EP1445566A1 - Ring-Dichtungsanordnung für einen indirekt beheizten Drehrohrofen - Google Patents

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EP1445566A1
EP1445566A1 EP04001438A EP04001438A EP1445566A1 EP 1445566 A1 EP1445566 A1 EP 1445566A1 EP 04001438 A EP04001438 A EP 04001438A EP 04001438 A EP04001438 A EP 04001438A EP 1445566 A1 EP1445566 A1 EP 1445566A1
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EP
European Patent Office
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ring
segments
sealing
arrangement according
sealing arrangement
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EP04001438A
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EP1445566B1 (de
Inventor
Peter H. Raichle
Harry F. Werner
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BP Europe SE
Original Assignee
VTA Verfahrenstechnik und Automatisierungs GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20—Details, accessories or equipment specially adapted for rotary-drum furnaces
    • F27B7/22—Rotary drums; Supports therefor
    • F27B7/24—Seals between rotary and stationary parts

Definitions

  • the invention relates to a ring seal arrangement for an indirectly heated Rotary tube furnace according to the preamble of claim 1.
  • Indirectly heated rotary kilns contain a rotary tube, which is usually bowl-shaped is surrounded by a heating tunnel. Usually the rotary tube is not entirely surrounded by the tunnel, but protrudes from the front of the tunnel Tunnel out. Inside the heating tunnel, heated gas is passed through the heating tunnel led to the energy for the chemical run off in the rotary tube and / or to provide thermal processes.
  • the heating tunnel also has this via one or more inlets and outlets for heating gas.
  • the rotary tube must be sealed against the front of the heating tunnel, so that the heating medium does not flow from the front of the heating tunnel and / or Ambient air can flow into the heating tunnel.
  • heating medium reduces the efficiency of the heating process within the heating tunnel, on the other hand, areas outside the tunnel become unnecessary and undesirably exposed to the sometimes considerable heat of the heating medium.
  • Especially efficient sealing is important if flue gas or as the heating medium similar is used. An undesirable escape of the heating medium would then also mean an environmental impact. Likewise, an unwanted means Inflow of ambient air results in a loss of efficiency.
  • Such rotary tube circumferential seals usually contain segments made of cast iron or carbite-carbon fiber mixture. These are usually about one with weights loaded cable feed pressed against the rotating drum. They have cast iron Segments the disadvantage that the abrasion is particularly high and at the joints of the Segments there is no qualified sealing. Segments made of carbite-carbon fiber mixture tend to break due to their brittleness, making them more common need to be replaced, which leads to idle times.
  • the heating medium of the rotary kiln mostly consists of one, several hundred, often over 1000 ° C and there is also an oxidizing gas. It must be guaranteed that the material is sufficiently large even under these unfavorable conditions Stability.
  • a ring seal for a rotary kiln is known as a fixed wreath is provided, which is formed from a series of graphite parts which are arranged in a partially overlapping abutting manner and are held with their inside against a cylindrical rotary tube surface, which is coaxial with the rotary kiln and rotates with it.
  • the pressing is done by a rope loop tied at its ends that surrounds the graphite blocks.
  • this rotary kiln described in this document is not an indirect one heated rotary tube, so that the ring seal far lower temperatures and temperature differences is exposed.
  • the contact pressure must also be due here of the material (graphite) are in the order of magnitude described above.
  • the invention is based on the basic idea that in a ring seal for an indirectly heated rotary kiln between a heating tunnel and a rotary tube, in which several overlapping segments are present, which are pressed radially against the rotary drum by pressing means, the segments essentially consist of a heat-resistant lightweight sealing material.
  • Felts in particular made of carbon fibers, are particularly preferred.
  • a felt material in the sense of the invention is understood to mean that material fibers of the same or different, not too short length form a material pact with more or less great irregularity, which generally has a certain porosity, but is nevertheless sufficiently compact. Internal cavities and channels are preferably avoided.
  • Such a material is preferably dimensionally stable and, particularly preferably, consists of graphite fibers and a carbon binder.
