CN111351345A - 回转炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种回转炉，其具有能转动地支承的转筒、马达驱动器、支承装置、材料入口以及材料出口，其中转筒内部空间具有工艺室，所述工艺室的内部气氛与外部气氛分开。根据本发明提出：工艺室借助于第一密封件相对于压力室密封并且压力室借助于第二密封件相对于外部气氛密封，并且能够借助于挤压设备对第一密封件施加第一挤压力并且能够对第二密封件施加第二挤压力，第一挤压力能够独立于第二挤压力设定并且在运行中压力室的内压高于工艺室的内压。

Description

回转炉

技术领域

本发明涉及一种回转炉，其具有能转动地支承的转筒、马达驱动器、支承装置、材料入口以及材料出口，其中转筒内部空间具有工艺室，所述工艺室的内部气氛与外部气氛分开。

背景技术

回转炉用于对散装货物或件货进行连续热处理。在在此进行的物理或化学工艺中会释放气体和/或粉尘颗粒，所述气体和/或粉尘颗粒不应以不受控制的方式离开回转炉内部中的工艺室。在此，一方面，会期望将所得的气体/粉尘输送给其他的处理步骤。另一方面，气体/粉尘会对环境有害并且必须以受控的方式清除。最后，二次空气相反地进入工艺室中也会是不期望的或危险的。

已知用于回转炉的密封件，所述密封件用于将回转炉的转筒内部空间相对于气氛密封。已知的密封件例如构成为滑动密封件，其中在简单的实施方案中，转动的转筒的一部分伸入到稍大的固定的筒中。在两个筒之间，将滑动密封件固定在较大的筒处并与较大的固定的筒处于滑动接触。可选地，密封环也能够与固定的筒连接并在转筒上滑动。

上述实施方案的缺点是：难以实现气体和/或粉尘密封并且较长时间可靠地保持。借助所提到的构型也难以补偿在运行中出现的变化，即例如转筒在温度波动情况下的长度变化，在运行期间形成的角度误差或磨损。

发明内容

本发明的目的是：提出在开始提到的类型的回转炉，所述回转炉的工艺室相对于外部气氛可靠地密封。

所述目的通过具有独立权利要求的特征的回转炉来实现。本发明的其他的设计方案在从属权利要求中说明。

根据本发明的回转炉具有能转动地支承的转筒、马达驱动器、支承装置、材料入口以及材料出口，其中转筒内部空间具有工艺室，所述工艺室的内部气氛与外部气氛分开。

根据本发明，工艺室借助于第一密封件相对于压力室密封并且压力室借助于第二密封件相对于外部气氛密封。能够借助于挤压设备对第一密封件加载第一挤压力并且能够对第二密封件加载第二挤压力。第一挤压力能够独立于第二挤压力设定。在运行中压力室的内压高于工艺室的内压。

因此，根据本发明设有两个经由压力室彼此连接的密封件，对所述密封件能够分别彼此独立地施加不同的挤压力。这实现对每个密封件单独地地设定挤压力，使得对每个密封件单独地跟踪可能出现的磨损或其他变化，进而随时可实现最佳的密封性。同时，在第一密封件和第二密封件之间存在可施加压力的压力室，所述第一密封件提供工艺室相对于压力室的密封，所述第二密封件相对于外部气氛密封压力室。如果第一密封件完全或部分地失去其密封作用，那么首先压力室的内含物会到达工艺室中。如果现在用相应的气体填充压力室，一方面能够避免不利地影响在压力室中进行的过程并且另一方面能够避免气体和/或粉尘排泄到气氛中或回转炉的直接周围环境中，其中所述气体对于工艺室和在其中进行的物理和/或化学工艺是安全的。

在本发明的后续改进中提出：压力室具有补偿元件。补偿元件例如能够包括适合的气密的材料或适合的薄膜，所述材料或薄膜具有所需要的气密性并且同时适合于在运行中所存在的条件。此外，该补偿元件能够具有适合的机械柔性，以便跟踪压力和体积波动。该补偿元件也能够设计成，使得其能够跟踪几何变化。借助这种补偿元件因此也能够在压力室发生空间/几何变化的情况下获得气密性。这具有的特别的优点是：要施加到密封件上的挤压力会显得更小。

