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Eintauchdichtung zwischen Rotor und Gehäuse bei umlaufenden Luftvorwärmern
Die Erfindung betrifft eine Tauchdichtung zwischen Rotor und dem den Rotor umschließenden
Gehäuse bei mit im Betrieb lotrechter Achse umlaufenden Luftvorwärmern (Regenerativwärmetauschern),
wobei die Tauchdichtung die radialen Endplatten zwischen den von diesen gebildeten
Einlaß- und Auslaß-Öffnungen für Luft bzw. Gas zur Bildung einer Abdichtung mit
dem Rotor axial in Richtung auf diesen überragt.
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Es ist bei einem derartigen drehbaren Regenerativwärmetauscher eine
nachgiebige Abdichtung bekanntgeworden, wobei das eine Dichtelement ein am Rotorumfang
nach unten ansetzender zylindrischer Ring ist, der in eine mit Sand als nachgiebiges
Dichtmittel gefüllte, auf dem Rotor sitzende Blechrinne als anderes Dichtmittel
taucht. Hierbei wird die Abdichtung über Umlenkarme und Rollen auf einen Umfangsflansch
des Rotors in nachteiliger Weise und unter erheblichem konstruktivem Aufwand gestützt.
Auch verschleißen die Stützrollen, welche dem heißen Gasstrom, seinen Schmutzteilen
und seinen chemisch agressiven Beimengungen ausgesetzt sind, verhältnismäßig rasch,
müssen oft neu justiert, gereinigt und ausgewechselt werden, was aber wegen der
davorliegenden die Stützkraft auf die Abdichtung übertragenden Umlenkarme eine schwierige
Arbeit ist.
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Auch kann die vorbekannte Umfangsdichtung nicht das Übertreten der
Heizgase in die gerade im Strom der zu erwärmenden reinen Luft befindlichen Sektoren
des Rotors verhindern.
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Die Erfindung vermeidet diese Mängel überraschend einfach dadurch,
daß die Endplatte an der Rotorstirnseite mindestens einen radial verlaufenden Kanal
aufweist und daß die Schwimmtauchdichtung mit einem Hakenteil oder einem in eine
Dichtungsflüssigkeit eintauchenden Schwimmer versehen ist, der in dem Kanal getragen
ist.
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Die erfindungsgemäße Dichtung folgt den betriebsbedingten großen axialen
Temperaturbewegungen zwischen den Rotorstirnkanten und den ihnen gegenüberliegenden
Endplatten zwangfrei und genau, so daß keine schädlichen Spalte entstehen können.
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Die Zeichnung stellt die Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der
Erfindung dar. Es zeigt Fig. 1 eine Ansicht eines drehbaren regenerativen Luftvorwärmers
im Teilschnitt, Fig.2 eine raumbildliche Darstellung der Abdichtung in größerem
Maßstab.
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Fig.3 bis 8 ähnliche Darstellungen wie in Fig. 2 von geänderten Ausführungsformen
der Abdichtung. Der Rotor 13 im zylindrischen Gehäuse 10 an beiden Enden von End-
oder Sektorplatten 19 umschlossen, die bei 20, 21 (Fig. 2) mit Öffnungen versehen
sind, um einen Durchtritt für Luft- und Gasströme zu schaffen. In der Mitte des
Rotorgehäuses sitzt eine Rotorsäule 12, die den Rotor 13 trägt. Dieser ist in keilförmige
oder sektorartige Kammern durch Trennwände 14 unterteilt, die von der Rotorsäule
aus radial nach außen weisen. Der Rotor wird auf seine Achse durch einen Motor gedreht,
der durch ein Übersetzungsgetriebe (nicht dargestellt) mit ihm verbunden ist. Jede
Rotorkammer enthält regeneratives Wärmeübertragungsmaterial 15 in Form von mit Abstand
voneinander angeordneten metallischen Platten. Diese absorbieren zunächst Wärme
aus den in den Vorwärmer eintretenden Gasen. Bei der langsamen Drehung des Rotors
um seine Achse werden die aufgeheizten Platten in einen kalten Luftstrom bewegt
und übertragen auf diesen die Wärme. Nach der Strömung über die geheizten Platten
und der Absorption der Wärme wird die erhitzte Luft ihrem Verwendungszweck zugeführt.
Damit die Gas- und Luftströme die Wärmeübertragungsflächen in dem Rotor nicht umströmen,
in dem sie durch den Raum zwischen dem Rotor und den benachbarten Endplatten hindurchtreten,
ist eine neue Abdichtung vorgesehen, durch die der Raum überbrückt wird, wodurch
eine Durchströmung dieses Raumes verhindert wird.
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Erfindungsgemäß tragen die Endplatten 19 an ihren inneren undurchbrochenen
Flächen schwimmende keilförmig gestaltete Dichtungsteile 22, die an den Endfanten
bzw. Stirnflächen der radialen Trennwände 14 bei der Drehung des Rotors um seine
Achse reiben. Die schwimmenden Dichtungsteile sind axial mit Bezug auf die Enden
der radialen Trennwände beweglieh.
