DE2314710A1

DE2314710A1 - Dichtung fuer einen umlaufenden regenerativ-waermeaustauscher

Info

Publication number: DE2314710A1
Application number: DE19732314710
Authority: DE
Inventors: Robert Noel Penny
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-03-28
Filing date: 1973-03-24
Publication date: 1973-10-11
Also published as: JPS4915043A; JPS5616359B2; IT980704B; US3882927A; GB1404750A

Description

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ing. K. HOLZEB

AUGSBÜRO

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w. 618

Augsburg, den 22. März 1973

Robert Noel Penny, 12 Alderbrook Road, Solihull,

Warwickshire, England,

Dichtung für einen umlaufenden Regenerativ-Wärmeaustauscher

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für einen umlaufenden Regenerativ-Wärmeaustauscher, die mit einer Stirnfläche des Wärmespeicherkörpers des Wärmeaustauschers zusammenwirkt und aus einer Vielzahl von in einem Stützkörper nebeneinander angeordneten Dichtkörpern zusammengesetzt ist.

Im Betrieb erwärmt sich der Speicherkörper auf hohe

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Temperaturen, was dazu führen kann, daß der Speieherkörper sich wölbt und, wenn er einen großen Durchmesser aufweist, nicht mehr völlig eben ist. Unter diesen Bedingungen können die Dichtungen, selbst wenn sie aus nebeneinander angeordneten einzelnen Dichtkörpern zusammengesetzt sind, sich nicht mehr der gewölbten Form des Speicherkörpers anpassen und Luft oder Gas kann zwischen dem Speicherkörper und der Dichtung hindurchlecken.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Dichtung der eingangs dargelegten Art so zu verbessern, äaß eine wirksame Abdichtung auch bei Verwerfungen des Speicherkörpers gewährleistet ist.

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ist eine solche Dichtung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Stirnseiten benachbarter Dichtkörper so ausgebildet sind, daß ihre Stoßstellen ein gegenseitiges Schwenken der Dichtkörper um eine jeweils quer zu den Dichtkörpern und parallel zur Speicherkörperstirnfläche verlaufende Achse ermöglichen, und daß Länge und Anzahl der einzelnen Dichtkörper so gewählt sind, daß sich die Dichtung der Oberflächenform der Speicherkörperstirnfläche anpaßt.

Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung sind

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an den Stoßstellen zwischen benachbarten Dichtkörpern jeweils eine Dichtkörperstirnfläche als konkave Zylinderfläche und die andere Stirnfläche als entsprechende konvexe Zylinderfläche ausgebildet.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung weisen an den Stoßstellen zwischen benachbarten Dichtkörpern jeweils beide Dichtkörperstirnflächen eine konkave Zylinderfläche auf, zwischen denen jeweils eine zylindrische Rolle angeordnet ist.

Ist keine Rolle zwischen den einzelnen Dichtkörpern vorgesehen, so können die einander benachbarten Dichtkörper jeweils wie eine Gelenkverbindung aneinanderstoßen oder mittels eines Gelenkzapfens miteinander verbunden sein»

Die Dichtkörper können mittels Federn oder durch ein Druckmittel federnd an die entsprechende SpeicherkörperStirnseite angedrückt werden. Ist ein Teil einer Dichtung gerade und stabförmig, so können die Dichtkörper dieser stabförmigen Dichtung in ihrem Stützkörper durch Federn oder ein Druckmittel zur Bildung einer Abdichtung" an einen,gekrümmten Dichtungsteil angedrückt werden, mit welchem zusammen die

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stabförmige Dichtung eine geschlossene Dichtungsanordnung bildet.

Die Dichtkörper können aus jedem Werkstoff hergestellt sein, der sich für Gleitdichtungen eignet .und den Betriebstemperaturen der Dichtung standhalten kann. Beispielsweise können ale Dichtkörper auf der wärmeren Speicherkörperstirnseite aus Kohle oder Nickeloxyd hergestellt oder mit Nickeloxyd überzogen sein, oder sie können aus anderem Werkstoff bestehen, der einer hohen Temperatur standhalten kann. In gleicher Weise sind die gegebenenfalls vorhandenen Rollen zwischen den einzelnen Dichtkörpern aus einem Werkstoff hergestellt, der im Hinblick auf die Betriebstemperatur der Dichtung ausgewählt ist. Auf der kälteren Speicherkörperstirnseite können die Rollen aus Kunststoff hergestellt sein, beispielsweise aus Nylon, auf der wärmeren Speicherkörperseite müssen die Rollen jedoch aus Kohle oder Nickeloxyd oder einem anderen Werkstoff bestehen, der einer hohen Betriebstemperatur standhalten kann.