有利地能够提出：压力室至少部分地通过补偿元件限界。因此，补偿元件能够以简单的方式接受/补偿压力室的体积变化和/或压力室限界部的空间/几何变化。

另一优点在于：能够将压力室尺寸确定成，使得其设计用于：吸收粉尘颗粒、即例如密封件磨削或还有冷凝物，并且例如一定程度上暂存直至维护间隔期。

尤其优选的是，当补偿元件将第一密封件和第二密封件压力密封地彼此连接。因此，如果第一密封件相对于第二密封件的方位变化，那么补偿元件能够接收该方位变化。在第一密封件和/或第二密封件几何膨胀变化的情况下，补偿元件也能够接收压力室的由此产生的变化。

在本发明的具体的设计方案中提出：第一密封件和第二密封件关于材料、挤压力、调节范围和/或几何设置方面彼此不同。因此，相应的密封件关于其功能能够进行优化。例如，第一密封件因为其相对于工艺室密封压力室而能够在热学和/或化学负荷方面更强地优化，而相对于外部气氛密封压力室的第二密封件关于气密性更强地优化。

在本发明的改进的实施方式中提出：压力室的内压高于外部气氛的压力。这示出了另一安全措施，因为在第二密封件完全或部分不密封的情况下到达外部的气体在正常情况下也是处于压力室中的气体。如果相应地选择该气体，那么在这种情况下不存在对于外部气氛的危险。

具体地，在实施方式中提出：压力室能够用阻断气体填充。一方面，阻断气体能够选择成，使得在阻断气体进入到工艺室中时不会发生与处于那里的气体进行不利的反应。相反，如果在一种或多种工艺气体进入到压力室中时也不应发生这种有害反应。另一方面，阻断气体能够并且应当力求：在阻断气体流出到气氛中时不会预期到任何负面作用。

此外，能够将阻断气体选择成，使得在可预期的工艺气体中，如果其尽管在压力室中存在实际上相对于工艺室较高的压力仍逆着预期进入到压力室中，那么与存在于那里的阻断气体发生反应，所述反应使进入容易被识别。例如，能够通过进入得到色彩变化、压力变化、导电性变化等。这能够被检测并且能够采取相应的措施。

在本发明的另一设计方案中提出：压力室中的压力和/或第一挤压力和/或第二挤压力能够连续地或按需控制地借助于控制装置来设定。压力例如能够经由与压力室固定连接的或者可按需连接的压力室管道来控制和/或调节于特定的水平。在此，例如对于维持特定压力所需的体积流能够用作为第一和第二密封件的密封性的度量。个体地改变第一和/或第二挤压力例如能够以对特定运行持续时间进而特定的假设的磨损度做出反应。替换地或附加地，例如也能够对相应的密封件的所研究的密封性做出反应按需控制地进行设定。

在本发明的具体的设计方案中提出：第一密封件以第一密封面并且第二密封件以第二密封面分别贴靠随转筒共同运动的滑动面。在滚筒的两个滑动面之间相应地构成压力室。尤其优选的是：在该关联中补偿元件将第一密封件和第二密封件格外气密地彼此连接。在补偿元件能够接收压力室的压力或体积波动之后，必须仅将挤压力测量成，使得密封面和滑动面之间的连接是气密的，其中所述挤压力将第一密封面与滑动面连接并且将第二密封面与滑动面连接。不必须补偿密封件本身中的额外的方位变化。特别地，取消在槽中引导密封件——即例如密封绳——并且造成密封材料本身和槽的内壁部之间的气密性的必要性。尤其在密封材料和槽的内壁之间运动的情况下，仅通过运用更高的挤压力确保气密性。这相应的引起更高的摩擦和随之产生的缺点，如更高的磨损、大的制动作用和更高的能量耗费。

这样构成的压力室的另一优点在于，例如在没有结构改变的情况下借助补偿元件能够补偿滑动面中的不平衡或滑动面相对于原本的转动轴线的倾斜。

在存在补偿元件的情况下也能够将第一和/或第二密封件设计和构成为，使得它们分别仅借助一个密封面密封。这具有的优点是：能够优化密封件和滑动面之间的摩擦并且摩擦尤其变小，当密封件与多个密封面贴靠与转筒共同运动的滑动面或贴靠相对于转筒静止的相对密封面时。

