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Dichtungsvorrichtung für umlaufende Wärmeaustauscher Die Erfindung
bezieht sich auf Dichtungsvorrichtungen für umlaufende Wärmeaustauscher, insbesondere
auf regenerative Luftvorwärmer mit einem Rotor, der in einem zylindrischen Gehäuse
angeordnet ist. Diese Rotoren sind gewöhnlich in eine Vielzahl von Sektoren unterteilt,
welche die Wärmeübertragungselemente einschließen, die Wärme von den heißen Gasen
aufnehmen und an die im Gegenstrom durchlaufende Luft abgeben. Das zylindrische
Gehäuse ist mit Endplatten versehen, in denen sich Sektorausschnitte für den Durchtritt
von Gas bzw. Luft befinden. Um zu verhindern, daß das Gas oder die Luft den Rotor
unter Umgehung der Übertragungselemente durchströmen, sind Dichtungen am Umfang
des Rotors angeordnet, um diesen gegen das zylindrische Gehäuse abzuschließen. Gleichzeitig
sind Dichtungselemente an den Trennwänden zwischen den Sektoren des Rotors vorgesehen,
um einer Überströmung zwischen der Gasseite und der Luftseite vorzubeugen. Einzelne
Vorschläge haben sowohl am Umfang wie auch radial angeordnete Dichtungen vorgesehen.
Unter anderem sind starr befestigte dünne und biegsame Streifen, verwindbare Dichtungselemente,
verschiebbare Dichtungsschuhe u. dgl. vorgeschlagen worden. Diese Dichtungselemente
haben immer den Nachteil, daß sie den erforderlichen Dichtungseffekt nicht mehr
aufrechterhalten können, wenn der Rotor sich unter dem Einfluß der heißen Gase verwirft
oder die Dichtungselemente einer zu großen Abnutzung unterliegen.
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Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, diese Nachteile zu beseitigen
und Dichtungselemente zu schaffen, die praktisch einen gleichbleibenden Abstand
zwischen dem stehenden Gehäuse des Vorwärmers und seinem Rotor auch dann aufrechterhalten,
wenn
an dem letzteren während des Betriebes Verwerfungen auftreten.
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Das wird hauptsächlich dadurch erreicht, daß sowohl die am Umfang
angeordneten wie auch die radial angeordneten Dichtungselemente des Vorwärmers an
Tragvorrichtungen angebracht werden, die den Verwerfungen des Rotors des Vorwärmers
nicht unterliegen.
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Eine geeignete Anordnung für die Aufnahme der Dichtungselemente besteht
aus Radialstäben, die an beiden Seiten des Rotors gelenkig befestigt sind und bewegliche,
vorzugsweise aus dünnen Blechstreifen bestehende radiale Dichtungselemente tragen,
die gegen die Abdeckplatten des Vorwärmers gerichtet sind. Diese Radialstäbe sind
an ihren äußeren Enden mit parallel zur Rotorachse verlaufenden, also senkrecht
stehenden Holmen gelenkig und diese wiederum an ihren beiden Enden unter sich mittels
ringförmiger :Elemente verbunden. Eine beliebige Anzahl der Holme kann mit einem
oder mehreren Ringen verbunden sein, die von im zylindrischen Luftvorwärmergehäuse.
angeordneten Rollen geführt werden, welche zugleich als Antriebsmittel für den Rotor
dienen können.
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Um das Überströmen von Gas oder Luft zwischen dem Rotormantel und
den die Umfangsdichtungen tragenden Ringelementen zu verhindern, sind an diesen
oder am Rotormantel. der Ringform angepaßte hintereinanderliegende Dichtungsplatten
gelenkig so angeordnet, däß sie den Rotormantel und die Ringelemente ständig berühren.
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Die Radialstäbe können aber auch an ihren äußeren Enden mit innerhalb
des äußeren Umfanges des Rotormantels angeordneten, die Umfangsdichtung tragenden
Ringen verbunden sein, welche mit gegen die Innenseite des Rotormantels sich anlegenden
Dichtungen ausgestattet sind.
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Die Radialstäbe sind mit ihren dem Rotor zugewendeten Kanten an die
den Rotormantel mit der Rotornabe verbindenden radialen Trennwände angeschlossen,
und zwar mit Hilfe von federbelasteten Bolzen, die in schlitzförmigen öffnungen
der Trennwände gleiten und dadurch die Möglichkeit geben, daß der Rotor sich verziehen
kann, ohne daß die Dichtungselemente ihre relative Lage zur Rotorachse verändern.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen Fig. i, 3, 5, 7 radiale Schnitte durch vier verschiedene Ausführungsformen,
Fig.2, 4, 6, 8 und 9 die dazugehörigen waagerechten Teilschnitte, Fig. io und ii
Radialschnitte durch konstruktive Abwandlungen des in Fig.7 gezeigten Beispiels.
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Im Ausführungsbeispiel nach Fig. i und 2 ist das zylindrische Gehäuse
des Vorwärmers mit io bezeichnet; es trägt die beiden Endplatten 12 und 14, in denen
Sektoröffnungen 16 und 18 für den Durchgang des Gases bzw. der Luft vorgesehen sind.
