WO1992008087A1 - Gleitringdichtung für drehrohrtrommeln - Google Patents

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WO1992008087A1
WO1992008087A1 PCT/EP1991/002033 EP9102033W WO9208087A1 WO 1992008087 A1 WO1992008087 A1 WO 1992008087A1 EP 9102033 W EP9102033 W EP 9102033W WO 9208087 A1 WO9208087 A1 WO 9208087A1
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WO
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ring
ring part
mechanical seal
sealing
seal according
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Application number
PCT/EP1991/002033
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-K. Hedderich
Klaus Blechschmidt
Original Assignee
Industriehansa Anlagenbau Gmbh
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Publication date
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Publication of WO1992008087A1 publication Critical patent/WO1992008087A1/de

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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 peculiar to rotary-drum furnaces
    • F27B7/22—Rotary drums; Supports therefor
    • F27B7/24—Seals between rotary and stationary parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3464—Mounting of the seal

Definitions

  • the invention relates to a self-centering device, paired with a positive pressure by sliding blocks in a plane parallel to the sliding rings or over an inclined plane for mechanical seals on rotary tube drums in a self-supporting or floating design, with a self-lubricating for the sliding surfaces "rotating against standing" artless metal pairing is used.
  • mechanical seals are particularly suitable for thermal processes in rotary tube drums, where an almost 100% air seal is required, e.g. B. the combustion or the smoldering or pyrolyzing of household waste, industrial and commercial waste or plastic waste, contaminated soil, biomass, chemical products, contaminated sludge and the like.
  • a first ring part of such a mechanical seal has an annular, flat sealing surface, and a second ring part, also with a flat counter surface.
  • the invention has for its object to provide a self-supporting or floating mechanical seal for rotary tube drums, in which during operation the two sealing surfaces rotating relative to one another are always self-centering, regardless of the arm expansion, wobble, or impact movements of the rotary drum, and thus ensure a reliable seal, z. B. with
  • first and the second ring part with their sealing surfaces which rotate relative to each other, are self-centering, preferably in a form-fitting manner, and are provided with a profile for this purpose, while they are held under axial pressure.
  • the positive engagement between the two ring parts can, for. B. can be achieved in that - preferably - a semicircular cross section is provided, a convex cross section in one sealing surface, a concave cross section in the other sealing surface.
  • the cross section can also be rectangular, trapezoidal or other, if a positive engagement is achieved in such a way that radial movement of the two ring parts rotating relative to one another and in engagement with one another is excluded.
  • the first ring part can - as usual with known mechanical seals - z. B. consist of sliding metal. It is a sintered metal with lubricant inclusions.
  • the other ring part can e.g. B. consist of steel, which has a certain minimum hardness.
  • the first ring part with the first sealing surface is preferably arranged on the non-rotating part of the sealing device.
  • the ring part then preferably consists of a plurality of ring sectors or ring segments which, for. B. be fastened by bolts.
  • the sealing surface of the first ring part which is composed of a plurality of ring segments, can be ground in to form a smooth, ring-shaped, rectangular, trapezoidal or otherwise shaped cross-sectionally (radial section corresponding to a plane passing through the longitudinal axis of the rotary tube furnace) Achieve sealing surface.
  • a plurality of pressure units are preferably distributed over the circumference of the rotary tube drum and axially compress the two ring parts with their sealing surfaces.
  • These pressure units can be piston-cylinder units, each of which, for. B. the cylinder is attached to the non-rotating part, while a sliding block is held on the piston, the presses with a sliding surface against the second rotating ring part and thus presses the second sealing surface against the first sealing surface of the first ring part.
  • the pressure units designed in the aforementioned manner which are defined as piston-cylinder units in an axial arrangement with respect to the rotary drum axis, can possibly lead to space problems, so that a more compact arrangement is desired.
  • the invention provides in an independently protected embodiment that the pressure units each have a pressure or tension member acting radially with respect to the rotary tube drum, which acts on a sliding block equipped with an inclined plane, and that the inclined plane is in contact with an inclined pressure ⁇ receiving plane is located on the one ring part.
  • each pressure unit can be mounted on a non-rotating carrier and can be designed as a pneumatic cylinder unit, hydraulic cylinder unit or as a spring assembly.
  • This configuration of the pressing units is extremely space-saving, especially as regards the axial space requirements.
  • the pressure units z. B. be designed as pneumatic cylinder units.
  • the pneumatic cylinder When the pneumatic cylinder is pressurized, its pressure piston acts against the sliding block and its inclined plane acts against the pressure absorption plane of the one ring part.