在该关联中于是也能够提出：挤压设备设计用于独立地施加第一挤压力和第二挤压力，所述第一挤压力和第二挤压力将第一密封面和/或第二密封面朝滑动面挤压。

在具体的设计方案中提出：挤压设备设计用于通过第一密封件和/或第二密封件的弹性预紧、通过第一密封件和/或第二密封件的弹簧预紧、第一密封件和/或第二密封件的重力施加、通过将气动和/或液压挤压力施加到第一密封件和/或第二密封件上来施加第一挤压力和/或第二挤压力。根据对于整个回转炉必须满足的另外的要求并且根据在工艺室中处理的物品和与其关联的热学、化学等负荷，能够施加适当的力。

作为本发明的后续改进能够提出：第一密封件和/或第二密封件具有迷宫装置。借助迷宫装置尤其在相对于工艺室密封压力室的第一密封件中例如防止密封件的磨削进入到工艺室中。

在本发明的有利的后续改进中提出：能够监控对于第一和/或第二密封件的密封性相关的参数、即例如压力室的压力、温度和/或阻断气体组分。

特别地，能够为压力室设有用于监控压力、温度和/或阻断气体组分的传感器。传感器能够处于压力室本身中或者与压力室处于适当的有效连接。借助检测所提出的参数，主要能够监控密封性或必须针对足够密封性所存在的条件，并且对所研究的参数做出反应执行在挤压设备处关于第一和/或第二挤压力的设定。替换地或附加地，例如也能够对改变的阻断气体组分或过高或过低的温度做出反应执行对在工艺室中运行的处理工艺的控制的干预。

附图说明

下面，根据附图详细阐述本发明的实施例。在所述附图中示出：

图1示出根据本发明的回转炉的第一实施方式的示意侧视图；

图2示出图1的回转炉的流入头区域的示意部分剖视图；

图3示出图2的实施方式的第一替换方案；

图4示出图2的实施方式的第二替换方案；

图5示出图1的回转炉的流入头区域的另一示意部分剖视图；和

图6示出根据本发明的回转炉的第二实施方式的示意剖视图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的回转炉10的第一实施方式的示意侧视图。回转炉10在图1中示出的实施方式针对例如直至1200℃的工艺室温度设计并且具有沿着轴线A延伸的且围绕该轴线A可转动的转筒12，所述转筒根据其使用目的例如能够由耐热钢构成。轴线A同时也说明如下方向，要处理的物品沿着所述方向迁移穿过转筒12，在图1中从左向右。转筒12在图1中示出的实施例中在流入口侧和在流出口侧分别借助支承装置14、16支承。在此，如这在回转炉中常见的那样，支承件构成为固定支承件，即转筒12和固定支承件之间沿着轴线A的相对运动不可行。另一支承件构成为活动支承件，以便实现转筒12沿着轴线A的纵向扩展或缩短。在图1中示出的实例中，流入口侧的支承件14形成活动支承件并且流出口侧的支承件16形成固定支承件。

为了借助支承件14、16支承转筒12，将滚动环15、17安置在滚筒12处，所述滚动环在支承件14、16上运转进而支承转筒12。在图1中示出的实施例中，为固定支承件16设有引导装置19。

转筒12的纵向和旋转轴线A在图1中示出的实施例中相对于水平线倾斜倾角α，使得在转筒12中运动的材料从流入侧18迁移到流出侧20。倾角α能够经由驱动器21调节。

转筒12借助于驱动器22驱动进而旋转。为了相应的驱动力矩作用于转筒12上，根据尺寸设计例如能够设有齿圈-小齿轮组合或链条驱动器或三角皮带驱动器。

分别将多重密封件100、101设置在流入侧18处和流出侧20处，所述多重密封件的构造在下面的附图中详细阐述。多重密封件100相对于回转炉的环境密封转筒12的内部并且在密封系统的适当的设置的情况下能够用于全部转筒材料和其应用领域。围绕相应的多重密封件100的区域连同转筒12的相应的端部一起形成流入头32或流出头34，所述流入头或流出头相对于转动的转筒12静止。