  • the properties of the starting fibers as well as their length and the type of binder as well as the degree of compaction and any thermal treatment can be specified within certain limits. It is further particularly preferred if this material is coked and graphitized. It can be used in extreme cases up to temperatures of 3000 ° C and is known in the form of self-supporting plates, cylinders and other components, among others under the brand name SIGRATHERM® as graphite adhesive felt.
  • a typical material density is usually less than 1 g / cm 3 . Bulk densities of 0,1 0.16 g / cm 3 are particularly preferred.
  • a "lightweight sealing material” is understood to mean a sealing material whose density is ⁇ 1.5 g / cm 3 .
  • the pressure means preferably have a closed ring, which the segments on their side facing away from the rotary tube are radially elastically encased.
  • the pressing means include several together, connected in particular by springs or other elastic tensioning means Belt sections that form a tension ring.
  • a band-shaped clamping ring distributes the anyway only small contact pressures required on an advantageously large area.
  • Press-on means of the aforementioned type, in particular according to one of claims 5 to 8 are of independent inventive importance, i.e. also independent of the license plate of claim 1. The same applies to the feature of claim 9.
  • the contact pressure required is greater than that State of the art much lower. In some embodiments, it is only 30 to 50 kN still. In the presence of a clamping ring described above, the contact pressure must also be calculated precisely, since the segments - unlike cable loops with weights or the like at their ends - with less static friction be pressed evenly radially onto the rotary tube.
  • the lightweight sealing material no longer exerts any abrasion forces on the rotary tube.
  • the segments of the seal consist of material which has a polishing effect on the rotary tube.
  • the surface roughness of the sealing surface of the rotary tube is reduced, which the seal improves and thus the tightness is further strengthened. Due to the the lower surface roughness of the rotary tube also reduces the abrasion of the seal, which further increases the life and sealing properties of the seal or improved.
  • a carbon fiber felt is also suitable for this purpose.
  • an inventive ring sealing arrangement includes 1 a ring of sealing segments 10, which the rotary tube 20 radially surrounds an indirectly heated rotary kiln.
  • the sealing segments 10 consist of a lightweight sealing material, which prefers heat resistance of more, especially significantly more than 280 ° C, e.g. > 1000 ° C.
  • the sealing segments 10 preferably consist of a material which is heat-resistant even in an oxidizing atmosphere. This results in the choice of the heating medium for the rotary kiln, more options.
  • a suitable one Material is high-temperature carbon fiber felt, as described at the beginning.
  • a graphite hard felt was used, which the side surface facing the heating tunnel additionally with a graphite foil ⁇ 0.5 mm was coated (coating 10 C).
  • a coating of the sealing surfaces 14 C. and / or 14 D with sliding conveyors such as graphite paste also increases the density.
  • a sealing segment 10 has two overlapping projections 12.
  • the facing ones overlap Overlap projections 12, 12 A, or 12, 12 B, adjacent sealing segments 10, 10 A, or 10, 10 B, flat and form contact areas 14 A or 14 B.
  • Overlapped one sealing segment the neighboring segments once on the tunnel side and once tunnel away.
  • These overlap projections can - as can be seen in FIG. 3 - be rectangular segment segments.
  • FIG. 4 there are other embodiments conceivable, such as in Fig. 4, where a sealing segment with a stepped Overlap projection 12 is shown.
  • a sealing element can also Include graded overlap protrusions.
  • 5 shows a partial perspective illustration of the overlap two sealing elements - here the elements from FIG. 4.
  • a wreath of 8 sealing segments is shown.
  • the number of seal segments can vary depending on the requirements and size of the rotary kiln. there however, the number of sealing segments should be kept as low as possible. Most of time the number of sealing segments will be approximately between 6 and 12.
  • the sealing segments 10 have at least at Commissioning the seal - an identical shape. This ensures a uniform Sealing of the rotary tube 20.
  • the seal there are also embodiments of the seal conceivable, in which at least not all sealing segments are identical, e.g. by doing alternate larger and smaller segments or otherwise vary the segments.
  • the sealing segments 10 are of one or a plurality of pressing means 30 surround the sealing segments 10 radially to the Press on rotary tube 20.
  • the pressing means 30 are preferably in the form of a closed ring designed, which the segments on the side facing away from the rotary tube radially elastic spans.