Die einzelnen Dichtkörper der erfindungsgemäßen Dichtung können aus verschiedenen Werkstoffen mit unterschiedlichen linearen Wärmedehnungskoeffizienten hergestellt sein, wobei diese Werkstoffe und die Länge der Dichtkörper so gewählt

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sind, daß der tatsächliche lineare Wärmedehnungskoeffizient der Dichtung im wesentlichen gleich dem linearen Wärmedehnungskoeffizienten des Stützkörpers der Dichtung, des Warmeaustauschergehäuses oder eines anderen Teils der Dichtung ist» Wenn beispielsweise ein stabförmiger Dichtungsteil mit einem bogenförmigen Dichtungsteil zusammenstößt, und der stabförmige Dichtungsteil diametral oder sehnenartig in einem ringförmigen, auch den bogenförmigen Dichtungsteil enthaltenden Gehäuse verläuft, können die Dichtkörper des stabförmigen Dichtungsteils aus verschiedenen Werkstoffen mit unterschiedlichen linearen Wärmedehnungskoeffizienten hergestellt und die Längen der Dichtkörper so gewählt sein, daß der tatsächliche lineare Wärmedehnungskoeffizient des stabförmigen Dichtungsteils im wesentlichen ' gleich dem linearen Wärmedehnungskoeffizxenten des bogenförmigen Dichtungsteils und des ringförmigen Dichtungsgehäuses ist, so daß bei Ausdehnung oder Zusammenziehung der ganzen Dichtung und des Gehäuses der stabförmige Dichtungsteil stets gleichmäßig am bogenförmigen Dichtungsteil anliegt und im wesentlichen zwischen dem stabförmigen Dichtungsteil und dem ringförmigen Gehäuse keine relative Ausdehnung oder Zusammenziehung auftritt.

Die Dichtkörper, aus denen die Dichtung zusammengesetzt

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ist, können zur Steuerung der wirksamen Dichtfläche mit in ihre Anlageflächen ausmündenden Längsnuten versehen sein»

Einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beispielsweise beschrieben· Es zeigens

Fig. 1 eine Draufsicht auf den Wärme

speicherkörper eines Wärmeaustauschers mit einer Dichtung nach der Erfindung,

Pig, 2 einen vergrößerten Querschnitt

durch die erfindungsgemäße Dichtung gemäß der Schnittlinie Il-rll in Pig. I, ■

Fig. 3 ■ einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Dichtung gemäß der Schnittlinie HI-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen der Fig_e 3 ähnlichen Längs

schnitt durch eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung,

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Fig. 5 einen vergrößerten Längsschnitt

durch eine Gelenkverbindung der Dichtkörper der in Fig. 4 dargestellten Dichtung,

Fig· 6 einen gemäß der Schnittlinie VI-VI

in Fig, 5 verlaufenden Schnitt,

Fig. 7 einen der Fig. 4 ähnlichen Längs

schnitt durch eine weitere Ausführungsform der Dichtung nach der Erfindung,

Fig. 8 eine in Richtung des Pfeiles VIII

gesehene Draufsicht der in Fig. dargestellten Dichtung,

Fig. 9 einen der Fig. 3 ähnlichen Längs

schnitt durch eine noch weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung,

Fig. IO eine Abwandlung der in Fig. 3 dar

gestellten Dichtung, und

Fig. 11 , eine in Richtung des Pfeiles XI

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gesehene Draufsicht auf die in Fig. 10 dargestellte Dichtung.

Die in den Fig. 2 bis 11 dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Dichtung sind bei jedem beliebigen Teil der in Fig. 1 gezeigten Dichtung 1, 2 anwendbar, jedoch ist die Erfindung insbesondere für den diametralen oder sehnenartigen Teil 1 der Dichtung 1, 2 geeignet. Eine Beweglichkeit mindestens des diametralen oder sehnenartigen Teils 1 der Dichtung 1, 2 ist notwendig, da die Stirnflächen eines als umlaufende Scheibe 3 ausgebildeten Wärmespeicherkörpers eines Wärmeaustauschers, an denen solche Dichtungen anliegen, infolge von Temperaturänderungen während des Betriebs des Wärmeaustauschers sich verformen können und anstelle flach zu sein, dann gewölbt oder in irgendeiner Weise gewellt sind. Außerdem kann es vorkommen , daß die Stirnflächen eines Speicherkörpers mit großem Durchmesser nicht völlig eben sind. Indem die Dichtung, insbesondere der diametrale oder sehnenartige Teil 1 der Dichtung, aus relativ zueinander beweglichen Teilen zusammengesetzt wird, kann sich die Dichtung der Stirnfläche des Spe^!icherkörpers 3 anpassen und die Abdichtung bleibt trotz gewölbter oder sonst unebener Speicher-'¹ körperstirnfläche erhalten. ,