为了交付要处理的物品，存在材料流入口24，为了提取处理过的物品存在材料流出口26。在流入头32处存在用于工艺气体的入口28并且在流出头34处存在用于工艺气体的出口30，其中根据转筒12中进行的工艺，入口和出口的分配也能够颠倒。此外，也能够仅存在一个入口或仅一个出口。

图2示出图1中虚线限定的部分作为剖视图，其中沿着竖直的剖平面的剖面沿着轴线A穿引伸展。已经参考图1描述的特征在图2中设有相同的附图标记，但是不重新描述，以便避免不必要的重复。

如从图2可得出，转筒12包围转筒内部空间36，所述转筒内部空间用作用于设置在转筒12中的工艺的工艺室38。

转筒12具有抗转动地以与外侧连接的转筒法兰38，流入头32具有与流入头32固定连接的头法兰40。在两个法兰38、40之间安置多重密封件100。多重密封件100包括与转筒法兰固定连接的滑动法兰102以及挤压法兰104，所述挤压法兰与头法兰40固定连接进而整体上是静止的。两个弹簧系统106、108与挤压法兰104连接，所述弹簧系统设置在挤压法兰104的不同半径上。弹簧系统106、108以规则的环周间距沿着挤压法兰104设置。第一内部弹簧系统106处于关于转动轴线A较小的半径上，第二外部弹簧系统108处于较大半径上。第一弹簧系统106经由第一内部挤压环110与第一密封件112抗转动连接并且第二弹簧系统108经由第二外部挤压环114与第二密封件116抗转动连接。

挤压法兰104与弹簧系统106、108以及挤压环110、114一起形成挤压系统118。

第一和第二弹簧系统106、108分别将弹簧或挤压力107、109，在图2通过箭头表示，施加到分别分配的挤压环110、114上，进而施加到分别分配的密封件112、114上并且将其朝滑动法兰102挤压。

两个弹簧系统106、108彼此独立地工作，即分别施加于密封件112、114上的力107、109能够彼此独立地设定和改变。

在内部密封件112以及内部挤压环110之间一方面和外部密封件116以及另一方面和外部挤压环114之间构成压力室121，所述压力室沿转动轴线A的方向通过滑动法兰102限界并且相反于转动轴线A的方向通过第一补偿器120限界。第一补偿器120能够为适合的气密的材料或薄膜元件，所述材料或薄膜元件具有所需的气密性，在运行中存在的条件、即例如温度、压力、化学腐蚀性等适合于该所需要的气密性，并且同时具有足够的机械柔性，以便能够跟踪可能出现的压力波动进而可能出现的体积波动。实例是涂层的织物结构、金属薄膜或类似物。

如此实现的压力室121基本上具有空心圆柱的形状。压力室121能够一方面相对于工艺室38和另一方面相对于转筒12的外部环境保持在期望的压力下。对此，设有气体接头122，所述气体接头持久地或临时地能够与气体源(未示出)连接。可引入到压力室121中的气体例如能够为阻断气体，所述阻断气体能够防止工艺气体从工艺室38过界到转筒12的环境中。

为了实现整体气密的流入头32，在压力室121旁边可设有工艺室38相对于挤压系统118本身的密封件。这在图2中示出的实施方式中借助于第二补偿器124实现。第二补偿器124将内部挤压环110与挤压法兰104连接。替换地或附加地，补偿元件(未绘出)也能够将第二外部挤压环114与挤压法兰104连接。

第一补偿器120除了压力引起的体积波动之外基本上能够补偿内部和外部的挤压环110、114之间的相对运动，而第二补偿器124主要补偿挤压法兰104和滑动法兰102之间的相对运动，所述相对运动主要由温度引起的转筒12的纵向和方位变化引起。

图3原则上示出与图2相同的片段和相同的视图。与图2的实施方式不同示出替换构成的多重密封件200。相同的或极其相似的特征设有相同的附图标记，增加附图标记100。这种特征不重新阐述。