  • the ring - as shown in Fig. 1 - consists of several flat strip-shaped sections 32 which are connected to one another, in particular by springs 34, are connected and thus form a clamping ring. This ensures an even one radial contact pressure over the entire circumference of the rotary tube. Instead of feathers other elastic clamping devices can also be used.
  • pressing means can be used that have a radial pressing ensure the sealing segments on the rotary tube.
  • Pressure means would be e.g. a flat band completely enveloping the sealing segment ring with overlapping ends, which in turn - e.g. via cables - is kept under tension.
  • the sealing segments can also these spanning traction cables are pressed radially onto the seal itself.
  • the pressing means can rest on the one hand on the sealing segments, as shown in Fig. 6 to see.
  • a suitable recess in the sealing segments 10 can also be present, which receives the or the pressure means.
  • a suitable width of the sealing segment there may also be several cutouts.
  • the sealing segments are usually covered and / or guided covered on its side facing away from the rotary tube.
  • This cover and / or leadership preferably has slots or recesses through which the abrasion of the seal is self-removing from the seal, e.g. by just falling out. This prevents that the abrasion settles between the overlapping projections and their mobility impaired or even blocked the sealing segments. If a big one Part of the side of the sealing segments facing away from the rotary tube by the pressing means covered, these preferably also contain guides and / or slots.
  • Fig. 6 shows - a section and not to scale - a longitudinal section through a Embodiment of an indirectly heatable rotary kiln with installed seal.
  • a heating tunnel 40 On a heating tunnel 40 has a first retaining ring 42 arranged on the end face is separated from a second retaining ring 44 by a spacer 46.
  • the two The retaining rings are at a somewhat radial distance from the rotary tube 20.
  • the spacer 46 is arranged remote from the rotary tube such that between the rotary tube 20 and the spacer 46 enough space for the sealing segments 10 and the pressing means 30 available is. If the spacer - as shown in Fig.
  • the sealing segments 10 is slightly wider than that Sealing segments 10, the sealing segments 10 by means of one or more Pressing elements pressed onto the retaining rings 42 on the heating tunnel side. This can e.g. via one or more adjusting screws 48 arranged in the retaining ring 44.
  • all other pressure systems are also conceivable that have a sealing Allow the seal to rest against an end face.
  • the width of the spacer 46 be dimensioned exactly so that it is the width of the sealing segments equivalent. If the sealing segment material is compressible, the width of the Seal in operation can also be determined by the width of the spacer 46 by the sealing segments are pressed between the retaining rings. It can also the retaining ring 42 may be part of the heating tunnel 40.
  • the sealing segments 10 must in any case bear against the heating tunnel 40 in such a way that there is something inside it Heating medium, which the sealing segments 10 along the axis of the rotary tube in Flows in the direction of arrow B, do not flow around the side and so into the environment 52 can reach.

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Abstract

Ring-Dichtungsanordnung für einen indirekt beheizten Drehrohrofen zwischen einem Beheizungstunnel und einem Drehrohr (20) mit mehreren sich überlappenden, einen Dichtungsring bildenden Segmenten (10), die durch Anpreßmittel (30) radial an das Drehrohr (20) angepreßt werden. Die Segmente (10) bestehen im wesentlichen aus einem hitzebeständigen Leichtbau-Dichtungsmaterial. Der Dichtungsring besteht aus mehreren flachbändigen Abschnitten (32), welche miteinander, insbesondere durch Federn (34), verbunden sind und einen Spannring formen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ring-Dichtungsanordnung für einen indirekt beheizten Drehrohrofen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Indirekt beheizte Drehrohröfen beinhalten ein Drehrohr, welches zumeist schalenförmig von einem Beheizungstunnel umgeben ist. Dabei wird üblicherweise das Drehrohr nicht zur Gänze von dem Tunnel umgeben, sondern ragt an beiden Stirnseiten aus dem Tunnel heraus. Innerhalb des Beheizungstunnels wird aufgeheiztes Gas durch den Beheizungstunnel geführt, um die Energie für die in dem Drehrohr ablaufenden chemischen und/oder thermischen Prozesse bereitzustellen. Dazu verfügt der Beheizungstunnel über einen oder mehrere Ein- und Auslässe für Heizgas.
