DE2403232A1

DE2403232A1 - Anordnung zum abdichten der rotornabe eines drehspeicherwaermetauschers gegen die stirnwaende eines den rotor umschliessenden feststehenden gehaeuses

Info

Publication number: DE2403232A1
Application number: DE2403232A
Authority: DE
Inventors: Hermann Edward Kurschner
Original assignee: Svenska Rotor Maskiner AB
Current assignee: Svenska Rotor Maskiner AB
Priority date: 1973-02-02
Filing date: 1974-01-24
Publication date: 1974-08-08
Also published as: FR2216538B1; DE2403232C2; DD114674A5; FR2216538A1; US3822739A; GB1406798A

Description

Patentanwälte
Dipl.-Ing. W.Beyer Dipl.-Wirtsch.-Ing. B.Jochem

Frankfurt am Main Staufenstrasse 36

In Sachen:

Svenska Rotor Maskiner

Aktiebolag

S-104- 65 Stockholm 15/Schweden

Anordnung zum Abdichten der Rotornabe eines Drehspeicherwärmetauschers gegen die Stirnwände eines den Rotor umschließenden feststehenden Gehäuses.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Abdichten der Rotornabe eines Drehspeicherwärmetauschers gegen die von der Rotornabe mit Radialspiel durchsetzten Stirnwände eines den Rotor umschließenden feststehenden Gehäuses.

Drehspeicherwärmetauscher werden häufig von unterschiedlichen Gasen durchströmt, von denen das eine einen Druck oberhalb und das andere einen Druck unterhalb des Drucks der umgebenden Atmosphäre besitzt. Dieser Druckunterschied würde zum Auftreten beträchtlicher Leckströmungen zwischen den Zonen hohen und niedrigen Druckes und der Atmosphäre führen, wenn nicht entsprechende Vorkehrungen zur Abdichtung getroffen würden. Die hierzu verwendeten bisherigen Dichtungsanordnungen zum Abdichten der verschiedenen Gase gegeneinander wie auch gegenüber der Atmosphäre sind aufwendig und teuer, insbesondere auch hinsichtlich der 409832/0 775

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Abdichtung zwischen der Rotornabe und den von diesen mit Radialspiel durchsetzten Stirnwänden des Gehäuses.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Abdichtung ohne Verminderung der Dichtwirkung zu vereinfachen und dadurch ihre Herstellungskosten zu senken.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an der dem Rotor abgekehrten Seite einer jeden Gehäusestirnwand eine Anzahl an dieser gegen Drehung festgelegter und sich zu einem Ring ergänzender, bogenförmiger Andruckschuhe für sowohl radial gegen die Umfangsfläche der Rotornabe als auch axial gegen die Gehäusestirnwand dichtende Packungsmittel angeordnet sind und daß für jeden Andrückschuh mindestens eine an der Gehäusestirnwand befestigte Anpreßvorrichtung vorgesehen ist, durch welche auf den Andrückschuh gleichzeitig eine Axialkraft und eine Radialkraft ausübbar ist.

Die erfindungsgemäße Abdichtanordnung ist nicht nur einfach in der Konstruktion, sondern erleichtert auch die Unterhaltung sowie eventuell notwendig werdende Reparaturen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist jede Anpreßvorrichtung zwei axial gerichtete Druckfedern, von denen wenigstens die eine den Andrückschuh axial belastet, sowie mindestens ein um eine ortsfeste Achse radial gegen den Andrückschuh verschwenkbares Nockenglied auf, das von der anderen Druckfeder belastet ist, wobei zweckmäßig