  • This one ring part is e.g. B. the rotating ring sealing part, which therefore, in addition to the inclined pressure receiving plane mentioned, on the side facing away from this plane still has a sealing surface, e.g. B. has a concave, cross-sectionally semicircular, rectangular or similar sealing surface. This sealing surface is then pressed over the entire ring circumference against the convex, semicircular, rectangular, trapezoidal or similarly designed sealing surface of the other ring part.
  • a self-lubricating and maintenance-free seal is achieved in particular if the metal / metal material pairing is selected such that, for. B. the non-rotating ring part formed from several slide ring segments just like the sliding blocks are made of DEVA metal, while the rotating ring part is made of 1.6590 metal.
  • the profiling according to the invention is preferably semicircular, rectangular, trapezoidal or generally polygonal. In a broader sense, however, the profiling according to the invention also includes an inclined surface formed on both ring parts. B. the sealing surface of the first ring part is conical inwards and that of the second ring part is conical outwards. The sealing surfaces in engagement with one another are also self-centering here.
  • the self-centering according to the invention by profiling the sealing surfaces also includes an arrangement of several profiled sealing surfaces one behind the other both in the radial and in the axial direction for rotary tube drums which, due to the process, require such complex mechanical seals, 100% tightness, absolute oxygen closure, sealing air - mandate in an intermediate chamber and similar operational requirements.
  • FIG. 1 shows a half of a longitudinal sectional view of part of a mechanical seal with self-centering and positive pressure for rotary tube drums in a self-supporting manner or floating version
  • FIG. 2 shows an enlarged illustration of detail II in FIG. 1,
  • Fig. 3 is a longitudinal sectional view of another
  • Embodiment of the invention with an inclined plane Embodiment of the invention with an inclined plane.
  • the present invention relates to a mechanical seal for a rotary kiln for pyrolyzing or shrinking shredded batteries. Therefore, only the special features of the mechanical seal are described here, it being understood that the special design of the mechanical seal can be used not only in rotary tube furnaces for pyrolysis, but generally in rotary tube drums or in such arrangements in which two coaxial parts rotated relative to each other must be sealed gas-tight in the transition area.
  • FIG. 1 the fixed part of an inlet or outlet housing for a rotary drum is shown.
  • a housing flange 1 is followed by a two-part intermediate part 2, to which a sealing support ring 3 is welded.
  • a compensator 4 which, in a manner known per se, consists of annular ones Metal elements or as a fabric hose is constructed in the manner of a bellows. It can also be designed as a roller compensator or diaphragm disk in accordance with the movements of the rotary drum and for reasons of space. It can be seen that the compensator 4 is able to compensate for axial movements and radial movements resulting from the different operating states of the rotary tube drum between the left element and the right element of the intermediate part 2.
  • FIG. 1 On the right in Fig. 1, parts are shown which are connected to the rotary tube drum, which therefore rotate with it.
  • An intermediate piece 6d is welded to an end flange 5d which is fastened by means of a bolt to a flange welded to the rotary tube drum jacket and which carries a holding flange 7d at the end facing away from the end flange 5d.
  • retaining bolts 9d are arranged on the retaining flange 7d, which carry a metal ring or sliding ring as a sealing seat on the retaining flange 7d.
  • the segment sliding ring 10 has an approximately semicircular cross section and thereby forms a convex sealing surface FlO.
  • a matching second sealing surface F8d is formed in the sliding ring 8d.
  • a piston-cylinder unit 14 serving as a pressing unit is fastened to the radially outer end of the sealing support ring 3 by means of screw bolts 12 and a holding plate 13.
  • the piston-cylinder unit 14 contains a cylinder 15, which is fixed to the seal support ring 3, and a piston 16, which projects through a bore of the seal support ring in the direction of the rotary drum and carries at its outer end a sliding block holder 17, which is in itself holds a sliding block 18 facing the sliding ring 8d.
  • the cylinder 15 acted upon by hydraulic fluid pulls the piston 16 in the direction of the cylinder, so that the sliding block 18 presses against the sliding ring 8d and consequently causes the two sealing surfaces F8d and FLO to be pressed against one another.
  • the sliding block 18 which can extend over a certain part of the circumference, presses with a sliding surface F18 against a counter surface G8d of the rotating sliding ring 8d.
  • the two sealing surfaces FlO and F8d always remain in engagement with one another through the pressure unit 14. It is therefore a floating or self-supporting mechanical seal with self-centering mechanical rings.
