CH684750A5

CH684750A5 - Cellular-wheel sluice with a sealing arrangement between the cellular-wheel side flange and the associated bearing cover

Info

Publication number: CH684750A5
Application number: CH58694A
Authority: CH
Inventors: Walter Beirle
Original assignee: Waeschle Maschf Gmbh
Priority date: 1991-04-26
Filing date: 1991-07-03
Publication date: 1994-12-15

Abstract

In a cellular-wheel sluice, a low wear sealing arrangement between the side flanges of its cellular wheel and the respective bearing covers of its housing can be produced in that a filling ring (7c) made of deformable sealing material is arranged so as to float between each bearing cover (5b) and the respective side flange (4b) and is loaded in the axial direction by a spring-loaded metal profile ring (8e). <IMAGE>

Description

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Beschreibung description

Die Erfindung betrifft eine Zellenradschleuse der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art. The invention relates to a rotary valve of the type specified in the preamble of claim 1.

Als Dichtungsanordnung zwischen jeder Seitenscheibe und dem zugehörigen Lagerdeckel des Gehäuses ist ein von der Lagerdeckelseite her gegen die diesem Lagerdeckel zugewandte Stirnfläche der betreffenden Seitenscheibe elastisch angedrückter Gleitring bekannt. Allerdings ist der Gleitring einem unvermeidbaren Verschleiss unterworfen, der um so höher ist, je stärker der Gleitring gegen die Stirnfläche der Seitenscheibe angepresst wird. Der notwendige Anpressdruck muss um so höher sein, je grösser die Druckdifferenz zwischen der Einlaufund der Auslaufseite der Schleuse ist. Des weiteren ist es schwierig, mit einem derartigen Gleitring einen - in Strömungsrichtung gesehen - langen Dichtspalt zu verwirklichen, was an sich wünschenswert wäre, da die Dichtwirkung um so besser ist, je länger (und je enger) der Dichtspalt ist. Einer entsprechenden Verbreiterung des Gleitringes steht aber entgegen, dass die Gefahr einer un-gleichmässigen Abnützung mit wachsender Breite des Gleitringes grösser wird. A sealing arrangement between each side window and the associated bearing cover of the housing is a slide ring that is elastically pressed from the side of the bearing cover against the end face of the relevant side window facing this bearing cover. However, the slide ring is subject to unavoidable wear, the higher the more the slide ring is pressed against the end face of the side window. The greater the pressure difference between the inlet and outlet sides of the lock, the higher the contact pressure required. Furthermore, it is difficult to achieve a long sealing gap, as seen in the direction of flow, with such a sliding ring, which would be desirable in itself, since the longer (and the narrower) the sealing gap, the better the sealing effect. A corresponding widening of the slide ring stands in contrast to the fact that the risk of non-uniform wear increases with the width of the slide ring.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zellenradschleuse der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art mit einer verbesserten Dichtungsanordnung zu schaffen, die nur geringem Verschleiss unterliegt. Diese Aufgabe ist erfindungs-gemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. The invention has for its object to provide a rotary valve of the type specified in the preamble of claim 1 with an improved sealing arrangement, which is subject to little wear. This object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of patent claim 1.

Durch den im Rahmen dieser Lösung vorgeschlagenen, zu der Achse des Zellenrades koaxialen Metallring auf der dem benachbarten Lagerdeckel zugewandten Stirnfläche jeder Seitenscheibe des Zellenrades wird ein langer Strömungsweg geschaffen. In diesem Strömungsweg ist nun der Füllring angeordnet, der gegenüber dem Metallring stillsteht und nur geringe axiale Andruckkräfte erfordert, die mittels der Federanordnung erzeugt werden. Der Füllring ist daher weitgehend kräftefrei und deshalb nur geringem Verschleiss unterworfen. Der verbleibende Dichtspalt kann sehr klein gemacht werden. Es genügt eine Spaltweite, die gleich der thermischen Dehnung (also Durchmesservergrösserung) der Zel-lenradseitenscheiben bei der höchsten vorkommenden Betriebstemperatur ist, zuzüglich der üblichen Toleranzen zum Ausgleich von Unrundheiten. Die erzielte Dichtwirkung ist wegen des engen Dichtspaltes und der grossen Spaltlänge sehr gut. Gleichzeitig entfallen alle Nachteile der bisherigen Dichtungsanordnungen, nämlich hoher Verschleiss, Erwärmung und damit Dehnung der Zellenradseiten-scheiben schon aufgrund der Reibung zwischen diesen und der Dichtungsanordnung, sowie hoher Steuerungsaufwand zur Einstellung der Anpresskraft der Dichtungsanordnung. A long flow path is created by the metal ring, which is proposed in the context of this solution and coaxial to the axis of the cellular wheel, on the end face of each side disk of the cellular wheel facing the adjacent bearing cover. The filling ring is now arranged in this flow path, which is stationary with respect to the metal ring and requires only slight axial pressure forces which are generated by means of the spring arrangement. The filler ring is therefore largely free of force and therefore only subjected to slight wear. The remaining sealing gap can be made very small. A gap width that is equal to the thermal expansion (i.e. diameter increase) of the cellular wheel side disks at the highest operating temperature occurring is sufficient, plus the usual tolerances to compensate for out-of-roundness. The sealing effect achieved is very good because of the narrow sealing gap and the large gap length. At the same time, all disadvantages of the previous sealing arrangements, namely high wear, heating and thus expansion of the cellular wheel side disks, are eliminated due to the friction between them and the sealing arrangement, as well as high control expenditure for adjusting the contact pressure of the sealing arrangement.

