DK164304B - Taetningsindretning til taetning mellem et stationaert hus og en roterbar cylinder - Google Patents

Description

i

DK 164304 B

Opfindelsen angår en taetningsindretning til tætning mellem et stationært hus og en roterbar cylinder, hvilken tætningsindretning omfatter flere stive bueformede segmenter, der er anbragt 5 omkring cylinderens ydre omkreds, og som hver har- en aksial tætningsflade mod cylinderens ydre omkredsflade og med en radius stort set lig med cylinderens, en radial tætningsflade mod en radial flade af en ring fastgjort til huset, og endesektioner til overlapning af 10 hosliggende segmenter, samt ; et kabel ført omkring yderperiferien af segmen terne i en rille i segmenterne, hvilket kabel tjener til at spænde segmenterne radialt mod overfladen af cylinderen, og 15 et organ til udløselig fastgørelse af hvert seg ment til huset, så segmenterne kan forskyde sig radialt og indstille sig aksialt.

Opfindelsen beskæftiger sig nærmere bestemt med en segmenttætning til tætning af tilgangs- og afgangs-20 enden af damprør-tørreapparater og tørreapparater, der opererer med direkte fyring, samt andre typer roterende indretninger, der indbefatter kølere, som sædvanligvis benyttes inden for kornbehandlingsindustrien og den kemiske industri.

25 Fælles for alle typer roterende indretninger, som inden for kornindustrien og den kemiske industri anvendes til tørring eller køling, er et stationært tilgangshus til modtagelse af produktet. Det tørrede produkt passerer fra den roterende indretning ind i et 30 stationært afgangshus. Til tætning af det stationære tilgangshus og afgangshus i forhold til den roterende cylinder er der tætningsorganer, der sikrer, at produktet, der skal tørres, ikke mistes, eller indretningens effektivitet ikke forringes.

2

DK 164304 B

I sådanne roterende indretninger udvikler der sig ofte en trykgradient fra indretningens inderside mod den ydre atmosfære. Denne trykgradient kan forårsages dels af produktets hastighed inden i indretningen, og 5 dels af forøgelser i volumenet af den opvarmede, "fug-tighedsindeholdende afgangsluft. Trykgradienten kan enten bevirke et uønsket tab af produkt gennem tætningen eller eventuelt resultere i for megen tilførsel af luft, hvilket reducerer indretningens effe'ktivitet.

10 Fra DE offentliggørelsesskrift nr. 30 47 404 -:ke,ndes en tætningsindretning af den i indledningen angivne art. I denne kendte tætningsindretning presses segmenterne mod ringfladen på huset ved hjælp af en anden ring, der ligger omkring den roterbare cylinder og 15 er forbundet med huset, så den kan forskydes aksialt.

Sementerne fastholdes radialt forskydeligt ved, at der ud for deres overlappende endesektioner er fastgjort smalle radialt rettede anslag på ringen i huset, respektive på den forskydelige ring. Dette arrangement 20 medfører, at der kun kan accepteres en lille excentricitet af den roterende aksiale flade, mod hvilken segmenterne hviler. Derfor er denne flade udført som en separat cylindrisk ring båret på den roterbare cylinder af svingarme, hvorved det sikres, at indflydelsen 25 fra eventuel excentricitet eller urundhed af cylinderen ikke overføres til tætningsindretningen.

Ifetningsindretningen ifølge cpfindelsen adskiller sig fra den kendte ved, at hvert segment ved hver overlappende endesektion har en åbning i yderperiferien, at 30 der er placeret en tætningsklods i åbningerne, og at hver tætningsklods har et hul med en bøsning, gennem hvilken kablet løber og tvinger klodsen mod segmenterne.

Det opnås herved, at de radiale spalter mellem 35 hosliggende ender af segmenterne tætnes, hvorved lækage 3

DK 164304 B

af produkt eller luft fra den roterende cylinder minimeres eller hindres helt.

En udførelsesform af opfindelsen er ejendommelig ved, at hvert segment har en radial slids og er 5 fastspændt til overfladen af ringen på huset med- en tap med en møtrik og med en elastomerbøsning indsat mellem møtrikken og segmentet, hvorhos bolten går gennem slidsen i segmentet.