  • a further embodiment of the invention shown in FIG. 3 is configured similarly to the first embodiment according to FIGS. 1 and 2 with regard to the design of the mechanical seal in the area of the sealing surfaces.
  • a non-rotating segment sliding ring composed of several segments is attached to an annular sealing support ring 23 by means of screws 30 fastened, which has a sealing surface F30 which is semicircular in cross section.
  • a concave sealing surface F28d2 which is semicircular in cross section, is formed in a rotating metal or sliding ring 28d, similar to the first exemplary embodiment.
  • a concave sealing surface F28dl is formed on the side of the sliding ring 28d opposite the sealing surface F28d2 on the side of the sliding ring 28d opposite the sealing surface F28d2 there is an inclined pressure-receiving plane F28dl, via which the sliding ring 28d with its sealing surface F28d2 does not against the sealing surface F30 of the rotating segment sliding ring 30 is pressed.
  • This guide holder 32 is a component of a holding device for a pressing unit 34 consisting of metal plates 47 and 48. Several such pressing units 34 are arranged distributed over the circumference of the entire rotary tube drum.
  • the pressure unit 34 is formed by a pneumatic cylinder unit 35, to which compressed air is supplied via a line 50.
  • the supplied compressed air causes a piston 38 to exit radially from the pneumatic cylinder unit 35 with respect to the entire arrangement.
  • the arrangement shown in FIG. 3 is also a self-supporting or floating mechanical seal with self-centering, as indicated by broken lines in FIG. 3 is, the sliding block 37 can move up and down in order to constantly lie against the inclined pressure receiving plane F28dl and to axially load the sliding ring 28d to the left.
  • the slide ring 28d is connected by means of bolts via a holding flange 39 to the rotary tube drum jacket 49 to form a movement unit, the retaining flange 39 being welded to the rotary tube drum jacket 49.

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Abstract

Gleitringdichtungen, angeordnet am Drehrohrtrommelein- und -auslauf, dienen der gasdichten Abdichtung bei den Übergängen zwischen der drehenden Trommel und den ortsfesten Ein- und Auslaufgehäusen. Selbsttragende bzw. schwimmende Gleitringdichtung mit Selbstzentrierung, so dass sich die Gleitflächen immer parallel zueinander bewegen und durch die Profilierung in den Gleitflächen (F10, F8d; F30, F28d2) ein seitliches Weggehen bzw. Wegwandern formschlüssig verhindert wird, in dem koaxial ausgebildete Dichtungsflächen passend ineinander greifen. Entstanden ist eine formschlüssige dichte Dichtung mit geringem Verschleiss und hoher Betriebssicherheit.

Description

Industriehansa Anlagenbau GmbH
Anzinger Straße 1
8000 München 80
Gleitringdichtung für Drehrohrtrommeln
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine selbstzentrierende Einrich¬ tung, gepaart mit einer formschlüssigen Anpressung durch Gleitsteine in einer parallelen Ebene zu den Gleitringen oder über eine schiefe Ebene für Gleitringdichtungen an Drehrohrtrommeln in selbsttragender bzw. schwimmender Ausführung, wobei für die Gleitflächen "drehend gegen stehend" eine selbstεchmierende artungslose Metall¬ paarung verwendet wird.
Durch den Vorteil der ausgezeichneten Dichtfunktion eignen sich Gleitringdichtungen besonders für thermische Prozesse in Drehrohrtrommeln, bei denen ein nahezu 100 %iger Luftabschluß gefordert wird, z. B. die Ver¬ brennung oder die Verschwelung bzw. Pyrolysierung von Hausmüll, Industrie- und Gewerbemüll oder Kunststoff- abfälle, kontaminiertes Erdreich, Biomassen, chemische Produkte, verseuchte Schlämme und dgl. mehr.