Eine Weiterbildung der Zellenradschleuse ist in dem Anspruch 2 angegeben. A further development of the cellular wheel sluice is specified in claim 2.

In der Zeichnung ist eine Zellenradschleuse nach der Erfindung in einer beispielhaft gewählten Ausführungsform vereinfacht dargestellt. Es zeigt: In the drawing, a rotary valve according to the invention is shown in simplified form in an exemplary embodiment selected. It shows:

Fig. 1 die Zellenradschleuse im Längsschnitt, und Fig. 1 the rotary valve in longitudinal section, and

Fig. 2 den die Dichtungsanordnung wiedergebenden Bereich II in Fig. 1 in vergrössertem Massstab. Fig. 2 shows the sealing arrangement area II in Fig. 1 on an enlarged scale.

Die Zellenradschleuse üblicher Bauart besteht aus einem Gehäuse 1, das oberseitig einen Schüttguteinlauf 1a und unterseitig einen Schüttgutauslauf 1b hat. Zwischen der Einlauf- und der Auslaufseite kann eine Druckdifferenz in der Grössenordnung von z.B. einigen Bar (Hektopascal) bestehen. Das in einer zylindrischen Bohrung des Gehäuses 1 angeordnete Zellenrad umfasst im wesentlichen eine Welle 2, eine Anzahl (z.B. 12) Zellenradstege 3 sowie Seitenscheiben 4a und 4b. Die Welle 2 ist in seitlichen Lagerdeckeln 5a und 5b des Gehäuses 1 gelagert. Zwischen jedem Lagerdeckel 5a bzw. 5b und der gleichseitigen Seitenscheibe 4a bzw. 4b ist eine Dichtungsanordnung vorgesehen, die eine Leckgasströmung von der Einlauf- zur Auslaufseite (oder umgekehrt) der Schleuse vermeidet. The cellular wheel sluice of conventional design consists of a housing 1 which has a bulk material inlet 1a on the top and a bulk material outlet 1b on the underside. A pressure difference of the order of e.g. some bars (hectopascals). The cellular wheel arranged in a cylindrical bore of the housing 1 essentially comprises a shaft 2, a number (e.g. 12) cellular wheel webs 3 and side disks 4a and 4b. The shaft 2 is mounted in side bearing caps 5a and 5b of the housing 1. Between each bearing cover 5a or 5b and the equilateral side window 4a or 4b, a sealing arrangement is provided which avoids leakage gas flow from the inlet to the outlet side (or vice versa) of the lock.

Wesentliches Merkmal der Dichtungsanordnung nach Fig. 2 ist die in bezug auf das Gehäuse 1 und die entsprechenden Lagerdeckel schwimmende Anordnung des Füllrings, der einer Durchbiegung der Zellenradwelle infolge hoher Druckdifferenz zwischen der Einlauf- und der Auslaufseite der Schleuse und anderen, in gleicher Weise wirkenden Einflüssen zu folgen vermag, ohne dass hierdurch zusätzliche, verschleissfördernde (Zwangs-) Kräfte entstehen. The essential feature of the sealing arrangement according to FIG. 2 is the floating arrangement of the filler ring with respect to the housing 1 and the corresponding bearing cover, which prevents the cellular wheel shaft from deflecting as a result of the high pressure difference between the inlet and outlet sides of the lock and other influences acting in the same way can follow without creating additional, wear-promoting (constraining) forces.