与图2的实施方式不同，多重密封件200具有两个沿径向方向依次设置的压力室221、223。两个压力室221、223沿轴线方向A的方向由相同的滑动法兰202限界。沿相反的方向在第一补偿器220(和与工艺室38相对的第二补偿器224)旁边设有第三补偿器226。

针对两个压力室221、223中的每个存在自身的气体接头222、228，使得两个压力室彼此独立地能够保持在压力下。根据两个压力室221、223，除了两个密封件212、214之外存在另一密封件215，以便沿径向外部方向密封第二压力室223。

另一区别形成在图3的实施方式中存在的迷宫密封件230，所述迷宫密封件能够以相同的形式也设置在图2的实施方式中。密封密封件230在适当设计的情况下主要防止一方面粉尘颗粒从工艺室38进入到多重密封件200中并且必要时防止例如密封件磨削不期望地进入到工艺室38中。在迷宫密封件230中，与转筒12或滑动法兰202连接的部件231，所述部件在运行中随转筒12共同转动，与安置在流入头32或挤压法兰204处的进而静止的部件233啮合。

为了确保迷宫密封件230的持久的密封作用，存在冲洗气体接头232，所述冲洗气体接头用适当的冲洗气体冲洗置于外部的转筒外套234和第二补偿器224之间的冲洗室236。在此，例如在回转炉的适当的运行状态的情况下，例如在维护时，通过迷宫密封件吹出可能到达冲洗室中的颗粒。冲洗功能也能够以相同的方式集成到图2的实施方式中。

替换地，冲洗室236也能够在常规(非维护)运行期间用阻断气体填充进而改进多重密封件200的整体的阻断作用。相反在维护周期期间，冲洗室236反之又能够用冲洗气体冲洗。

图4示出图2的实施方式的第二替换方案。图4反之示出与图2和3相同的片段和相同的视图。与图2或3的实施方式不同示出替换构成的多重密封件300。相同或极其类似的特征设附图标记，关于图3增加附图标记100并且关于图2增加附图标记200。这种特征不重新阐述。

与图2的实施方式不同，图4的多重密封件300具有替换的挤压系统318。代替弹簧负载的密封件，在图4的实施方式中设有密封件312、316，借助重力负载的挤压机制将力307、309施加到所述密封件312、316上，所述力将密封件312、316朝滑动法兰302挤压。在此，挤压力307、309通过重力338、340引起，所述重力通过滑车组系统339、341和相应的杠杆342、343传递到挤压环310、314上进而最后传递到密封件312、316上。

图5与图2-4不同，虽然同样示出沿着轴线A的竖直的剖平面经过的片段的剖视图，但图5当然示出另一片段。图5的片段示出轴线A下方的区域。与图2的实施方式不同示出替换构成的多重密封件400。相同的或极其类似的特征设有如下附图标记，关于图2中的视图度增加附图标记300。这种特征不重新阐述。

除了已经在图2-4已经阐述的特征，在图5的实施方式中为在多重密封件的区域中收集的颗粒448设有颗粒抽吸装置446。颗粒448例如能够通过在密封件412、414的区域中的磨损过程形成并且借助抽吸接管450以简单的方式例如在维护时或在相应的压力控制中甚至在回转炉10的持续运行中移除。将颗粒抽吸装置446设置在转筒12的下部的区域中是有利的，因为在那里由于重力和持续的转动运动收集大多的磨削颗粒。

图6示出根据本发明的回转炉510的第二实施方式的示意剖面图。为了避免重复不重新详细重复回转炉510的整个构造，而是更详细深入与图1的回转炉的构造的区别。

图6的回转炉510设计为高温版本并且具有无金属的转筒512。转筒512优选能够由石墨构成；替换地也能够考虑其他材料、即例如陶瓷或玻璃。转筒512能够根据回转炉510的尺寸设计，以及转筒材料的选择是一件式的或由多个单独元件组成。

转筒512在其两个端部518、520处分别保持在万向轴的悬挂装置560、561处。万向轴的悬挂装置560反之在流入侧518处在驱动环562之内被引导。驱动环562本身相对于固定的炉头532和包围整个转筒512的炉盖564分别借助于多重密封件500密封。多重密封件500能够分别本身或者还有适当组合地具有根据图2-5的特征的构造。炉盖564能够为了高温应用设有适当的隔离装置。

