufweist, dessen Wandstärke erheblich geringer als des zylindrischen Teils (9) ist.