DE19537562A1 - Gehäusedichtung für Entwässerungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung ist auf eine Entwässerungseinrichtung gerichtet zum Entwässern und Trocknen von Schlämmen mit einer Zentrifuge zum Trennen eines schlamm­ förmigen Feststoff-Flüssigkeitsgemisches zu einem Dickstoff mit einem Einlaß für die Zuführung des schlammförmigen Feststoff-Flüssigkeitsgemisches, mit minde­ stens einem Auslaß für die abgetrennte Flüssigkeit und einem Auslaß für den ab­ getrennten Feststoff, wobei die Feststoffabwurfzone der Zentrifuge das Disper­ gierorgan eines Zerstäubungstrockners bildet, mit Mittel zum Ablenken der Flug­ bahn der in dispergierter Form als Partikelschleier radial abgeschleuderten feuchten Feststoffpartikeln in Achsrichtung der Zentrifuge, mit mindestens einem Heißgaseinlaß und mindestens einem Auslaß für die getrockneten Feststoffparti­ keln und das Trocknungsgas.

Eine derartige Entwässerungs- und Trocknungseinrichtung ist aus der EP 0591299 bekannt.

In dieser bekannten Entfeuchtungseinrichtung werden die mit hoher Geschwin­ digkeit am Auswurf der Zentrifuge, vorzugsweise einer Vollmantelschneckenzen­ trifuge, radial abgespritzten feuchten Feststoffpartikeln in der Größe 0,3-3 mm durch geeignete Mittel, beispielsweise Umlenkbleche oder durch geeignete Gasströmung in Achsrichtung der Zentrifuge umgelenkt und von der Gasströmung auf einer spiralförmigen Flugbahn im Trocknungsraum geführt. Hier werden die abgespritzten Feststoffpartikeln vom Trocknungsgas mit hoher Relativgeschwin­ digkeit umspült und getrocknet. Der Trocknungsraum ist ein konzentrischer Rin­ graum. Er wird aus dem äußeren Trocknergehäuse, dem innenliegenden rotie­ renden Trommelmantel der Zentrifuge oder einem inneren, die Trommel umge­ benden Gehäuse und den beiden Gehäusestirnwänden gebildet.

Die äußeren Wände des konzentrischen Trocknungsraumes sind nicht rotierend und müssen gegenüber den rotierenden Teilen der innenliegenden Zentrifuge zumindest an einer Stelle abgedichtet werden.

Die Drehdichtung zwischen dem Zentrifugenrotor und dem umgebenden Trock­ nergehäuse muß eine hohe Relativgeschwindigkeit, einen Gasdifferenzdruck zwi­ schen innen und außen, sowie Verschiebebewegungen aus Wärmedehnungen und Vibrationen überbrücken und aushalten. Der Austritt von Gasen aus dem Trocknerinnenraum nach außen oder der Eintritt von Falschluft von außen nach innen soll durch die Dichtung verhindert oder minimiert werden.

Es hat sich nun gezeigt, daß insbesondere durch Wärmedehnungen bei Aufheiz- Vorgängen während der Startphase, bei Vibrationen, oder bei Temperaturände­ rungen des Trocknergehäuses sich der Dichtungsspalt zwischen nicht rotierenden Gehäuseteilen und rotierenden Zentrifugenteilen in unzulässiger Weise verän­ dert. Hierdurch kann es zu zeitweiser Berührung der Dichtflächen und zu Be­ schädigung oder Zerstörung der Dichtung kommen.

Um dies zu vermeiden, muß die Spaltweite so groß gewählt werden, daß es trotz Wärmedehnungen und Verschiebungen des Trocknergehäuses nicht zum Anlau­ fen der berührungsfreien Dichtungen kommt.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Spalt auch durch Vibrationen der Entwässerungszentrifuge im Innern des Trockners sich verändert, da der drehen­ de und der nichtdrehende Teil der Dichtung auf jeweils verschiedenen Dichtungs­ trägern befestigt sind.