Herved opnås, at segmenterne hver for sig kan 10 monteres og fastholdes, så de har en høj radial bevægelighed og kan tilpasse sig eventuel urundhed eller excentricitet af den roterende cylinder. Det er en yderligere fordel, at segmenterne og tætningsklodserne i denne udførelsesform umiddelbart er tilgængelige for 15 visuel inspektion under driften.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et vertikalbillede af et roterende damprør-tørreapparat - for illustration af tre separate 4

DK 164304 B

tætnings indretninger, som hver er fremstillet efter opfindelsens principper, fig. 2 et vertikalbillede af en typisk tætningsindretning efter linien 2-2 i fig. 1, 5 fig. 3 et frontbillede af et typisk tætningsseg ment, fig. 4 set bagfra et billede af et typisk tætningssegment, fig. 5 et planbillede efter linien 5-5 i fig. 4, 10 ' fig. 6 i forstørret skala et tværsnitsbillede efter linien 6-6 i fig. 2, fig. 7 i forstørret skala et tværsnitsbillede efter linien 7-7 i fig. 2, fig. 8 et isometrisk billede af en elastomerisk 15 tætningsklods, og fig. 9 et planbillede efter linien 9-9 i fig. 2.

Fig. 1-9 viser en foretrukken udførelsesform for en tætnings indretning 10, der er fremstillet efter opfindelsens principper. Der er vist tre eksempler på den 20 foretrukne udførelsesform 10, som anvendes i forbindelse med et typisk roterende damprør-tørreapparat 11.

Det forudses, at der falder andre udførelsesformer for opfindelsen inden for dennes ramme - for brug i tørreapparater, som opererer med direkte fyring, kølere og 25 alle typer roterende indretninger, som benyttes inden for kornbehandlingsindustrien og den kemiske industri til fjernelse af fugtighed ved hjælp af en fordampningsproces eller som alternativ til fjernelse af varme ved konvektion, konduktion og stråling. Det forudses endvi-30 dere, at man vil kunne indrette udførelsesformer for opfindelsen til roterende indretninger, som anvendes inden for andre industrier, såsom til spildevandsbehandling og cementfremstilling. Disse alternative industrier har også et stadigt behov for roterende indretninger, og så-35 danne indretninger vil let kunne ændres til at omfatte den beskrevne foretrukne udførelsesform for tætningsindretningen.

5

DK 164304 B

Fig. 1 viser et roterende damprør-tørreapparat 11, der har et tilgangshus 12, som er båret i en stationær position ved hjælp af et tilgangshusstativ 14. En roter-bar cylindrisk del eller kappe 16 er indskudt mellem 5 tilgangshuset 12 og et afgangshus 30, der er båret stationært ved hjælp af et afgangshusstativ 32.

Kappen 16 er båret ro ter bart ved hjælp af to par ruller 20, og hvert par af disse ruller 20 er båret stationært ved hjælp af rullebasisdele 18. Hvert par 10 ruller 20 er koblet roterbart til en ringdel 22, der er fastgjort til hver ende af kappen 16. Kappen er drevet-af en motor 24, der ved hjælp af et drev 26 er koblet til en tandkrans 28, som er fastgjort til kappen 16*s ydre omkreds.

15 Indretningen anvendes til kontinuerlig rotation af kappen 16 ved hjælp af motoren 24 - og ved chargering af ikke viste damprør, som er anbragt i det indre af kappen 16. Efter at indretningen har opnået den korrekte operationstemperatur, bringes produktet, der skal 20 tørres, til at træde kontinuerligt ind i tilgangshuset 12, Produktet roteres i kappen og passerer gennem denne med en forudbestemt hastighed, således at der opnås en passende tørretid.

Det tørrede produkt afgår derefter fra kappen 16 25 via ikke viste åbninger, der befinder sig i kappen, og som er dækket af det stationære afgangshus 30. Der sker derpå opsamling af produktet fra afgangshuset 30 med henblik på yderligere behandling deraf.

Idet der fjernes fugtighed fra produktet ved for-30 dampning på grund af kontakt med de varme damprør og andre opvarmede flader, forøges volumenet af gasser i kappen 16, hvilket resulterer i en trykgradient i forhold til den ydre atmosfære. Tyngdekraften såvel som trykgradienten fra kappens inderside til dens yderside 35 bevirker, at der går materiale tabt i kantområdet mellem den roterende kappe 16 og det stationære afgangs- 6

DK 164304 B

hus 30, hvis et sådant periferisk område ikke er tætnet korrekt. Tætningen, der er anbragt i området af afgangshuset 30, kræver to separate tætningsindretninger 10, dvs. en indretning, der befinder sig i afstand fra kap-5 pens afgangsende, og en indretning, som befinder sig nær ved kappens afgangsende. Dertil kommer, at der også kræves en tætningsindretning 10 mellem tilgangshuset 12 og kappen 16's tilgangsende. Denne tætningsindretning virker til at hindre spild og tab af produkt gennem 10 spalten mellem tilgangshuset 12 og kappen 16's tilgangsende. Det nævnte tab forårsages af tyngdekræfter og trykgradienter, som kan udvikle sig ved kappens tilgangsende.