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die Druckfedern koaxial hintereinander angeordnet und von einer auf einem ortsfesten Bolzen verschieblichen und sich mit einem Stirnende gegen den Nocken abstützenden Hülse durchsetzt sind, wobei die zweite Druckfeder zwischen der einen Stirnseite eines an der Hülse angeordneten Flansches und einem festen Widerlager am Ende des Bolzens verspannt ist und sich die andere Druckfeder gegen die andere Stirnseite des Flansches abstützt. Durch eine solche Ausgestaltung ents.teht ein besonders kompakter Aufbau der Anpreßvorrichtung, und es werden die Voraussetzungen für eine besonders einfache Einstellung einer jeden Anpreßvorrichtung geschaffen, die dadurch erhalten wird, daß das Widerlager im Verhältnis zum Bolzen axial verstellbar ist. Diese Verstellbarkeit wird vorzugsweise dadurch erhalten, daß das Widerlager von einem Federteller gebildet ist, der von einer in eine Gewindebohrung des ortsfesten Bolzens eingedrehten Schraube durchsetzt und von deren Kopf rückseitig erfaßt ist.

Die vorstehend erwähnte vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann ferner dadurch eine zweckmäßige Weiterbildung erfahren, daß die Anpreßschuhe im Querschnitt L-förmig mit einem axial gerichteten Kragenteil und einem radial nach einwärts gerichteten Flanschteil am gegen die Stirnwand weisenden Ende des Kragenteils ausgebildet sind, daß die Packungsmittel aus einer ersten innerhalb des L-förmigen Querschnitts der Anpreßschuhe angeordneten Packung zur Abdichtung gegen die Rotornabe und einer zweiten an der Außenseite der Flanschteile der Anpreßschuhe angeordneten Packung zur Abdichtung gegen die Gehäusestirnwand bestehen

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und daß die mit ihrer einen Stirnfläche gegen die Flanschteile der Anpreßschuhe anliegende erste Packung an ihrer anderen Stirnfläche von einem Druckring axial belastbar ist, gegen den die zweiten Druckfedern verspannt sind. Vorzugsweise ist hierbei der Druckring in eine der Zahl der Antriebsschuhe entsprechende Anzahl bogenförmiger Eingabschnitte unterteilt. Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Planschteile der Anpreßschuhe an den Innenkanten axiale Ansätze tragen, gegen welche die zweite Packung radial anliegt. Durch diese Maßnahme wird verhindert, daß die zweite Packung, welche der axialen Abdichtung zwischen den Anpreßschuhen und der Gehäusestirnwand dient, sich radial nach einwärts in den das Spiel zwischen Rotornabe und Stirnwanddurchbrechung bildenden Spalt verlagert und dort zu Verklemmungen führt.

Nach einem besonderen Merkmal zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind federn Anpreßschuh im Umfangsabstand zueinander zwei Anpreßvorrichtungen zugeordnet, zwischen denen der Anpreßschuh eine mit ihrer Maulöffnung radial nach außen weisende Pührungsgabel trägt, in welche ein an der Gehäusestirnwand fester axialer JTührungsbolzen radial verschieblich eingreift.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 einen Axialschnitt durch einen Drehspeicherwärmetauscher mit der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung, wobei die Rotornabe ungeschnitten dargestellt ist,
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Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit aus Fig. 1 mit einer Anpreßvorrichtung für die erfindungsgemäße Abdichtanordnung entsprechend einem Schnitt nach Linie II-II in Fig. 4,

Fig. 3 in gleichem Maßstab wie Fig. 2 einen Schnitt nach Linie IH-III in Fig. und

Fig. 4 eine Axialansicht auf einen an den

Enden weggebrochenen und in sich teilweise ausgebrochenen Umfangsabschnitt einer Dichtungsanordnung nach den Fig. 1 bis 3-

Der in Fig. 1 in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnete Drehspeicherwärmetauscher hat eine Rotornabe 12, die mit ihrem unteren Ende in einem Stützlager 14 gelagert ist und am oberen Ende von einem Motor 16 Über ein Untersetzungsgetriebe 18 angetrieben wird. An der Rotornabe 12 sind in bekannter Weise radiale Trennwände 20 mit Umfangsabstand angeordnet, deren axial verlaufende Endkanten durch eine zylindrische Mantelwand 22 verbunden sind. In den zwischen den Trennwänden 20, der Toronabe 12 und der Mantelwand 22 gebildeten, axial offenen Taschen befinden sich axial durchströmbare Einsätze (nicht dargestellt) aus wärmetauschendem Material. Die Rotornabe 12, die Trennwände 20, die Mantelwand 22 und die Einsätze aus wärmetauschendem Material bilden zusammen den Rotor 24 des Wärmetauschers.