Ein zu großer Dichtspalt ist insbesondere bei Betrieb des Zentrifugentrockners mit Inertgas - Atmosphäre von großem Nachteil, da durch den Falschlufteintritt der Sauerstoffgehalt des inerten Trocknergases merklich erhöht wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die an sich bekannte Entwässerungs- und Trocknungsvorrichtung so weiterbilden, daß bei Betrieb des Zentrifugentrockners die genannten Nachteile nicht mehr auftreten.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angege­ ben.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Dichtung kann der Dichtungs­ spalt sehr eng gehalten werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß es zu mecha­ nischen Berührungen der rotierenden mit nicht rotierenden Wirkflächen der Drehdichtung kommt und zu deren Beschädigung und Zerstörung. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß auch unkontrollierbare größere Verschiebe- und Dehnbe­ wegungen des Trocknergehäuses während der Aufheiz- oder Abkühlphase des Zentrifugentrockners oder stärkere Vibrationen während des Betriebs die Dicht­ funktion trotz engem Spalt der Drehdichtung nicht beeinflussen. Ein Austritt von inneren Gasen oder Feststoffen oder ein Eintritt von Falschluft in das inerte Trocknungsgas wird durch den engen Dichtspalt nahezu vollständig verhindert.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden an den Aus­ führungsbeispielen anhand schematischer Zeichnungsfiguren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Zentrifugentrockner mit Gehäusedichtung im Längsschnitt,

Fig. 2 eine berührungsfreie Labyrinthdichtung für einen Zentrifugentrockner,

Fig. 3 eine berührungsfreie Gewinde- Förderdichtung für einen Zentrifugentrockner,

Fig. 4 eine berührungsfreie Gewinde- Förderdichtung mit Spitzengewinde,

Fig. 5 eine berührungsfreie Dichtung mit Flachnuten.

Der in Fig. 1 dargestellte Zentrifugentrockner besteht aus einer Zentrifuge, im dargestellten Beispiel aus einer Vollmantelschneckenzentrifuge (1) die von einem Gehäuse (2) eines Zerstäubungstrockners umhüllt ist. Um die Zentrifugentrommel (3) ist ein Mantel (4) angeordnet.

Das Trocknergehäuse (2) und der Mantel (4) bilden einen konzentrischen Rin­ graum (5), durch den die mit den Feststoffpartikeln beladenen Trocknungsgase geleitet werden. Das Trocknungsgas (8) wird durch den tangentialen Gaseintritt­ stutzen (12) zugeführt, erfaßt den entwässerten Feststoff (9), trocknet diesen und transportiert die Feststoffpartikeln in spiralförmigen Bahnen durch den Trocknungsraum (5) zum Ausgangskanal (13). Das in der Zentrifuge (1) abge­ trennte Wasser wird in der Flüssigkeitsschurre (14) abgeleitet.

Das Trocknergehäuse (2) ist an den beiden Stirnwänden (15) und (16) gegenüber der schnell rotierenden Zentrifugentrommel (3) abgedichtet. Der Spalt (19) der Drehdichtungen wird gebildet von der Zentrifugentrommel (3) und dem Dichtring (17), der ebenso wie die Trommel- Lagerböcke (21) am Grundrahmen (22) starr befestigt ist. Durch die Befestigung der beiden, den Dichtspalt (19) bildenden Wirkflächen (3) und (17), am gleichen Träger (22), ist der Dichtspalt (19) exakt und stabil geführt. Die Zentrifugentrommel (3) bleibt auch beim Durchströmen des Trocknerraumes (5) mit heißen Gasen (8) durch die aufgegebene Suspension (7) kalt und dehnt sich nicht aus, wogegen das mit Heißgas (8) durchströmte Trock­ nergehäuse (2) sich in axialer und radialer Richtung stark ausdehnt.

Die Verschiebebewegungen der beiden Gehäusestirnwände (15) und (16) werden durch einen gasdichten flexiblen Kompensator (18) oder eine elastische Membran (25) oder einen verschiebbaren Kulissenring (30) gegenüber dem starr befestig­ ten Dichtring (17) ausgeglichen, so daß der Dichtspalt (19) nicht verändert wird.

Fig. 2 zeigt im Detail eine berührungsfreie Labyrinthdichtung für einen Zentrifu­ gentrockner, die den starr am Rahmen (22) befestigten Dichtring (17) mit der sich axial und radial verschiebenden Trocknerstirnwand (15), gasdicht durch einen Kompensator (18) verbindet. Der flexible Kompensator (18) ist z. B. durch Spann­ bänder (23) oder andere Befestigungsmittel sowohl mit dem Dichtring (17) als auch mit der Stirnwand (15) gasdicht verbunden.

Der Dichtspalt (19) zwischen den Spitzen (24) der Labyrinthdichtung und der ro­ tierenden Zentrifugen-Trommeloberfläche (3) kann sehr eng (0,3-0,5 mm ) ge­ halten werden, da die Verschiebebewegung der Stirnwand (15) nicht auf die La­ byrinthdichtung übertragen wird.

Alle nichtrotierenden Teile sind rechtsschraffiert, alle rotierenden Teile sind links­ schraffiert.