Fig. 2 viser et eksempel på en foretrukken udførel-15 sesform for en tætningsindretning 10, som er fremstillet efter opfindelsens principper. Denne tætningsindretning 10 er den indretning,’ som befinder sig nær ved kappen 16's’ afgangsende, men afgangshuset 30's tætningsindretning 10, der befinder sig i afstand fra kappen 16's 20 afgangsende, er med hensyn til opbygning identisk med den viste. Dertil kommer, at tætningsindretningen 10, der er anbragt ved kappen 16's tilgangsende, med hensyn til opbygning også er identisk med tætningsindretningen ifølge fig. 2.

25 Der er anbragt et antal bueformede segmenter 40 periferisk omkring den ydre omkreds af kappen 16, idet de er fastgjort til en tætningsmontagering 34. Denne montagering 34 er fortrinsvis svejst til dens tilhørende afgangshus 30 eller tilgangshus 12. Montagerin-30 gen 34 kan eventuelt være boltet eller på anden måde fastgjort demonterbart til dens tilhørende hus for at muliggøre en korrekt installering og periodisk justering, hvis dette skulle være påkrævet. Montageringen 34 og husene 30 og 12 er fortrinsvis fremstillet af jernhol-35 dige materialer for at lette en almindelig lysbuesvejsning og lignende.

7

DK 164304 B

Segmenterne 40 er fremstillet af ikke-jernholdigt materiale, såsom epoxy-imprægneret klæde eller fiberglas.

Der anvendes fortrinsvis Sythan-Taylor (Philadelphia)

Synthan. Som alternativ kan der anvendes messing, bronze, 5 Teflon, plast eller andre materialer.

Hvert bueformet segment 40 er monteret til tætningsmontageringen 34 ved hjælp af en tap 44, der er fastgjort til montageringen 34. Den nævnte fastgørelse sker ved svejsning til eller ved gevindindgreb med mon-10 tagéringen 34. Hver tap 44 passerer gennem en langstrakt tapslids 42, der er udformet ved hjælp af hvert tæfcningssegment 40. En vulstformet elastomerisk bøsning 48, der ved hver side har en stålunderlagsskive, er indskudt mellem tætningssegmentet 40 og en møtrik 46.

15 Denne møtrik 46 er i samvirkende indgreb med tappen 44's gevind og indstilles med et tilstrækkeligt drejningsmoment, således at der udvikles et passende tryk i bøsningen 48 - med en komposant koaksialt med tappen 44. Det nævnte koaksiale tryk tilvejebringer en passende 20 kraft til at opretholde en radial tætning mellem den radiale tætningsflade 110 af segmentet 40 og tætningsmontageringen 34.

De anvendte elastomere inkluderer materialer, der fortrinsvis vælges ud fra gruppen, som består af styren-25 butadiengummier, naturgummier, cis-polybutadiengummier, cis-polyisoprengummier, ethylen-propylengummier, butyl-gummier, polyakrylater, polysulfidgummier, siliconer, fluorcarbon, neopren, nitrilgummier, polyurethaner og andre elastomere.

30 Den langstrakte slids 42, der er dannet ved hjælp af segmentet 40, er oprettet radialt i forhold til segmentet 40's bueformede aksiale tætningsflade 100.

Den aksiale tætningsflade 100's radius er valgt til at være tilnærmelsesvis lig med kappen 16's radius, og 35 den bueformede aksiale tætningsflade 100 omfatter således en del af tætningsindretningen 10's totale ak- 8

DK 164304 B

siale tætning. Længden af slidsen 42 er valgt til at muliggøre en tilstrækkelig radial forskydning af segmentet 40 med henblik på at optage dels forudsete eller målte uregelmæssigheder i kappen 16's rundhed, og dels 5 slid på tætningssegmenterne 40 langs deres aksiale tætningsflader 100. Fig. 6 viser med henvisningsbetegnelser "X" og "Y" det relative bevægelsesområde for en urund eller "ægformet" kappe 16, som kan optages ved tilsvarende radiale forskydninger af tætningssegmentet 40 og 10 den tilhørende slids 42.