Bislang war es bei Drehrohrtrommeln üblich, zwischen der Drehrohrtrommel und dem nicht drehenden Teil der Dich¬ tungsvorrichtung, der stationär separat gelagert bzw. befestigt ist, eine mit ebener Flächenanpressung ar¬ beitende Gleitringdichtung vorzusehen. Ein erstes Ring¬ teil einer solchen Gleitringdichtung besitzt eine ring¬ förmige, ebene Dichtungsfläche, und ein zweites Ringteil, mit einer ebenfalls ebenen Gegenfläche. Mit mehreren über den Umfang der Anordnung verteilten Anpreßelementen wer¬ den das erste und das zweite Ringteil axial aufeinander- zu vorgespannt, um sicherzustellen, daß die beiden Dichtungsflächen stets fest gegeneinander gepreßt wer¬ den. Problematisch sind derartige Gleitringdichtungen insofern, als bei den thermischen Prozessen umweltschä¬ digende Gase und/oder Rauchgase entstehen, die nicht in die Umwelt entweichen dürfen, da infolge der Drehreibung und der Antriebsumfangskräfte sich die ebenen Gleitflä¬ chen radial auseinanderschieben bzw. seitlich wegdriften und sich die Gleitringdichtung öffnet. Der gravierende Nachteil besteht darin, daß durch die stationäre separate Befestigung des nicht drehenden Dichtungsteils die Gleitflächen nicht immer parallel stehen, infolge der unterschiedlichen Drehrohrtrommelbewegungen, wodurch großer Verschleiß und Undichtigkeiten vorprogrammiert sind.
Erst mit der Entwicklung von Gleitringdichtungen in selbsttragender bzw. schwimmender Ausführung wird eine zufriedenstellende Abdichtung der drehenden Drehrohr¬ trommel gegenüber den feststehenden Ein- und Auslauf- gehäusen mit den Produktzu- und -abführungseinrichtungen erreicht, deren Betriebssicherheit durch die v. g. Er¬ findung erheblich verbessert wird, bzw. die ein Öffnen der Gleitringdichtung in allen Betriebszuständen form¬ schlüssig unterbindet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbst¬ tragende bzw. schwimmende Gleitringdichtung für Drehrohrtrommeln zu schaffen, bei der während des Be¬ triebs die beiden relativ zueinander drehenden Dichtungs¬ flächen stets selbstzentrierend miteinander in Eingriff stehen, unabhängig von den ärmedehnungs-, Taumel- oder Schlagbewegungen der Drehrohrtrommel, und somit eine zu¬ verlässige Abdichtung gewährleisten, z. B. mit
- einem ersten Ringteil und einer ersten Dichtungsfläche und
- einem zweiten Ringteil mit einer zweiten Dichtungsflä¬ che.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das erste und das zweite Ringteil mit ihren Dichtungsfla¬ chen, die relativ zueinander drehen, selbstzentrierend, vorzugsweise formschlüssig miteinander in Eingriff stehen und dazu mit einer Profilierung versehen sind, während sie unter Axialdruck gehalten werden.
Der formschlüssige Eingriff zwischen den beiden Ring¬ teilen kann z. B. dadurch erreicht werden, daß - bevor¬ zugt - ein halbkreisförmiger Querschnitt vorgesehen ist, ein konvexer Querschnitt bei der einen Dichtungs¬ fläche, ein konkaver Querschnitt bei der anderen Dich¬ tungsfläche. Alternativ kann der Querschnitt auch recht- eckförmig, trapezförmig oder auch anders gestaltet sein, sofern ein formschlüssiger Eingriff der Art erreicht wird, daß eine radiale Bewegung der zwei relativ zu¬ einander drehenden und miteinander in Eingriff stehenden Ringteile ausgeschlossen ist. Das erste Ringteil kann - wie bei bekannten Gleitringdichtungen üblich - z. B. aus Gleitmetall bestehen. Dabei handelt es sich um ein Sintermetall mit Schmierstoffeinschlüssen. Das andere Ringteil kann z. B. aus Stahl bestehen, der eine be¬ stimmte Mindesthärte aufweist.
Bei der erfindungsgemäßen Gleitringdichtung mit Selbst¬ zentrierung und formschlüssiger Anpressung ist das erste Ringteil mit der ersten Dichtfläche vorzugsweise an dem nicht drehenden Teil der Dichtungsvorrichtung angeordnet. Das Ringteil besteht dann bevorzugt aus mehreren Ringsektoren oder Ringsegmenten, die an dem nicht drehenden Teil z. B. durch Bolzen befestigt werden. Vor dem Zusammenbau der Drehrohrtrommel kann die Dichtungsfläche des aus mehreren Ringsegmenten zusammengesetzten ersten Ringteils eingeschliffen werden, um eine glatte, ringförmige, im Querschnitt (Radial¬ schnitt entsprechend einer durch die Längsachse des Drehrohrofens gehende Ebene) halbkreisförmige, recht- eckförmige, trapezförmige oder anders gestaltete Dichtungsfläche zu erzielen.