Der zylindrische Mantel 2o des Rotors ist mit der Rotornabe 22 durch radial angeordnete
Trennwände 24 verbunden, welche innerhalb des Rotors Kammern bilden, in denen Platteneinbauten
26 beliebiger Form oder andere Wärme aufnehmende und abgebende Körper angeordnet
sind. An den Kanten dieser Trennwände 24 sind über ihre ganze Länge sich erstreckende
und gegen die Nabe 22 anstoßende Radialstäbe 28 beweglich befestigt, die beliebigen,
z. B. rechteckigen Querschnitt haben können. Diese Radialstäbe sind an ihren äußeren
Enden mit senkrechten Holmen 30 gelenkig verbunden, die parallel zum Außenmantel
20 des Rotors angeordnet und an ihren Enden untereinander durch Endringe 32 aus
Winkeleisen, U-Eisen oder Flacheisen durch Schweißung oder Nietung verbunden sind.
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Ferner sind die Holme untereinander mit Hilfe von Stützringen 34 aus
Flacheisen verbunden, die von drei oder vier im Vorwärmergehäuse io angeordneten
Rollen 36 getragen werden, von denen eine oder mehrere als Antriebsrollen für die
Vorwärmerdrehung ausgebildet sein können. Die Holme können darüber hinaus noch durch
Flacheisenringe 38, wie in Fig. 3 dargestellt, verbunden sein, die, angedeutet durch
punktierte Linien, durch parallel zu den Holmen angeordnete Stifte 40 miteinander
verbunden sind und ein Zahnrad für den Drehantrieb bilden.
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An den aus Winkeleisen, U-Eisen oder Flacheisen hergestellten Endringen
32 sind dünne Dichtungsstreifen 42 angeordnet und so eingespannt, daß ihre freien
Kanten mit kleinstem Spiel gegen die Abdeckplatten 12, 14 des Vorwärmergehäuses
anliegen und so die Umfangsdichtung bilden.
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An den Radialstäben 28 sind gleichfalls dünne Bleche 44 angeordnet,
die bei der Umdrehung des Rotors die Radialdichtungen zwischen der Luft-und der
Gasseite des VOCNvärnlers bilden. Die mit ihren inneren Enden gegen die Rotornabe
22 stoßenden Radialstäbe 28 sind an den Kanten der Trennwände 24 beweglich befestigt,
und zwar mit Hilfe von federbelasteten Bolzen 46, welche die Radialstäbe gegen die
Trennwände 24 drücken und in Schlitzen dieser Trennwände so beweglich sind, daß
Verwerfungen des Rotors und seiner Zwischenwände die Radialstäbe weder in ihrer
Dichtungslage verändern noch verbiegen können.
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In der Einrichtung gemäß Fig. i und 2 sind, um einer Überströmung
zwischen dem Rotormantel 20 und . den die Umfangsdichtungen 42 tragenden Endringen
32 vorzubeugen, an diesen gelenkig Platten 48 befestigt, die im oberen Teil auf
der oberen Mantelkante aufliegen und unten in einen nach außen offenen am Rotormantel
2o befestigten U-Profil-Ring eingreifen.
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Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6 sind ähnliche Platten 52 außen
am Rotormantel 2o mit Hilfe von Stiften gelenkig so angebracht, daß ihre freien
Kanten gegen die Endringe32 gerichtet sind.
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Mit Hilfe dieser Platten, die sich an den Leisten überlappen, wird
ein Entweichen von Gas bzw. Luft aus dem Rotor -des Vorwärmers praktisch verhindert.
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In der Ausführung nach Fig. 3 und 4 sind die Endringe 32, die die
Umfangsdichtungen 42 tragen,
| unmittelbar an den Radialstäben 28 innerhalb des |
| Rotormantels 20 angeschlossen. |
| Uni ein Ausströmen von Gas zwischen dem |
| Rotormantel 2o und den Endringen 32 zu verhin- |
| dern, sind die letzteren mit Dichtungsstreifen 5d |
| ausgestattet, die sich gegen die Innenseite des |
| ltotortnantels anlegen. |
| Führungsrollen 56 dienen dazu, eine Aufwärts- |
| der Holme zu verhindern. |
| Die Darstellungen in den Fig.7 und 8 unter- |
| scheiden sich dadurch, claß oben und unten dem |
| Umfang; des Rotors entsprechend gekrümmte |
| Plattensegmente 58 in senkrechter Richtung Ver- |
| schielrlrar angeordnet sind, die an ihren äußeren |
| Kanten mit Dichtungsleisten 6o ausgestattet sind. |
| Die Plattensegmente werden mit Hilfe von feder- |
| belasteten Bolzen 6.1 gegen den Rotormantel ge- |
| drückt und geführt. Die an den Rändern der |
| Ziviscllentv:inde 24 verschiebbar gelagerten Radial- |
| stälre 28 sind an ihren äußeren Enden an senkrecht |
| stehende federnde 1101111e30 angeschlossen, die |
| ihrerseits oben und unten durch Endringe 62 mit- |
| eInander verbunden sind. Der obere Endring 62 ist |
| auf inl \%orw:irmergelüiuse drehbar angeordneten |
| Rollen 36 abgestützt. |
| Die Darstellung in Fig, io unterscheidet sich von |
| derjenigen in I# ig. 7 nur dadurch. daß die umlaufen- |
| den Ringe 62 etwa auf die glitte der Querstäbe |
| verlegt sind, wiihrend die Darstellung Fig. i i sich |
| von derjenigen der Fig.7 hauptsächlich dadurch |
| unterscheidet, daß die bogenförmigen Platten 58 |
| statt der Dichtungsleisten 6o Dichtungsstreifen .42 |
| tragen. |
| Diese Darstellung zeigt weiterhin den Antrieb |
| des Rotors tnit Hilfe eines Zahnrades, das im Vor- |
| tv;irrnerTell:iuse angeordnet ist und dessen Zähne |
| mit ani Umfang des Rotormantels in ein U-Eisen |
| 38 augcnrdrreten Bolzen 4o im Eingriff stehen. |