Die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Ausführungsform

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der erfindungsgemäßen Dichtung besteht aus einer Vielzahl von kurzen Dichtkörpern 4, 5, die aneinandergereiht die Dichtung 1 ergeben. Die einander gegenüberliegenden Stirnseiten benachbarter Dichtkörper sind jeweils als ineinandergreifende konkave und konvexe Zylinderflächen ausgebildet, so daß sich die Dichtkörper 4,5 ungehindert umeinander drehen können und entlang der gesamten Dichtung 1 eine wirksame, ununterbrochene Abdichtung aufrechterhalten. Die Stützkörper 4, 5 sind in einem starren, im Querschnitt U-fÖrmigen Stützkörper 6 angeordnet. Die Seitenflächen 7 der Dichtkörper 4,5 liegen eng an einer Auskleidung 8 des Stützkörpers 6 an, so daß die Dichtkörper in Richtung des Pfeiles X in Fig. 2 in den Stützkörper hinein oder aus dem Stützkörper heraus gleiten können und eine zwischen den Dichtkörpern und dem Stützkörper gebildete Kammer 9 dicht abschließen, in welche durch eine Leitung 10 verdichtete Luft eingeleitet wird. Im Betrieb des Wärmeaustauschers werden die Dichtkörper 4, 5 durch verdichtete Luft oder andere Druckmittel, die in die Kammer 9 eingeleitet werden, an die entsprechende Stirnfläche der umlaufenden Speicherkörperseheibe 3 angedrückt und die konkaven und konvexen Stirnflächen der Speicherkörper 4 und ermöglichen ein ümeinanderdrehen der Dichtkörper, so daß diese sich der gewölbten oder auf andere Weise unebenen Oberfläche der Speicherkörperseheibe 3 anpassen können.

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Anstatt die aneinanderstoßenden Stirnflächen der"Dichtkörper 4 und 5 konvex und konkav auszubilden, können gemäß Fig· 4 die aneinanderstoßenden Stirnflächen der Dichtkörper mit halbzylindrischen Nuten versehen sein, zwischen denen jeweils zylindrische Rollen 12 angeordnet sind, so daß gelenkige Verbindungsstellen gebildet sind. Damit ein Auslecken der Strömungsmittel, beispielsweise Luft und ßas, zwischen denen der Wärmeaustausch stattfinden soll, entlang den Rollen 12 zwischen aneinanderstoßenden Dichtkörpern hindurch zu verhindern, ist in Quernuten Ik und 15» die jeweils in der Rolle und den aneinanderstoßenden Dichtkörpern 11 gebildet sind, eine Dichtung 13 eingesetzt, wie in den Fig. und 6 dargestellt ist.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine weitere Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Dichtung, bei welcher benachbarte Dichtkörper 16 mit ineinandergreifenden Zungen 17 und Nuten 18 versehen sind und zur Ermöglichung freier Beweglichkeit zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Dichtkörper 16 Zwischenräume 19 und 20 vorgesehen sind. D;Le Dichtkörper 16 sind mittels Gelenkzapfen 21 aneinander angelenkt, welch letztere in miteinander fluchtende Bohrungen der Zungen 17 und der Wandungen der Nuten 18 eingesetzt sind.

Bei sämtlichen oben beschriebenen Ausführungsformen

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werden die Dichtkörper mittels verdichteter Luft oder eines anderen Druckmittels, das in die Kammer 9 des in Fig» 2 dargestellten Stützkörpers 6 eingeleitet wird, an die entsprechende Speicherkörperstirnfläche angedrückt. In Abwandlung dazu können die Stützkörper gemäß Fig. 9 durch Federstreifen oder Federdrähte 22, die in Aussparungen 23 der Rückenflächen der Dichtkörper 24, 25 angeordnet sind und sich an einer Wandung des in Fig. 2 dargestellten Stützkörpers abstützen, an die entsprechende Stirnfläche der Speicherkörperscheibe 3 angedrückt werden.