Der Rotor 24 befindet sich innerhalb eines fest-

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stehenden Gehäuses 26 mit Stirnwänden 28 an den Rotorenden. Die Stirnwände 28 sind mit paarweise miteinander fluchtenden und im übrigen diametral zur Rotorachse angeordneten Durchbrechungen 30, 32, 34, 36 versehen, durch welche die wärmetauschenden Gase für gewöhnlich im Gegenstrom dem drehenden Rotor 24 zugeführt bzw. davon wieder abgeleitet werden.

Umfangsdichtungen 38 an den axialen Enden der Hantelwand 22 sowie Radialdichtungen 40 an den axialen Enden der radialen Trennwände 20 sorgen im äußeren Umfangsbereich des Rotors bzw. im Bereich der Trennwände 20 für eine Abdichtung der wärmetauschenden Gase gegen die Stirnwände und verhindern einmal, daß die Gase außerhalb der Mantelwand 22 des Rotors axial entlangströmen und sich zum anderen in Umfangsrichtung im Bereich zwischen den Durchbrechungen der GehäuseStirnwände 28 miteinander vermischen.

Um auch zu verhindern, daß durch den Spalt zwischen der Rotornabe 12 und den von dieser durchsetzten zentralen Durchbrechungen der Rotorstirnwände 28 eine Leckströmung zwischen den wärmetauschenden Gasen auftritt bzw. ein unter Überdruck stehendes Gas in die umgebende Atmosphäre entweicht oder im Bereich eines unter Unterdruck stehenden Gases Luft aus der umgebenden Atmosphäre eindringt, ist in Übereinstimmung der Erfindung eine besondere Abdichtanordnung an Jedem Nabenende vorgesehen. Eine jede Abdichtanordnung besteht aus einem ersten Packungssatz 42, die innerhalb eines sich zu einem Ring ergänzender im Querschnitt L-förmiger, gebogener Andrück-

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schuhe 4-4- angeordnet und von dem axial gerichteten Kragenteil 4-6 eines jeden Andrückschuhs 4-4· in Anlage gegen die Umfangsflache der Rotornabe 12 gehalten sind, und einer -weiteren Packung 48, die von der Außenseite des radial nach einwärts gerichteten Flanschteils 50 eines jeden Andriickschuhs 44- gegen die Stirnwand 28 gehalten sind. Ein axial gerichteter Ansatz 52 an der Innenkante des Flanschteils 50 eines jeden Andriickschuhs 44 erfaßt die Packung 48 von innen.

Ein in eine der Zahl der Andrückschuhe 44- entsprechende Anzahl bogenförmiger Ringabschnitte unterteilter Druckring 54· liegt gegen die äußere Stirnseite des Packungssatzes 4-2 an, dessen innere Stirnseite am Flanschteil 50 ihre Anlage findet. Die einzelnen Ringabschnitte des Druckrings 54-sind mit Radialflanschen 56 versehen, deren Sinn und Zweck weiter unten erläutert wird.

Wie aus den Fig. 3 und 4- zu ersehen ist, befindet sich in der Umfangsmitte eines jeden Andrückschuhs 44- außenseitig eine Führungsgabel 58, in deren radial nach außen gerichtete Maulö'ffnung ein Führungsbolzen 60 eingreift, der mit einem entsprechenden Fußteil 62 an der Außenseite der Gehäusestirnwand 28 befestigt ist. Weiterhin sind einem jeden Andrückschuh 44- beiderseits der Führungsgabel 58 zwei Anpreßvorrichtungen zugeordnet, deren Aufbau in Fig. 2 veranschaulicht ist.