Das Drehrohr muß gegen die Stirnseiten des Beheizungstunnels abgedichtet werden, damit das Heizmedium nicht stirnseitig aus dem Beheizungstunnel strömen und/oder Umgebungsluft in den Beheizungstunnel einströmen kann. Ein solches Ausströmen von Heizmedium vermindert zum einen die Effizienz des Heizvorgangs innerhalb des Beheizungstunnels, zum anderen werden außerhalb des Tunnels gelegene Bereich unnötig und unerwünscht der zum Teil erheblichen Hitze des Heizmediums ausgesetzt. Besonders wichtig ist eine effiziente Abdichtung, wenn als Heizmedium Rauchgas oder ähnliches verwendet wird. Ein unerwünschtes Entweichen des Heizmediums würde dann zusätzlich eine Umweltbelastung bedeuten. Genauso bedeutet ein unerwünschtes Einströmen von Umgebungsluft einen Effizienzverlust.
Üblicherweise beinhalten solche Drehrohr-Umfangsdichtungen Segmente aus Gußeisen oder Karbit-Kohlefasergemisch. Diese werden in der Regel über eine mit Gewichten belastete Seilzuführung an die Drehtrommel angepreßt. Dabei haben gußeiserne Segmente den Nachteil, daß die Abrasion besonders hoch und an den Stößen der Segmente eine qualifizierte Abdichtung nicht gegeben ist. Segmente aus Karbit-Kohlefasergemisch neigen aufgrund ihrer Sprödheit zu Brüchen, so daß diese häufiger ausgewechselt werden müssen, was zu Leerlaufzeiten führt.
Bei Heiztunnelumfangsdichtungen nach dem Stand der Technik ist insbesondere die Wahl des Anpreßdruckes ein Problem. Ist dieser zu hoch, so führt dies zu verstärkter Abrasion an den Segmenten und/oder des Drehrohrs; ist er zu gering, so führt dies aufgrund der fehlenden Dichtigkeit zum Eintritt von Falschluft aus der Umgebung bzw. Austritt von Heizmedium aus dem Drehrohrofen. Ein weiterer Nachteil solcher Dichtungen ist, daß insbesondere aufgrund der hohen Belastung der Dichtung - die Anpreßdrücke liegen in der Regel bei 600 kN - die durchschnittliche Lebensdauer dieser Dichtungen häufig weniger als ein Jahr, meistens sogar nicht länger als sechs Monate beträgt.
Bei der Wahl des Materials für eine Heiztunnelumfangsdichtung ist zu bedenken, daß das Heizmedium des Drehrohrofens zumeist aus einem, mehrere hundert, oft über 1000 °C heißen und obendrein oxidierenden Gas besteht. Es muß gewährleistet sein, daß das Material auch bei diesen ungünstigen Bedingungen eine genügend große Standfestigkeit besitzt.
Aus der DE 30 47 404 A1 ist eine Ring-Dichtung für einen Drehofen bekannt, die als ein feststehender Kranz vorgesehen ist, der aus einer Reihe von Graphit-Teilen gebildet wird, die teilweise überlappend aneinanderstoßend kranzförmig angeordnet sind und mit ihrer Innenseite in Anlage gegen eine zylindrische Drehrohrfläche gehalten werden, die koaxial zum Drehofen ist und sich mit diesem dreht. Das Anpressen erfolgt durch eine an ihren Enden gespannte Seilschlinge, die die Graphitblöcke umgibt. Bei dem in dieser Druckschrift beschriebenen Drehofen handelt es sich jedoch nicht um ein indirekt beheiztes Drehrohr, so daß die Ring-Dichtung weit geringeren Temperaturen und Temperaturdifferenzen ausgesetzt ist. Außerdem muß auch hier der Anpreßdruck aufgrund des Materials (Graphit) in der oben beschriebenen Größenordnung liegen.