Wenn der diametrale Teil 1 der in Fig. 1 dargestellten Dichtung 1, 2 gesondert vom anderen C-förmigen Teil dieser Dichtung gebaut wird, muß sichergestellt werden, daß der Dichtungsteil 1 an seinen beiden Enden dicht am Dichtungsteil 2 anliegt. Zu diesem Zweck ist mindestens einer der Dichtkörper, beispielsweise ein Dichtkörper 4 aus Fig. 3* aus zwei zusammenwirkenden Teilen 26 und 27 zusammengesetzt, welch letztere gemäß Fig, Il ihrerseits nebeneinanderliegende Teile aufweisen, die jeweils einen Teil der Gesamtbreite des Dichtkörpers aufweisen,. Die der Kammer 9 des* Stützkörpers 6 zugewandten, nebeneinanderliegenden Kanten der beiden Teile 26 und 27 an deren aneinanderstoßenden Stirnflächen sind derart abgeschrägt, daß zwischen den konkaven

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oder konvexen Stirnflächen des zusammengesetzten Dichtkörpers zwei nicht miteinander fluchtende V-förmige Nuten 28 und 29 mit gegenseitigem Abstand gebildet sind,,Infolgedessen treten, wenn verdichtete Luft oder ein anderes Druckmittel in die Kammer 9 eingeleitet wird und die Dichtkörper an die Speicherkörperscheibe 3 angedrückt werden, auch seitwärts gerichtete Kräfte auf, welche die Dichtkörperteile 26 und 27 auseinanderzudrücken suchen, so daß dadurch die Gesamtlänge der Dichtung vergrößert wird und die endständigen Dichtkörper an den Dichtungsteil 2 angedrückt werden,

In Abwandlung dazu können Federn wie beispielsweise die in Pig. 9 dargestellten Federn 22 vorgesehen sein, welche die Dichtkörperteile 26 und 27 sowohl auseinander als auch gegen die Speicherkörperscheibe drücken·

Wie bereits erwähnt, sind die Dichtkörper aus einem Werkstoff hergestellt, welcher der Betriebstemperatur der Dichtung standhalten kann. Beispielsweise sind die Dichtkörper auf der wärmeren Speicherkörperseite aus Kohle oder Nickeloxyd hergestellt oder mit Nickeloxyd überzogen. In ähnlicher Weise können die Rollen 12 oder die Gelenkzapfen 21 aus einem Werkstoff hergestellt sein, der im Hinblick auf die Betriebstemperatur der Dichtung ausgewählt ist.

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Claims

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Patentansprüche

i 1J Dichtung für einen umlaufenden Regenerativwärmeaustauscher, die mit einer Stirnfläche des Wärmespeicherkörpers des Wärmeaustauschers zusammenwirkt und * aus einer Vielzahl von in einem Stützkörper nebeneinander angeordneten Dichtkörpern zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Stirnseiten benachbarter Dichtkörper (4, 5; H; 16; 24, 25) so ausgebildet sind, daß ihre Stoßstellen ein gegenseitiges Schwenken der Dichtkörper um eine jeweils quer zu den Dichtkörpern und parallel zur Speicherkörperstirnseite verlaufende Achse ermöglichen, und daß Länge und Anzahl der Dichtkörper so gewählt sind, daß sich die Dichtung (1, 2) der Oberflächenform der Speicherkörperstirnseite anpaßt.

2, Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stoßstellen zwischen benachbarten Dichtkörpern (4, 5) jeweils eine Dichtkörperstxrnfläche als konkave Zylinderfläche und die andere Dichtkörperstxrnfläche als entsprechende konvexe Zylinderfläche ausgebildet sind (Fig. 2 und 3).

3· Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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daß an den Stoßstellen zwischen benachbarten Dichtkörpern (11) jeweils beide Dichtkörperstirnflächen eine konkave Zylinderfläche aufweisen, zwischen denen jeweils eine zylindrische Rolle (12) angeordnet ist (Fig. 4).

4. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Stirnseite eines der aneinanderstoßenden Dichtkörper (16) eine Nut (18) und die Stirnseite des jeweils anderen Dichtkörpers eine entsprechende Zunge (17) aufweist, und daß die Zunge in der Nut mittels eines Gelenkstiftes (21) angelenkt ist, der sich durch die Zunge und durch die angrenzenden Wandungen der Nut hindurcherstreckt (Fig. 7 und 8).

5· Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkörper (4, 5) mittels eines Strömungsmittels aus ihrem Stützkörper (6) heraus an die entsprechende Stirnfläche des Speicherkörpers (3) andrückbar sind,

6. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4_S dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherkörper (24₉ 25) mittels sich einerseits am Stützkörper (6) und andererseits an den Rückenflächen der Dichtkörper abstützender Federn (22)

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aus dem Stützkörper (6) heraus an die entsprechende Speicherkörperstirnseite angedrückt sind.

7· Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Dichtkörper aus zwei derart auseinanderdrückbaren Teilen (26, 27) zusammengesetzt ist, daß gleichzeitig die Länge der Dichtung vergrößert wird, wenn dieser Diehtkörper an die Speicherkörperstirnfläche angedrückt wird (Pig. IO und 11).

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