Eine jede Anpreßvorrichtung 64- weist einen mit einem Fußteil 66 an der Außenseite der Stirnwand 28 befestigten axialen Bolzen 68 auf, in dessen mit einer Gewindebohrung versehenes Ende 409832/0775.

eine Schraube 70 eingedreht ist. Am ITußteil 66 sind beiderseits des Bolzens 68 Nocken 72 um eine gemeinsame Achse 74- gegen die Außenseite des Kragenteils 46 des entsprechenden Andrückschuhs 44 verschwenkbar angebracht. Auf dem Bolzen 68 ist ferner zusammen mit diesem eine Durchbrechung 76 im Radialflansch 56 des Druckrings 54 durchsetzende Hülse 78 verschieblich angeordnet, deren in 5"ig. 2 unteres Ende auf den Nocken 72 aufruht. Die Hülse 78 trägt jenseits des Radialflansches 56 des Druckrings 54 einen Umfangsflansch 80. Zwischen dem Umfangsflansch 80 und dem Radialflansch 56 des Druckrings 54 ist eine, erste, die Hülse 78 umschließende Schraubendruckfeder 82 eingespannt. Eine weitere Schraubendruckfeder 84 ist zwischen dem Umfangsflansch 80 und einem von der Schraube 70 durchsetzten und von deren Kopf erfaßten Pederteller 86 eingespannt.

Je nachdem, wie weit die Schraube 70 in die Gewindebohrung des Bolzens 68 eingedreht ist, wird zunächst von der Schraubendruckfeder 84 eine Axialkraft auf die Hülse 78 ausgeübt, die mit Hilfe des Nockens 72 in eine radial nach einwärts gerichtete Kraft gegen den Kragenteil 46 des Andrückschuhs 44 umgewandelt wird und dadurch den Packungssatz 42 zwischen den Andrückschuh und der TJmfangsflache der Rotornabe 12 in dichtender Anlage hält. Weiterhin übt entsprechend der Eindrehtiefe der Schraube 70 in die Gewindebohrung des Bolzens 68 der von der Schraubendruckfeder 84 belastete Umfangsflansch 80 der Hülse 78 über die Schraubendruckfeder 80 eine Axialkraft auf den Radialflansch 56 des Druckrings 5^ aus, welcher seinerseits über den Packungssatz 42 und den Planschteil 50 eine axiale Dichtungskraft auf die Packung 48 ausübt, welcher dadurch den Andrückschuh 44 409832/0775

gegen die Gehäusestirnwand 28 abdichtet. Es leuchtet ein, daß mit einer Verstellung der Einschraubtiefe der Schraube 70 in der Gewindebohrung des Bolzens 68 sowohl die Kraft verändert wird, mit welcher der Packungssatz 42 radial zwischen dem Andrückschuh und der Umfangsfläche der Rotornabe 12 eingespannt ist, als auch die Andrückkraft, mit welcher die Packung 48 zwischen dem Andrückschuh 44 und der Gehäusestirnwand 28 eingespannt ist.

Durch die Verteilung einer entsprechenden Anzahl Anpreßvorrichtungen 64 am Umfang der zentralen Durchbrechungen der Rotorstirnwände wird erreicht, daß die Packungen 42, 48 auf den gesamten Umfang radial gegen die Rotornabe und axial gegen die GehäuseStirnwände 28 in dichtenderAnlage gehalten werden. Die an den Andrückschuhen 44 angeordneten Führungsgabeln 58 im Zusammenwirken mit den ortsfest an den Stirnwänden 28 befestigten Führungsbolzen 80 verhindern bei der Drehung des Rotors eine Mitnahme der Andrückschuhe 44 wie auch des Druckrings 54 in Umfangsrichtung.