Fig. 3 zeigt eine berührungsfreie Gewindedichtung für einen Zentrifugentrockner, der z. B. im Trocknerraum rechts von der Stirnwand (15) einen Unterdruck auf­ weist.

Die Gleit- und Verschiebebewegungen der Trocknerstirnwand (15) während der Aufheiz- oder Abkühlphase des Trocknergehäuses werden durch einen Blechring (26) ausgeglichen, der durch hitzefeste O-Ringe (27) abgedichtet ist und sowohl an der Trocknerstirnwand (15) wie auch am starr befestigten Dichtring (17) gleiten kann. Der enge Spalt (19) der Gewindeförderdichtung bewirkt durch die Gewin­ degänge (28) in der Zentrifugentrommeloberfläche (3) eine dem Unterdruck im Trockner entgegenwirkende Förderwirkung (29) und einen Gas-Gegendruck, der das Eindringen von Falschluft in den Trocknerinnenraum verhindert.

Fig. 4 zeigt eine berührungsfreie Dichtung mit Spitzengewinde (31), das mit en­ gem Spalt (19) innerhalb einer weichen Zylinderfläche (32) rotiert. Die Förderwir­ kung der Gewindedichtung gleicht den herrschenden Unterdruck im Trockner aus. Das sich verschiebende Gehäuse (15) wird durch den Kulissen- Gleitring (30) im Spalt ausgeglichen.

Der Gleitring selbst ist durch hitzefeste O-Ringe sowohl an der Trocknerstirn­ wand (15) wie auch am starr befestigten Dichtring (17) verschiebbar abgedichtet.

Fig. 5 zeigt eine berührungsfreie Dichtung mit Flachnuten, die in einer weichen Zylinderbüchse (32) aus Gleitlagerwerkstoffen mit sehr engem Spalt (19) rotiert. Die Verschiebebewegung der Stirnwand (15) des Trocknergehäuses wird durch einen in radialer und axialer Richtung federnden Gleitring (34) ausgeglichen.

Claims (8)

1. Gehäusedichtung für eine Entwässerungseinrichtung zum Entwässern und Trocknen von Schlämmen mit einer Zentrifuge, vorzugsweise einer Vollmantel - Schneckenzentrifuge, mit einem Einlaß für die Zuführung des schlammförmi­ gen Feststoff - Flüssigkeitsgemisches und mit mindestens jeweils einem Aus­ laß für die abgetrennte Flüssigkeit und dem entwässerten Dickstoff, wobei die Dickstoffabwurfzone der Zentrifuge das Dispersionsorgan eines Zerstäu­ bungstrockners bildet dessen feststehendes Trocknergehäuses die Zentrifu­ gentrommel umschließt, mit Mittel zum Ablenken der Flugbahn der in disper­ gierter Form als Partikelschleier radial abgeschleuderten Dickstoffpartikeln in Achsrichtung der Vollmantel- Zentrifugen, dadurch gekennzeichnet daß die Dichtung für das verschiebbare Trocknergehäuse gegenüber der rotierenden Zentrifugentrommel, zum einen aus einer Drehdichtung zwischen rotierenden und nichtrotierenden Wirkflächen, zum anderen aus einem axial und radial ver­ schiebbaren statischen Teil besteht, wobei die Drehdichtung nicht am Trock­ nergehäuse befestigt ist, sondern mit dem Gehäuse über verschiebbare Dichte­ lemente verbunden ist.

2. Gehäusedichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh­ dichtung am selben Träger befestigt ist wie der Zentrifugenrotor, wie z. B. am Rahmen, Stehlager, Zentratgehäuse.

3. Gehäusedichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh­ dichtung eine berührungsfreie Dichtung mit engem Dichtspalt wie beispielswei­ se eine Labyrinthdichtung oder Gewindeförderdichtung ist.

4. Gehäusedichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh­ dichtung eine berührende Dichtung wie beispielsweise eine Gleitringdichtung ist, die nicht vom Trocknergehäuse gehalten wird.

5. Gehäusedichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehdichtung über elastische oder verschiebbare Dichtelemente mit dem Trocknergehäuse gasdicht verbunden ist.

6. Gehäusedichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknergehäuse durch Dichtelemente gegenüber der Drehdichtung in axialer und oder radialer Richtung verschiebbar ist ohne den Dichtspalt der Drehdich­ tung zu verändern.

7. Gehäusedichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trock­ nergehäuse mit der Drehdichtung über einen Kulissenring verschiebbar und dicht verbunden ist.

8. Gehäusedichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß das Trock­ nergehäuse mit der Drehdichtung über eine elastische Membran verschiebbar und dicht verbunden ist.