Es stellt sich somit das Problem, für einen indirekt beheizten Drehrohrofen eine Ring-Dichtung erhöhter Standfestigkeit zu schaffen. Erwünscht ist auch ein vereinfachter Dichtungsaustausch, z.B. um die Stillstandszeiten verringern zu können.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Dichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen. Demnach basiert die Erfindung auf dem Grundgedanken, daß bei einer Ring-Dichtung für einen indirekt beheizten Drehrohrofen zwischen einem Beheizungstunnel und einem Drehrohr, bei der mehrere, sich überlappende Segmente vorhanden sind, die durch Anpreßmittel radial an die Drehtrommel angepreßt werden, die Segmente im wesentlichen aus einem hitzebeständigen Leichtbau-Dichtungsmaterial bestehen. Besonders bevorzugt werden Filze, insbesondere aus Carbonfasern. Dabei ist unter einem Filzmaterial im Sinne der Erfindung zu verstehen, daß Materialfasern gleicher oder ungleicher, nicht zu geringer Länge in mehr oder minder großer Unregelmäßigkeit ein Materialpakt bilden, welches in der Regel eine gewisse Porosität aufweist, dennoch aber hinreichend kompakt ist. Bevorzugt werden innere Hohlräume und Kanäle vermieden. Bevorzugt ist ein solches Material formstabil und besteht - besonders bevorzugt - aus Graphitfasern und einem Kohlenstoffbindemittel. Die Eigenschaften der Ausgangsfasern sowie ihre Länge und die Art des Bindemittels sowie der Verdichtungsgrad und eine etwaige thermische Behandlung können in gewissen Grenzen vorgegeben werden. Weiter besonders bevorzugt ist es, wenn dieser Werkstoff verkokt und graphitiert ist. Er kann in Extremfällen bis zu Temperaturen von 3000° C eingesetzt werden und ist in Form von selbsttragenden Platten, Zylindern und anderen Bauteilen u.a. unter der Markenbezeichnung SIGRATHERM® als Graphit-Haftfilz bekannt. Eine typische Materialdichte liegt in der Regel unter 1 g/cm3. Besonders bevorzugt werden Rohdichten von ≤ 0,16 g/cm3. Jedenfalls wird im Sinne der Erfindung unter einem "Leichtbau-Dichtungsmaterial" ein solches Dichtungsmaterial verstanden, dessen Dichte ≤ 1,5 g/cm3 ist.
Dadurch verringern sich überraschenderweise die notwendigen Anpresskräfte ganz erheblich. Das wiederum wirkt sich standzeiterhöhend aus.
Die Anpreßmittel weisen dabei vorzugsweise einen geschlossenen Ring auf, welcher die Segmente auf deren drehrohrabgewandter Seite radial elastisch umspannt. In einer insoweit bevorzugten Ausführungsform beinhalten die Anpreßmittel mehrere miteinander, insbesondere durch Federn oder auch andere elastische Spannmittel, verbundene Bänderabschnitte, die einen Spannring bilden. Ein bandförmiger Spannring verteilt die ohnehin nur geringen erforderlichen Anpreßdrücke auf eine vorteilhaft große Fläche. Anpreßmittel der vorgenannten Art, insbesondere nach einem der Ansprüche 5 bis 8 sind von eigenständiger erfinderischer Bedeutung, also auch unabhängig vom Kennzeichen des Anspruchs 1. Entsprechendes gilt für das Merkmal des Anspruch 9.
Bei einer erfindungsgemäßen Dichtung ist der benötigte Anpreßdruck gegenüber dem Stand der Technik wesentlich geringer. Er beträgt bei einigen Ausführungsformen nur noch 30 bis 50 kN. Bei Vorhandensein eines oben geschilderten Spannringes läßt sich der Anpreßdruck auch genau berechnen, da die Segmente - anders als bei Seilzugschlingen mit Gewichten oder dergleichen an ihren Enden - bei weniger Haftreibung gleichmäßig radial an das Drehrohr angepreßt werden.
Das Leichtbaudichtungsmaterial übt keine Abrasionskräfte mehr auf das Drehrohr aus. In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Segmente der Dichtung aus Material, welches polierende Wirkung auf das Drehrohr hat. Dadurch wird zum einen das Drehrohr weniger beeinträchtigt als bei Dichtungen nach dem Stand der Technik. Zum anderen wird so die Oberflächenrauheit der Dichtfläche des Drehrohrs vermindert, was die Abdichtung verbessert und somit die Dichtigkeit noch weiter verstärkt. Aufgrund der geringeren Oberflächenrauheit des Drehrohres wird auch der Abrieb der Dichtung geringer, was die Lebensdauer und Dichtungseigenschaften der Dichtung nochmals erhöht bzw. verbessert. Als Material ist auch für diesen Zweck ein Carbonfaserfilz geeignet.
Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe und Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so daß die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen - beispielhaft - mehrere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Dichtung dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1
eine Dichtungsanordnung in (achsialer) Seitenansicht - Schnitt entlang der Linie IV-IV gemäß Fig. 6 - schematisch und ohne Abdeckung);
Fig. 2
von derselben Dichtungsanordnung ein erfindungsgemäßes Dichtungssegment in radialer Außenansicht (Ansicht A-A) gemäß Fig. 1 in Überlappung beidseitig benachbarten Dichtungssegmenten;
Fig.3
dasselbe Dichtungssegment in Stirnseitenansicht analog Fig. 1;
Fig. 4
eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dichtungssegments in derselben Ansicht wie Fig. 3;
Fig. 5
eine perspektivische Explosionsansicht zweier Dichtungselemente aus Fig. 4 - ausschnittsweise; sowie
Fig. 6
einen Drehrohrofen mit einer erfindungsgemäßen Dichtung in Achsial-Schnittansicht - schematisch und ausschnittsweise.
Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, beinhaltet eine erfindungsgemäße Ring-Dichtungsanordnung 1 einen Kranz von Dichtungssegmenten 10, welcher das Drehrohr 20 eines indirekt beheizbaren Drehrohrofens radial umgibt. Die Dichtungssegmente 10 bestehen aus einem Leichtbau-Dichtungsmaterial, welches bevorzugt eine Hitzebeständigkeit von mehr, insbesondere deutlich mehr als 280°C, z.B. >1000°C aufweist. Bevorzugterweise bestehen die Dichtungssegmente 10 aus einem Material, welches auch in oxidierender Atmosphäre hitzebeständig ist. Somit ergeben sich in der Wahl des Heizmediums für den Drehrohrofen größere Auswahlmöglichkeiten. Ein geeignetes Material ist Hochtemperatur-Carbonfaserfilz, wie es eingangs beschrieben wurde. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel wurde ein Graphit-Hartfilz verwendet, das auf der dem Heiztunnel zugewandten Seitenfläche zusätzlich mit einer Graphitfolie ≤ 0,5 mm beschichtet war (Beschichtung 10 C). Eine Beschichtung der Dichtflächen 14 C und/oder 14 D mit Gleitförderern wie Graphit-Paste wirkt gleichzeitig auch dichtigkeitserhöhend.
Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, verfügt ein Dichtungssegment 10 über jeweils zwei Überlappungsvorsprünge 12. Bei Einsatz der Dichtung überlappen die einander zugewandten Überlappungsvorsprünge 12, 12 A, bzw. 12, 12 B, benachbarte Dichtungssegmente 10, 10 A, bzw. 10, 10 B, flächig und bilden Kontaktflächen 14 A bzw. 14 B. Dabei überlappt ein Dichtungssegment die benachbarten Segmente einmal tunnelseitig und einmal tunnelabgewandt. Diese Überlappungsvorsprünge können - wie in Fig. 3 zu sehen - rechteckähnliche Kreissegmentausschnitte sein. Es sind jedoch auch andere Ausführungsformen denkbar, wie etwa in Fig. 4, wo ein Dichtungssegment mit einem abgestuften Überlappungsvorsprung 12 gezeigt wird. Ein Dichtungselement kann aber auch Überlappungsvorsprünge mit gradueller Abstufung beinhalten. Zur besseren Verdeutlichung der Überlappung zeigt Fig. 5 eine ausschnittsweise perspektivische Darstellung zweier Dichtungselemente - hier die Elemente aus Fig. 4.