在流入头532的流入区域中，对驱动环562设有滑动法兰502，密封件512、514贴靠所述滑动法兰。在密封件512、514之间利用适当的补偿器构成压力室521。将密封件气密地连接在固定的流入头532处或炉盖564处，分别同样经由补偿器566进行，使得实现回转炉512的扩展或移位。

在回转炉510的流出区域中首先在炉盖564的区域中借助环绕的管道568进行水冷却。管道568能够连接到适当的冷却剂循环处并且将例如水作为冷却剂引入到铜管中。流出头534能够设有另一冷却区570，在所述冷却区中例如借助空气或也借助于水冷装置能够将处理过的物品冷却到期望的温度。在此也能够在适当的部位处、例如在从炉盖564到驱动环563上的过渡部处或在从驱动环563到材料排泄口572的过渡部处使用多重密封件500。

Claims (15)

1.一种回转炉(10)，其具有能转动地支承的转筒(12)、马达驱动器(21)、支承装置(14、16)、材料入口(28)以及材料出口(30)，其中

所述转筒的内部空间(36)具有工艺室(38)，所述工艺室的内部气氛与外部气氛分开，

其特征在于，

所述工艺室(38)借助于第一密封件(112)相对于压力室(121)密封并且所述压力室(121)借助于第二密封件(116)相对于外部气氛密封，并且能够借助于挤压设备(118)对所述第一密封件(112)施加第一挤压力(107)并且能够对所述第二密封件(116)施加第二挤压力(109)，

所述第一挤压力(107)能够独立于所述第二挤压力(109)设定并且

在运行中所述压力室(121)的内压高于所述工艺室(38)的内压。

2.根据权利要求1所述的回转炉，其中所述压力室(121)具有补偿元件(120)。

3.根据权利要求2所述的回转炉，其中所述压力室(121)至少部分地通过所述补偿元件(120)限界。

4.根据权利要求2或3所述的回转炉，其中所述补偿元件(120)将所述第一密封件(112)和所述第二密封件(116)压力密封地彼此连接。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的回转炉，其中所述补偿元件(120)是机械柔性的。

6.根据上述权利要求中任一项所述的回转炉，其中所述第一密封件(112)和所述第二密封件(116)关于材料、挤压压力、调节范围和/或几何设置方面彼此不同。

7.根据上述权利要求中任一项所述的回转炉，其中所述压力室(121)的内压高于所述外部气氛的压力。

8.根据上述权利要求中任一项所述的回转炉，其中所述压力室(121)能够用阻断气体填充。

9.根据上述权利要求中任一项所述的回转炉，其中所述压力室(121)中的压力和/或所述第一挤压力(107)和/或所述第二挤压力(109)能够连续地或按需控制地借助于控制装置来设定。

10.根据上述权利要求中任一项所述的回转炉，其中所述第一密封件(112)以第一密封面并且所述第二密封件(109)以第二密封面分别贴靠随所述转筒(12)共同运动的滑动面(102)。

11.根据权利要求10所述的回转炉，其中所述挤压设备(118)设计用于独立地施加所述第一挤压力(107)和所述第二挤压力(109)，所述第一挤压力和第二挤压力将所述第一密封面和/或所述第二密封面朝所述滑动面(102)挤压。

12.根据上述权利要求中任一项所述的回转炉，其中所述挤压设备(118)设计用于通过所述第一密封件和/或所述第二密封件的弹性预紧、通过所述第一密封件(112)和/或所述第二密封件(116)的弹簧预紧、所述第一密封件(310)和/或所述第二密封件(316)的重力加载、通过将气动和/或液压挤压力施加到所述第一密封件和/或所述第二密封件上来施加所述第一挤压力(107)和/或所述第二挤压力(109)。

13.根据上述权利要求中任一项所述的回转炉，其中所述第一密封件和/或所述第二密封件具有迷宫装置(230)。

14.根据上述权利要求中任一项所述的回转炉，其中能够监控所述压力室(121)的压力、温度和/或阻断气体组分。

15.根据权利要求14所述的回转炉，其中为所述压力室(121)设有用于监控压力、温度和/或阻断气体组分的传感器。

Images