Hvert segment 40 danner desuden en første overlapningssektion 102 og en anden overlapningssektion 104. Disse sektioner har fortrinsvis en tykkelse svarende til ca. halvdelen af tykkelsen af segmentet 40 i 15 nærheden af slidsen 42. Den første overlapningssektion 102 og den anden overlapningssektion 104 er indrettet til at overlappe den anden sektion 104 og den første sektion 102 af de nærliggende segmenter 40. Bredden af de nævnte sektioner 102 og 104 er desuden valgt til 20 at kunne optage slid på den bueformede aksiale tætningsflade 100, hvilket resulterer i en gradvis indadrettet radial forskydning af segmenterne.

Den nævnte første overlapningssektion 102 og nævnte anden overlapnings sektion 104 danner desuden en 25 første radial overlapningstætningsflade 106 og en anden radial overlapningstætningsflade 108, som kontakter en anden radial overlapningstætningsflade 108 og en første radial overlapningstætningsflade 106 af nærliggende segmenter 40. De nævnte overlapningstætningsfla-30 der 106 og 108 omfatter en integreret del af den radiale tætning, som er tilvejebragt ved hjælp af tætningsindretningen 10.

Et første tætningsklodssæde 112 og et andet tætningsklodssæde 114, der har et firkantformet eller rekt-35 angulært tværsnit i segmentet 40's plan, er dannet inden i hvert tætningssegment 40 langs dets ydre radius.

9

DK 164304 B

Anbringelsen af det nævnte første sæde 112 og nævnte andet sæde 114 er valgt til at ligge i flugt med spalterne 103, som er udformet ved hjælp af den nærliggende første overlapningssektion 102 og den nærliggende an-5 den overlapningssektion 104 af de nærliggende segmenter 40. Der er anbragt en elastomerisk tætningsklods 64 inden i hvert komplet tætningsklodssæde, som er udformet ved hjælp af kombinationen af nærliggende segmenter 40 og det tilhørende nærliggende første tætnings-10 klodssæde 112 og tilhørende nærliggende andet tætningsklodssæde 114.

- -- Den nævnte tætningsklods 64 er valgt til at have en tykkelse, som er mindre eller lig med tykkelsen af segmentet 40 i nærheden af slidsen 42. Bredden af 15 klodsen 64 er valgt med henblik på at tilvejebringe en passende tætning ved det sted af spalten 103, som er udformet ved hjælp af de nærliggende segmenter 40.

Bredden er desuden valgt til ikke at kollidere med den radiale forskydning af segmenterne 40 over deres fulde 20 område, som er muliggjort af længden af den langstrakte slids 42. Den nævnte bredde er desuden valgt med henblik på at optage slid langs segmenterne 40's bueformede aksiale tætningsflade 100, hvilket muliggør deres gradvise radiale forskydning indad i retning mod kappen 25 16's længdeakse.

En kabelopretningsrille 54 er dannet ved hjælp af hvert bueformet segment 40 langs dets ydre omkreds med henblik på at oprette et kabel 52, som har hver af sine ender fastgjort til en tilhørende forankringskonsol 30 38 via et tilhørende strammeorgan 56 og fjeder 58.

De nævnte forankringskonsoller 38 består fortrinsvis af jernholdigt metal og er fastgjort i nærheden af hvert af de øvre hjørner af det tilhørende tilgangshus 12 eller afgangshus 30 ved hjælp af lysbuesvejs-35 ning eller andre midler. Der. ene ende af kablet 52 er koblet til en af forankringskonsollerne 38 via en 10

DK 164304 B

fjeder 58 og et strammeorgan 56. Dette strammeorgan 56 har kroge anbragt ved hver ende. Den ene passerer gennem et forankringshul 39, der er dannet ved hjælp af den tilhørende konsol 38, og den anden passerer gennem 5 en krog 59, som er udformet ved hjælp af den ene ende af fjederen 58. Den anden ende af fjederen 58 danner en anden krog 59, der passerer gennem en løkke, som befinder sig i enden af kablet 52, og som er dannet ved hjælp af et spændeorgan 53.

10 ' Den anden ende af kablet 52 er på lignende måde forankret til den anden forankringskonsol 38 med tilføjelse af en øjebolt 60, gennem hvilken strammeorganets ene krog 57 passerer. Denne øjebolt 60 har en gevindskåret del, der passerer gennem et forankringshul 15 39, som er dannet ved hjælp af konsollen 38. På hver side af konsollen er der anbragt en møtrik 62, der tjener til udløselig fastgørelse af øjebolten til konsollen 38. Dette arrangement muliggør indstilling af afstanden mellem åbningen, der er afgrænset af øjebolten 60, og 20 konsollen. Denne indstilling sikrer, at kablet 52 ikke kommer i kontakt med sig selv på det sted, hvor det krydser sig selv.

