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Vorrichtung zum Abdichten des Ringspaltes zwischen einer sich drehenden und von Heizgasen durchströmten
Trommel und einem feststehenden Stützen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abdichten des Ringspaltes und zum Verhindern des Falschluftzutritts durch den Ringspalt zwischen einer sich drehenden und von Heizgasen od. dgl.
durchströmten Trommel, insbesondere Trocknungstrommel für Rübenschnitzel, und einem feststehenden Stutzen mittels eines den Ringspalt umschliessenden Ringraumes, dessen eine stirnseitige Begrenzungswand unter Belassung eines Spaltes zum feststehenden Gehäuse mit der umlaufenden Trommel verbunden ist, und welcher Ringraum bis auf einen freien Spalt im Bereich der umlaufenden Stirnwand in zwei konzentrische Ringkanäle unterteilt ist, von denen der innere über eine Ausströmöffnung mit der Saugseite eines Gebläses verbunden ist.
Es ist bekannt, dass man für Trocknungsvorgänge rotierende Trommeln benutzt, durch welche die Heizgase od. dgl. geleitet werden. Letztere werden in Feuerungen erzeugt, die den rotierenden Trommeln vorgeschaltet sind. An der Verbindungsstelle zwischen der Trommel und der Feuerung sowie an der Übergangsstelle zwischen dem Heizungsaustritt der Trommel und der nachfolgenden Anordnung ist stets ein Luftspalt vorhanden, durch welchen Falschluft in die Trommel bzw. in die nachgeschalteten Anordnungen einströmt, deren Menge abhängig ist von dem Unterdruck, welcher in der Trommel herrscht. Je nach Grösse der Falschluftmenge, welche auf der Eintrittsseite der Heizgase in die Trommel gelangt, wird der thermische Wirkungsgrad mehr oder weniger verschlechtert.
Der thermische Wirkungsgrad einer Feuerungseinrichtung ist im wesentlichen davon abhängig, mit welchem Luftfaktor der Brennstoff zur Verbrennung kommt. Sein Wert errechnet sich gemäss der folgenden Beziehungen :
EMI1.1
Hierin bedeuten : ! ! th = Thermischer Wirkungsgrad t = Abgastemperatur
Vo = Theoretische Rauchgasabmenge c = Spezifische Wärme der Rauchgase
Hu = Unterer Heizwert des Brennstoffes n = Luftfaktor, wenn grösser als 1
Lo = Theoretischer Luftbedarf Bei Erhöhung der Luftmenge über den obengenannten Wert Lo hinaus wird eine Verschlechterung
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des thermischen Wirkungsgrades eintreten, da der Abgasverlust ansteigt. Dabei ist es gleichgültig, ob die Zufuhr der Luft mit dem Brennstoff gemeinsam erfolgt oder aber in Form von Falschluft der Anordnung vor Beginn des Wärmeprozesses zugeführt wird.
Der Zutritt von Falschluft ist demgemäss unerwünscht, wenn nicht für das Verfahren eine in Grenzen gehaltene, genau einstellbare Menge zugegeben werden soll.
Bekanntlich bereitet es erhebliche Schwierigkeiten, rotierende Teile gegenüber feststehenden Teilen abzudichten, wenn die Temperaturen im Bereich der abzudichtenden Stelle hoch sind, wie es bei Heizbzw. Trocknungstrommeln der Fall ist.
Zur teilweisen Lösung dieses Problemes ist es bekannt, den den Ringspalt umschliessenden Ringraum an ein Gebläse anzuschliessen, das in diesem Ringraum einen Unterdruck erzeugt und dadurch den Zutritt von Aussenluft durch den Ringspalt in das Trommelinnere verhindert. Hiebei hat man die Anordnung auch schon so getroffen, dass die eine Stirnwand des Ringraumes unter Belassung eines Spaltes zum feststehenden Gehäuse mit der einlaufenden Ofentrommel verbunden ist, während der Ringraum selber bis auf einen feinen Spalt im Bereich der umlaufenden Stirnwand in zwei konzentrische Ringkanäle unterteilt ist. Von diesem ist das Innere über eine Ausströmöffnung mit der Saugseite des Gebläses verbunden, während der äussere mit der Atmosphäre verbunden steht.
Die Druckseite des Gebläses führt zu der Trommel und dient zur Zuführung der Frischluft.