Bei der in Fig. 2 veranschaulichten Dichtungsanordnung trägt die Seitenscheibe 4b einen aufge-schweissten Metallring 6c, der am Aussenumfang der Seitenscheibe 4b angebracht ist. Zwischen der äusseren Mantelfläche des Metallrings 6c und der zylindrischen Innenwand 1c des Gehäuses 1 verbleibt ein Dichtspalt s. Der Lagerdeckel 5b ist um-fangsmässig auf einen Durchmesser ausgedreht, der grösser als der Durchmesser des zylindrischen Innenraumes des Gehäuses 1 ist. Auf diese Weise ist eine in einer Radialebene liegende Ringfläche 1d geschaffen, gegen die ein Füllring 7c anliegt, der hier als aus zwei Lagen bestehend dargestellt ist. Wesentlich ist, dass der Füllring 7c aus einem elastisch oder plastisch verformbaren Dichtungsmaterial besteht. Als besonders geeignet haben sich Dichtungsmaterialien erwiesen, die für Stopfbüchsenpackungen verwendet werden. Der Füllring 7c wird in axialer Richtung durch einen Metallprofilring 8e belastet, auf den rückseitig Schraubendruckfedern 8d wirken, die sich gegen den hierzu mit Aufnahmebohrungen versehenen Lagerdeckel 5b abstützen. Der Metallprofilring 8e drückt jedoch nicht nur in axialer Richtung auf den Füllring 7c sondern umschliesst diesen auch über den grössten Teil seiner äusseren Mantelfläche. Der Metallprofilring 8e hat hierzu innenseitig eine Durchmesserstufe, in der der Füllring 7c formschlüssig aufgenommen ist. Der Füllring 7c kann sich daher unter dem axialen Druck des Metallprofilrings 8e nahezu ausschliesslich nur in Richtung des Metallringes 6c radial verformen. Je nach dem gewählten Dichtungsmaterial kann diese Verformung elastisch oder plastisch sein. Infolge der Verformung verschwindet an dieser Stelle der Spalt s. Da der Metallprofilring 8e In the sealing arrangement illustrated in FIG. 2, the side window 4b carries a welded-on metal ring 6c, which is attached to the outer circumference of the side window 4b. A sealing gap s remains between the outer lateral surface of the metal ring 6c and the cylindrical inner wall 1c of the housing 1. The bearing cover 5b is circumferentially turned out to a diameter that is larger than the diameter of the cylindrical interior of the housing 1. In this way, an annular surface 1d lying in a radial plane is created, against which a filling ring 7c bears, which is shown here as consisting of two layers. It is essential that the filling ring 7c consists of an elastically or plastically deformable sealing material. Sealing materials that have been used for gland packings have proven to be particularly suitable. The filler ring 7c is loaded in the axial direction by a metal profile ring 8e, on the back of which helical compression springs 8d act, which are supported against the bearing cover 5b provided with receiving bores for this purpose. However, the metal profile ring 8e not only presses in the axial direction on the filling ring 7c but also surrounds it over most of its outer surface area. For this purpose, the metal profile ring 8e has a diameter step on the inside in which the filling ring 7c is received in a form-fitting manner. The filling ring 7c can therefore deform almost exclusively under the axial pressure of the metal profile ring 8e only in the direction of the metal ring 6c. Depending on the sealing material selected, this deformation can be elastic or plastic. As a result of the deformation, the gap s disappears at this point. Since the metal profile ring 8e

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und der Füllring 7c eine schwimmende Dichtungsanordnung bilden, vermag diese den unvermeidlichen, auf die geschilderten Ursachen zurückgehenden, radialen Verlagerungen des Metallringes 6c zu folgen, so dass unerwünscht hohe Reibkräfte zwischen der inneren Umfangsfläche des Füllrings 7c und der äusseren Mantelfläche des Metallrings 6c vermieden werden. and the filler ring 7c form a floating sealing arrangement, this can follow the inevitable radial displacements of the metal ring 6c due to the causes described, so that undesirably high frictional forces between the inner circumferential surface of the filler ring 7c and the outer circumferential surface of the metal ring 6c are avoided.

Claims

1. rotary valve, consisting of a housing (1), in whose cylindrical interior (1c) a cellular wheel with side plates (4a, 4b) is arranged, a sealing arrangement being provided between each side plate and an associated bearing cover (5a, 5b) of the housing characterized in that each side disc (4b) is provided on its circumference with a metal ring (6c) coaxial with the axis of the cellular wheel (2, 3, 4a, 4b) and facing the adjacent bearing cover (5b), the outer circumferential surface of which the wall (1c) of the cylindrical interior of the housing (1) is spaced apart by the width of a sealing gap (s) such that the cylindrical interior (1c) in the area of the outer circumferential surface of the metal ring (6c) is formed by a diameter increase in A ring surface (1d) lying on a radial plane has a filling ring (7c) made of an elastically or plastically deformable sealing material against this ring surface, and that a spring loaded The metal profile ring (8e) loads the filling ring (7c) axially in the direction of the ring surface (1d) and at least partially surrounds it on its outer lateral surface.

2. rotary valve according to claim 1, characterized in that the sealing material is a stuffing box sealing material.

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