Et træk ved den foretrukne udførelsesform medfører, at kablet 52 så at sige fuldstændigt omgiver hele tæt-25 ningsindretningen uden at gnide mod sig selv på krydsningsstedet. Kablet 52 er ført gennem en cylindrisk bøsning 66, der passerer gennem hver tætningsklods 64. Spændingen, der er tilvejebragt ved hjælp af fjedrene 58 og kablet 52, tilvejebringer langs omkredsen af 30 tætningsindretningen 10 en radial komposant, som overføres til tætningsindretningen 10 via tætningsklodsen 64. Kabelspændingen, der tilvejebringes ved hjælp af fjedrene 58, indstilles ved passende justering af strammeorganerne 56.

35 Den nævnte kabelspænding har et dobbelt formål.

For det første tjener den til at sikre, at hvert segment

Claims (2)

11 DK 164304 B 40 har en passende radial kraftfaktor for at sikre, at segmentet 40 ligger korrekt an mod kappen 16's aksi-ale tætningsflade. For det andet sikrer den nævnte radiale kraft, at hver spalte 103 tætnes korrekt ved hjælp 5 af dens tilhørende tætningsklods 64 med henblik på at færdiggøre en komplet aksial tætning. Opfindelsen er ikke begrænset til de beskrevne og illustrerede foretrukne udførelsesformer, idet der inden for opfindelsens ramme er mulighed for at virkeliggøre 10 opfindelsen på andre måder. Den elastomeriske bøsning 48 kan f.eks. erstattes af en fjeder eller et lignende Organ med henblik på at tilvejebringe en passende kraft til at færdiggøre den ønskede radiale tætning. Desuden kan midlerne til spænding af kablet 52 15 som alternativ omfatte vægte, der ved hjælp af trisser eller skiver er koblet til kablets ender. Endvidere kan antallet af segmenter, der skal anvendes, varieres afhængigt af kappens ydre dimension. Større kapper kræver f.eks. et større antal segmenter end mindre kapper. Når 20 der kan forventes små afvigelser i kappen 16's rundhed, kan der imidlertid anvendes færre bueformede segmenter, som har en tilsvarende længere kordelængde, idet den forudsete forskydning af segmenterne reduceres. Når der krasves yderligere tætningsevne, kan de 25 aksiale og radiale tætningsflader sluttelig være smurte. En sådan anvendelse af smøremiddel bevirker dels en yderligere forøgelse af tætningens evne til at modstå trykgradienter og dels en smøring af de aksiale og radiale flader, som er udsat for slid. 30 PATENTKRAV

1. Tætningsindretningen (10) til tætning mellem et stationært hus (30) og en roterbar cylinder (16), hvilken tætningsindretning omfatter flere stive bueformede segmenter, der er anbragt 35 omkring cylinderens ydre omkreds, og som hver har en 12 DK 164304 B aksial tætningsflade (100) mod cylinderens ydre omkredsflade og med en radius stort set lig med cylinderens, en radial tætningsflade (110) mod en radial flade af en ring (34) fastgjort til huset (30), og endesektioner 5 (102, 104) til overlapning af hosliggende segmenter, samt et kabel (52) ført omkring yderperiferien af segmenterne (40) i en rille (54) i segmenterne, hvilket .kabel tjener til at spænde segmenterne· radialt 10 mod overfladen af cylinderen (16), og et organ til udløselig fastgørelse af hvert segment til huset (30), så at segmenterne kan forskyde sig radialt og indstille sig aksialt, kendetegnet ved, at hvert segment (40) ved hver overlappende 15 endesektion (102, 104) har en åbning (112, 114) i yderperiferien, at der er placeret en tætningsklods (64) i åbningerne (112, 114), og at hver tætningsklods (64) har et hul med en bøs-20 ning (66), gennem hvilken kablet (52) løber og tvinger klodsen mod segmenterne (40).

2. Tætningsindretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at hvert segment (40) har en radial slids (42) og er fastspændt til overfladen af ringen 25 (34) på huset (30) med en tap (44) med en møtrik (46) og med en elastomerbøsning (48) indsat mellem møtrikken og segmentet, hvorhos bolten går gennem slidsen (42) i segmentet.