Bei dieser bekannten Anordnung wird die gesamte Frischluft, welche der Trommel zugeführt wird, durch den Ringspalt angesaugt. Die Luftströmung in diesem Spalt ist damit weitgehend durch den jeweiligen Frischluftbedarf der Trommel bestimmt. Je nach den Druckverhältnissen im Ringspalt und im Trommelinneren kann bei dieser Anordnung entweder Falschluft aus dem Ringspalt direkt in die Trommel eintreten oder es gelangen bei entsprechendem Überdruck in der Trommel Heizgase in den Frischluftstrom. In keinem Fall lassen sich der Druck und die Strömung in dem Ringraum unabhängig vom Frischluftbedarf der Trommel einstellen. Weiterhin kann in dem Ringraum nur ein Unterdruck erzeugt werden. Wenn im Trommelinneren ein Überdruck herrscht, ist ein ausreichender Abschluss des Ringspaltes nicht mehr gewährleistet.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die eingangs näher bezeichnete Vorrichtung so weiter zu bilden, dass unter allen Betriebsverhälmissen eine ausreichende Abdichtung des Ringspaltes gegeben ist, ohne dass Schwierigkeiten durch Abhängigkeit vom Frischluftbedarf der Trommel auftreten, und dass zusätzlich über den Ringspalt eine regelbare Zuführung von Falschluft bedarfsweise ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der äussere Ringkanal über eine Einström- öffnung mit der Druckseite des Gebläses verbunden ist und dass in den Leitungen zwischen dem Gebläse und den Ringkanälen einstellbare Drosselorgane vorgesehen sind.
Dadurch, dass beide konzentrische Ringspalte in Reihe mit dem Gebläse angeordnet sind, ergibt sich ein von der Atmosphäre abschliessender Kreislauf für die Sperrluft, der von dem eigentlichen Frischluft- speisekreis für die Trommel unabhängig steuerbar ist, um den jeweiligen Verhältnissen, insbesondere dem Druck im Trommelinneren, Rechnung zu tragen. Damit lässt sich ein praktisch hermetischer Abschluss des Ringspaltes erzielen. Auf Grund der in den Leitungsabschnitten zwischen Gebläse und den beiden Ringspalten angeordneten Drosselorgane lässt sich der jeweils erforderliche Druck- und Strömungszustand im Ringraum leicht und genau einstellen.
Es lässt sich nicht nur bedarfsweise ein gewünschter Unterdruck, sondern auch ein Überdruck im Ringraum einstellen und zusätzlich auch gewünschtenfalls eine Sperrung des Trommelinneren mit Falschluft in einstellbaren Mengen. Dies ist beispielsweise erwünscht, wenn sehr hohe Temperaturen im Trommelinneren herrschen und ein Winkelring der Trommel im Bereich des Ringspaltes gekühlt werden muss.
Vorteilhafterweise ist das Gebläse mit einer zusätzlichen Saugleitung mit Drosselorgan verbunden, die ins Freie oder zu einer Abgasleitung oder einem Abgassammelbehälter führt. Es hat sich auch als zweckmässig erwiesen, wenn das Gebläse zusätzlich oder alternativ dazu druckseitig mit einer in das Freie mündenden Ausströmleitung mit Drosselorgan verbunden ist. Hiedurch lässt sich die Vielfalt der einstellbaren Verhältnisse im Ringspalt noch erweitern. So kann also hiebei nicht nur Frischluft, sondern auch heisse Abgase als strömendes Sperrmedium im Ringspalt benutzt werden, die man grösstenteils in die Trommel einströmen lässt, um den thermischen Wirkungsgrad zu beeinflussen.
Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Form wieder.
Die Figur zeigt einen schematischen Teilschnitt durch den umfänglichen Rand einer Trommel und des der Trommel benachbarten Stutzens.
In der Figur ist mit 2 die rotierende Trommel bezeichnet, welche endseitig einen Winkelring 22 aufweist. In axialer Verlängerung der Trommel 2 befindet sich der feststehende Stutzen 3, welcher
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mit der Feuerung oder der Vorrichtung zur Heisslufterzeugung in Verbindung steht. Zwischen dem Stutzen 3 und der rotierenden Trommel 2 befindet sich ein Ringspalt 1, zu dessen Abdichtung die erfindungsgemäss ausgebildete Vorrichtung dient.
Die Heizgase strömen von dem Stutzen 3 in die Trommel 2, wobei im Inneren des Systems ein Unterdruck erzeugt wird, welcher dazu führt, dass die ausserhalb der Trommel und des Stutzens befindliche Luft als Falschluft durch den Spalt 1 in die Trommel einzutreten sucht.