Sie sind mit Druckmitteln ausgestattet,
durch die sie ständig in Berührung mit den Kanten der sich (ILelienden Trennwände
14 gehalten werden. Um zu verhindern, daß eine Strömung durch den Raum zwischen
der festen Endplatte 1.9 und dem schwimmenden Dichtungsteil 22 stattfindet, sind
schwenkbare bzw. ausdehnbare Verbindungen vorgesehen, um den Raum, wie es in Fig.
2 dargestellt ist, zu überbrücken.
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Bei di<°ser Ausführungsform der Erfindung ist eire kanalförmiger
Teil 26 mit einem langen Flansch 27 an der Unterseite der Endplatte 19 befestigt.
Er erstreckt sich von der Rotorsäule 12 aus nach außen bis zum äußeren Umfang der
feststehenden Endplatte 19. Die schwimmende Dichtung ist mit einem Hakenteil 28
versehen. Dieser greift in den Kanal 26 mit einem Schaftteil 32 des Hakens
28, der auf der Kante des Flansches 34 verschwenkbar ist. Hierbei ist der
Ab-
dichtungsteil 22 frei, so daß er sich axial in Berührung mit den Trennwänden
bewegen kann.
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Der Dichtkanal 26 ist an den Enden durch Platten 26a verschlossen.
Hierdurch wird es möglich, daß er eine Flüssigkeit aufnimmt, in die der Hakenteil
28
eintaucht. Die Art der verwendeten Flüssigkeit ist weitgehend abhängig
von der Betriebstemperatur der Vorrichtung. Eine Haltestange 29, die lösbar an den
Platten 26a. an den Enden des Kanals 26 befestigt ist, gestattet es, die Dichtvorrichtung
leicht zusammenzu-,c-tzen und auseinanderzunehmen.
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Damit die Dichtvorrichtung 22 in Berührung mit den Stirnflächen der
sich drehenden radialen Trennwände gehalten wird, sind besondere Druckmittel vorgesehen.
Fig. 2 zeigt eine grundlegende Ausführungsforrn dieser Druckmittel. Sie bestehen
aus einem oder mehreren Gewichten 31 an einer Haltevorrichtung 32. In Fig. -1 ist
eine andere Ausführungsform dargestellt. T-, it eine verstellbare Feder an einem
Gehäuse 34 gezeigt, die auf einen Kolben 35 drückt. Dieser wirkt unmittelbar auf
die Oberfläche des schwimincnden Abdic'uteiles 22. Diese Federvorrichtung sitzt
an dein iiiidtircl_illrochenen Teil der EnrIplatte 19. Da des I@oldu_'ch die Endplatte
19 hin!hirchtritt, 'kann (ler Frderdrnck wälirenri des Betriebes des Vorwariners
einge,t@#llt werden.
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1,-i-. z zeigt eine andere Ausführungsform. Hier ist eiilr aiif Druck
ansprechende Einrichtung 36 an der unteren Seite der Sektorplatte 19 befestigt.
Sie kann auf die Platte 22 hin a?isgedelint wer <teil, urn atif diese eine abwärts
gerichtete Kraft auszuüben. Der Druck, um diese Einrichtung zu betätigen, wird durch
eine Öffnung 38 eingeleitet, die mit irgendeiner Druck-<well. in Verbindung steht.
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In Fig. 6 wird die Druckkraft auf die schwimmende Abdichtung 22 gegen
die Stirnkanten der Trennwände 14 durch einen Magnet 42 mit hofier Intensität erzeugt,
der auf der schwimmenden Dichtung 22 angebracht ist. Während die Trennwände 14 sich
an der Unterseite der Platte 22 drehen, wird der Magnet von jeder der aufeinanderfolgenden
Trennwände angezogen.
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Fig.7 und 8 erläutern Ausführungsformen, die es ermöglichen, die Abdichtvorrichtung
in dem Raum zwischen der unteren Endplatte und den Stirnkanten der radialen Trennwände
anzuwenden. Hierbei ruhen die Kanäle 46 unmittelbar auf der Endplatte 19, und die
Abdichtung wird zwecks Berührung mit den Trennwänden nach oben gedrückt. In Fig.
7 bestellt das Druckmittel aus einem Hebel mit einem festen Gelenk, welches auf
der unteren Endplatte aufruht. Dabei ist das eine Ende 52 in Berührung mit der Abdichtung,
während das andere Ende ein Gewicht 53 trägt. Die>es ist einstellbar angebracht,
damit die nach oben gegen die Abdichtung gerichtete Kraft verändert werden kann.
In Fig.8 wird die Druckkraft, die gegen die Abdichtung wirkt, auf Schwimmer 58 ausgeübt.
Diese sind an den radialen Kanten des Abdichtteiles 56 radial angeordnet. Die aufwärts
gerichtete Kraft wird durch den Auftrieb der Schwimmer 58 erzeugt, die die Flüssigkeit
in den Kanälen verdrängen.
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Die Anwendung von Federn, Bälgen oder magnetischen Vorrichtungen kann
bei den unteren Abdichtungen gemäß Fig. 7 und 8 stattfinden.