Ansprüche /

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Claims

Pat entansprüche

p./ Anordnung zum Abdichten der Eotornabe eines Orehspeicherwärmetauschers gegen die von der Eotornabe mit Radialspiel durchsetzten Stirnwände eines den Rotor umschließenden feststehenden Gehäuses, dadurch gekennzeichnet , daß an der dem Rotor (24) abgekehrten Seite einer jeden Gehäusestirnwand (28) eine Anzahl an dieser gegen Drehung festgelegter und sich zu einem Ring ergänzender, bogenförmiger Andrückschuhe (44) für sowohl radial gegen die Umfangsflache der Rotornabe (12) als auch axial gegen die Gehäusestirnwand (28)dichtende Packungsmittel angeordnet sind und daß für jeden Andrückschuh (44) mindestens eine an der Gehäusestirnwand (28) befestigte Anpreßvorrichtung (64) vorgesehen ist, durch welche auf den Andrückschuh gleichzeitig eine Axialkraft und eine Radialkraft ausübbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jede Anpreßvorrichtung (64) zwei axial gerichtete Druckfedern (82,84), von denen wenigstens die eine (82) den Andrückschuh (44) axial belastet, sowie mindestens ein um eine ortsfeste Achse (74) radial gegen den Andrückschuh verschv/enkbares Nockenglied (72) aufweist, das von der anderen Druckfeder (84; belastet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Druck-

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federn (82»84) koaxial hintereinander angeordnet und von einer auf einem ortsfesten Bolzen (68) verschieblichen und sich mit einem Stirnende gegen den Nocken (72) abstützenden Hülse (78) durchsetzt sind, wobei die zweite Druckfeder (84) zwischen der einen Stirnseite eines an der Hülse angeordneten Flansches (80) und einem festen V/iderlager (86) am Ende des Bolzens (68) verspannt ist und sich die erste Druckfeder (82) gegen die andere Stirnseite des Flansches (80) .abstützt.
4. Anordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß das Widerlager (86) im Verhältnis zum Bolzen (68)

·■ axial verstellbar ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Widerlager von einem Federteller (86) gebildet ist, der von einer in eine Gewindebohrung des ortsfesten Bolzens (68) eingedrehten Schraube (70) durchsetzt und von deren Kopf rückseitig erfaßt ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anirückschuhe (44) im Querschnitt L-förmig mit einem axial gerichteten Kragen-' teil (46) und einem radial nach einwärts gerichteten Flanschteil (50) am gegen die Stirnwand weisenden Ende des Kragenteils ausgebildet sind, daß die Packungsmittel aus einer ersten innerhalb des L-förmigen Querschnitts der Andrückschuhe (44) angeordneten Packung (42)

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zur Abdichtung gegen die Rotornabe (12) und einer zweiten an der Außenseite der IPlanschteile (50) der Andrückschuhe(44) angeordneten Packung (48) zur Abdichtung gegen die Gehäusestirnwand (28) bestehen und daß die mit ihrer einen Stirnfläche gegen die Jlanschteile (50) der Andrückschuhe(44) anliegende erste Packung an ihrer anderen Stirnfläche von einem Druckring (54) axial belastbar ist, gegen den die zweiten Druckfedern (84) verspannt sind.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Druckring (54) in eine der Zahl der Andrückschuhe (44) entsprechende Anzahl bogenförmiger Eingabschnitte unterteilt ist.
8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7* dadurch gekennzeichnet , daß die Flanscbteile (50) der Andrückschuhe(44) an den Innenkanten axiale Ansätze (52) tragen, gegen welche die zweite Packung (48) radial anliegt.
9. Anordnung nach einein der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Andrückschuh(44) im Umfangsabstand zwei Anpreßvorrichtungen (64) zugeordnet sind, zwischen denen der Andrückschuh (44) eine mit ihrer Maulöffnung radial nach außen weisende führungsgabel (58) trägt, in welche ein an der Gehäusestirnwand (28) fester axialer Führungsbolzen (60) radial verschieblich eingreift.

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