Gemäss der Erfindung ist der Spalt 1 von einem Gehäuse 4 umgeben, welches einen Ringraum einschliesst und fest auf dem Stutzen 3 montiert ist. Der vom Gehäuse umschlossene Ringraum ist durch die Zwischenwandung 23 in zwei Ringkanäle 24. 25 unterteilt, die über einen freien Spalt 17 in offener Verbindung miteinander stehen. Dietrommelseitige Stirnwand des Ringraumes ist von einer Scheibe 5 gebildet, die sich über Winkel 26 auf der Trommel 2 abstützt.
Zwischen dem Gehäuse 4 und der Scheibe 5 verbleibt ein Ringspalt 16, dessen Weite durch einen Schieber 6 veränderlich einstellbar ist.
Der innere Ringkanal 25 der Vorrichtung ist über eine Ausströmöffnung und eine Saugleitung 7 mit einem darin befindlichen Drosselorgan 18 mit der Saugseite 9 eines Gebläses 10 verbunden, dessen Druckseite 11 über eine Druckleitung 13 mit zugehörigem Drosselorgan 21 zu einer Einströmöffnung des Aussenringraumes 24 führt. Ausserdem ist die Saugseite 9 des Gebläses 10 mit einer Saugleitung 8 verbunden, in der sich wieder ein Drosselorgan 19 befindet. Die Saugleitung 8 ist wahlweise mit einem in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Eintrittsstutzen, über den Luft aus der
Atmosphäre angesaugt werden kann, oder aber mit einer Abgasleitung oder einem Abgassammelbehälter zu verbinden.
Auf der Druckseite des Gebläses ist die Leitung 11 ausser mit der Zuleitung 13 zu dem oberen Ringraum 24 mit einer weiteren ins Freie mündenden Ausströmleitung 12 verbunden, in der ein Drosselorgan 20 angeordnet ist.
Beim Betrieb des Gebläses 10 wird bei geöffneten Drosselorganen 18, 21 in dem oberen Ringkanal 24 gegenüber der äusseren Atmosphäre ein Überdruck erzeugt, dessen Höhe mit Hilfe der Drosselklappe 21 und der Drosselklappe 20 einstellbar ist. Unterhalb des Spaltes 17 im Gehäuse 4 bildet sich ein Unterdruck aus, dessen Höhe sich durch Betätigung der Drosselklappe 18 und der Drosselklappe 19 beliebig einstellen lässt. Wird der Unterdruck im Bereich unterhalb des Spaltes 17, d. h. im inneren Ringkanal 25, so eingestellt, dass er dem Unterdruck in der Trommel 2 entspricht, dann ist der Spalt 1 abgedichtet.
Soll eine Kühlung des Winkelringes 22 durch Zuführung von Falschluft in Richtung des Pfeiles 15 durch den Spalt in die Trommel 2 erfolgen, so ist die Drosselklappe 19 bei Verbindung der Saugleitung 8 mit dem ins Freie mündenden Ansaugstutzen entsprechend der gewünschten Luftmenge, welche zugeführt werden soll, zu öffnen und die Drosselklappe 18 in der Saugleitung 7 zu schliessen oder in eine geringere Offenstellung zu überführen.
Soll der Kreislauf durch die Dichtvorrichtung unterbrochen werden und dennoch eine Abdichtung erfolgen, so werden die Drosselklappen 19 und 21 geschlossen, während die Drosselklappen 18 und 20 geöffnet werden. Bei diesem Betriebszustand kann mit Hilfe des beweglichen Schiebers 6 der Spalt 16 auf ein solches Mass eingestellt werden, dass der Dichteffekt erreicht wird und die durch den Spalt 16 angesaugte Luft durch die Ausströmleitung 12 wieder ins Freie befördert wird.
Wird die Saugleitung 8 mit einer Abgasleitung oder einem Abgassammelbehälter verbunden, so kann bei entsprechender Einstellung der Drosselorgane 20 und 18 durch Überführung in die Schliessstellung und bei gleichzeitiger Öffnung des Drosselorgans 21 in der Leitung 13 der Trommel 2 durch den Spalt 1 das durch die Ansaugleitung 8 zugeförderte Abgas zugeführt werden. Die Drosselklappe 18 in der Saugleitung 7 wird jeweils so weit geöffnet, dass ein Ausblasen des Abgases durch den Spalt 16 nicht auftritt.
Ausden obigen Ausführungen ist erkennbar, dass sich die Sperrzone im Bereich des Spaltes 17 sehr feinfühlig durch die Einstellung der Drosselorganeregulieren lässt, und dass darüber hinaus eine Zuführung von Falschluft oder von Abgasen in die Trommel 2 in beliebigen Grenzen vorgenommen werden kann, so dass die Abdichteinrichtung ohne Schwierigkeiten allen vorkommenden Betriebsverhältnissen in einfacher Weise angepasst werden kann.
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