Bei laufendem Betrieb werden die drehrohrzugewandten Seiten der Dichtungssegmente 10 durch das Drehrohr 20 etwas abgerieben. Da die Dichtungssegmente 10 - wie später noch genauer beschrieben wird - radial gegen das Drehrohr 20 angepreßt werden, "rücken" die Dichtungssegmente 10, 10 A bzw. 10, 10 B, bei Abrieb etwas zueinander und die Kontaktfläche 14 A bzw. 14 B vergrößert sich. Auf diese Weise bleibt die volle Funktionstüchtigkeit der Dichtung erhalten.
In Fig. 1 ist ein Kranz aus 8 Dichtungssegmenten gezeigt. Die Zahl der Dichtungssegmente kann jedoch je nach Anforderung und Größe des Drehrohrofens variieren. Dabei soll jedoch die Zahl der Dichtungssegmente möglichst niedrig gehalten werden. Meist wird die Zahl der Dichtungssegmente etwa zwischen 6 und 12 betragen.
Gemäß Fig. 1 und insoweit bevorzugt haben die Dichtungssegmente 10 -zumindest bei Inbetriebnahme der Dichtung - eine identische Form. Dies gewährleistet eine gleichmäßige Abdichtung des Drehrohrs 20. Es sind jedoch auch Ausführungsformen der Dichtung denkbar, bei der zumindest nicht alle Dichtungssegmente identisch sind, z.B. indem sich größere und kleinere Segmente abwechseln oder die Segmente sonstwie variieren.
An ihrer drehrohrabgewandten Seite sind die Dichtungssegmente 10 von einem oder mehreren Anpreßmitteln 30 umgeben, welche die Dichtungssegmente 10 radial an das Drehrohr 20 anpressen. Bevorzugt sind die Anpreßmittel 30 als geschlossener Ring ausgestaltet, welcher die Segmente auf deren drehrohrabgewandter Seite radial elastisch umspannt. Bevorzugt besteht der Ring - wie in Fig. 1 gezeigt - aus mehreren flachbandförmigen Abschnitten 32, welche miteinander, insbesondere durch Federn 34, verbunden sind und so einen Spannring bilden. Dies gewährleistet einen gleichmäßigen radialen Anpreßdruck über den gesamten Drehrohrumfang. Anstatt Federn können auch andere elastische Spannmittel verwendet werden.
Alternativ können jedoch alle Anpreßmittel verwendet werden, die ein radiales Anpressen der Dichtungssegmente an das Drehrohr gewährleisten. Ein mögliches alternatives Anpreßmittel wäre z.B. ein den Dichtungssegmentkranz vollständig einhüllendes Flachband mit einander überlappenden Enden, welches seinerseits - z.B. über Seilzüge - unter Spannung gehalten wird. Genauso können die Dichtungssegmente auch über diese umspannenden Zugseile selbst radial an die Dichtung angedrückt werden.
Die Anpreßmittel können zum einen auf den Dichtungssegmenten aufliegen, wie in Fig. 6 zu sehen. Es kann jedoch auch in den Dichtungssegmenten 10 eine geeignete Aussparung vorhanden sein, die das oder die Anpreßmittel aufnimmt. Bei geeigneter Breite des Dichtungssegments können auch mehrere Aussparungen vorhanden sein.
Die Dichtungssegmente werden üblicherweise mit einer Abdeckung und/oder Führung auf ihrer drehrohrabgewandten Seite abgedeckt. Diese Abdeckung und/oder Führung besitzt dabei bevorzugt Schlitze bzw. Aussparungen, durch die der Abrieb der Dichtung aus der Dichtung selbstentfernend ist, z.B. indem er einfach herausfällt. Dies verhindert, daß sich der Abrieb zwischen den Überlappungsvorsprüngen festsetzt und deren Beweglichkeit beeinträchtigt oder sogar die Dichtungssegmente blockiert. Falls ein großer Teil der drehrohrabgewandten Seite der Dichtungssegmente durch die Anpreßmittel abgedeckt werden, enthalten diese bevorzugt ebenfalls Führungen und/oder Schlitze.
Fig. 6 zeigt - auschnittsweise und nicht maßstabsgetreu - einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines indirekt beheizbaren Drehrohrofens mit montierter Dichtung. An einem Beheizungstunnel 40 ist stirnendseitig ein erster Haltering 42 angeordnet, der von einem zweiten Haltering 44 durch einen Abstandshalter 46 getrennt ist. Die beiden Halteringe haben dabei etwas radialen Abstand zum Drehrohr 20. Der Abstandhalter 46 ist drehrohrfern derart angeordnet, daß zwischen dem Drehrohr 20 und dem Abstandshalter 46 genügend Platz für die Dichtungssegmente 10 und die Anpreßmittel 30 vorhanden ist. Falls der Abstandshalter - wie in Fig. 6 gezeigt - etwas breiter ist als die Dichtungssegmente 10, werden die Dichtungssegmente 10 mittels eines oder mehrerer Anpreßelemente an den beheizungstunnelseitigen Halteringen 42 angedrückt. Dies kann z.B. über eine oder mehrere im Haltering 44 angeordnete Stellschrauben 48 geschehen. Jedoch sind auch alle anderen Anpreßsysteme denkbar, die eine dichtende Anlage der Dichtung an einer Stirnfläche ermöglichen. So kann z.B. die Breite des Abstandshalters 46 exakt so bemessen sein, daß er der Breite der Dichtungssegmente entspricht. Falls das Dichtungssegmentmaterial komprimierbar ist, kann die Breite der Dichtung im Betrieb auch durch die Breite des Abstandshalters 46 festgelegt sein, indem die Dichtungssegmente zwischen die Halteringe eingepreßt werden. Zudem kann der Haltering 42 Teil des Beheizungstunnels 40 sein. Die Dichtungssegmente 10 müssen in jedem Fall am Beheizungstunnel 40 so anliegen, daß in seinem Innenraum befindliches Heizmedium, welches die Dichtungssegmente 10 längs der Drehrohrachse in Richtung des Pfeils B anströmt, diese nicht seitlich umströmen und so in die Umgebung 52 gelangen kann.
Bezugszeichenliste
1
Ring-Dichtungsanordnung
10
Dichtungssegment
10 A
Dichtungssegment
10 B
Dichtungssegment
10 C
Beschichtung
12
Überlappungsvorsprung
12 A
Dichtungssegment
12 B
Überlappungsvorsprung
14 A
Kontaktfläche
14 B
Kontaktfläche
14 C
Dichtflächen
14 D
Dichtflächen
20
Drehrohr
30
Anpreßmittel
32
flachbandförmige Abschnitte
34
Feder
36
Zugseil
40
Beheizungstunnel
42
erster Haltering
44
zweiter Haltering
46
Abstandshalter
48
Stellschraube
50
Innenraum
52
Umgebung
d
Abstand

Claims (9)

  1. Ring-Dichtungsanordnung für einen indirekt beheizten Drehrohrofen zwischen einem Beheizungstunnel und einem Drehrohr (20) mit mehreren sich überlappenden, einen Dichtungsring bildenden Segmenten (10), die durch Anpreßmittel (30) radial an das Drehrohr (20) angepreßt werden,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (10) im wesentlichen aus einem hitzebeständigen Leichtbau-Dichtungsmaterial bestehen.
  2. Ring-Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Segmentmaterial eine Temperaturstandfestigkeit von größer als 280° C aufweist.
  3. Ring-Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Temperaturstandfestigkeit des Segmentmaterials von größer als 280° C in oxidierender Atmosphäre.
  4. Ring-Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente im wesentlichen aus hochtemperaturbeständigem Filz, vorzugsweise aus Carbonfaser, bestehen.
  5. Ring-Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßmittel (30) als geschlossener Ring ausgestaltet ist, welcher die Segmente auf deren drehrohrabgewandter Seite radial elastisch umspannt.
  6. Ring-Dichtungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring aus mehreren flachbandförmigen Abschnitten (32) besteht, welche miteinander, insbesondere durch Federn (34), verbunden sind und einen Spannring bilden.
  7. Ring-Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (10) aus einem Material bestehen, welches eine polierende Wirkung auf die Dichtfläche des Drehrohrs ausübt.
  8. Ring-Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßkraft der Dichtung weniger als 300 kN ist.
  9. Ring-Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abdeckung oder Führung des Dichtungsrings Schlitze und/oder Aussparungen derart aufweist, daß Abrieb von der Dichtung selbstentfernend ist.
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