Vorzugsweise sind über den Umfang der Drehrohrtrommel verteilt mehrere Anpreßeinheiten angeordnet, die die beiden Ringteile mit ihren Dichtungsflächen axial zu¬ sammenpressen. Diese Anpreßeinheiten können Kolben- Zylinder-Einheiten sein, von denen jeweils z. B. der Zylinder am nicht drehenden Teil befestigt ist, während am Kolben ein Gleitstein gehaltert ist, der mit einer Gleitfläche gegen das zweite drehende Ringteil drückt und mithin die zweite Dichtungsfläche gegen die erste Dichtungεflache des ersten Ringteils drückt.
Bei der erfindungsgemäßen- Gleitringdichtung mit Selbst¬ zentrierung und formεchlüssiger Anpressung ist gewähr¬ leistet, daß die beiden Dichtungsflächen stets mitein¬ ander in Eingriff stehen, also keine Öffnungen ent¬ stehen. Ein radiales Auseinanderschieben bzw. Weg¬ driften des nicht drehenden Dichtungsteils bzw. der ersten Dichtungsfläche ist nicht möglich. Auch Wärme¬ ausdehnungen der Drehrohrtrommel durch den thermischen Prozeß können praktisch nicht zu einer Öffnung der Dichtung führen.
Nun können die in der vorher erwähnten Weise ausgebilde¬ ten Anpreßeinheiten, die als Kolben-Zylinder-Einheiten in.axialer Anordnung bezüglich Drehrohrtrommel-Achse festgelegt sind, möglicherweise zu Platzproblemen führen, so daß eine kompaktere Anordnung erwünscht ist. Hierzu sieht die Erfindung in einer selbständig geschützten Ausgestaltung vor, daß die Anpreßeinheiten jeweils ein bezüglich der Drehrohrtrommel radial wirkendes Druck¬ oder Zugglied aufweisen, das auf einen mit einer schiefen Ebene ausgestatteten Gleitstein einwirkt, und daß die schiefe Ebene sich in Anlage an einer schiefen Druck¬ aufnahmeebene an dem einen Ringteil befindet.
Speziell kann jede Anpreßeinheit an einem nicht drehen¬ den Träger montiert sein und als Pneumatikzylinderein¬ heit, Hydraulikzylindereinheit oder aber als Federpaket ausgebildet sein. Diese Ausgestaltung der Anpreßeinhei¬ ten ist äußerst platzsparend, insbesondere was die axiale Platzbeanspruchung angeht.
Wie gesagt können die Anpreßeinheiten z. B. als Pneu¬ matikzylindereinheiten ausgebildet sein. Bei Druckbe¬ aufschlagung des Pneumatikzylinders wirkt dessen Druck¬ kolben gegen den Gleitstein und dessen schiefe Ebene wirkt gegen die Druckaufnahmeebene des einen Ringteils. Dieses eine Ringteil ist z. B. das sich drehende Ring¬ dichtungsteil, welches also, außer der genannten schiefen Druckaufnahmeebene, auf der dieser Ebene abge¬ wandten Seite noch eine Dichtungsfläche besitzt, z. B. eine konkave, im Querschnitt halbkreisförmige, rechteck- förmige oder ähnlich ausgebildete Dichtungsfläche auf¬ weist. Diese Dichtungsflache wird nun über den gesamten Ringumfang gegen die konvexe, halbkreisförmige, rechteck- förmige, trapezförmige oder ähnlich ausgebildete Dich¬ tungsfläche des anderen Ringteils gepreßt.
Auch bei geringfügigen Lageveränderungen der Drehrohr¬ trommel und/oder Verschleiß der im Eingriff stehenden Dichtungsflächen ist stets eine vollständige Dichtig¬ keit durch die Selbstzentrierung der Gleitringdichtung gewährleistet; denn die beiden miteinander in Anlage befindlichen parallelen Ebenen Fig. 1 und Fig. 2 und schiefen Ebenen Fig. 3 sorgen in Verbindung mit dem auf den jeweiligen Gleitstein einwirkenden Druckglied für ein dauerndes Nachführen des nicht drehenden Dichtungs-Ringteils.
Eine selbstschmierende und wartungsfreie Dichtung er¬ zielt man insbesondere dann, wenn man die Metall/Metall- Materialpaarung so wählt, daß z. B. das nicht drehende, aus mehreren Gleitringsegmenten gebildete Ringteil eben- so wie die Gleitsteine aus DEVA-Metall gebildet sind, während das sich drehende Ringteil aus 1.6590-Metall besteht.
Die erfindungsgemäße Profilierung ist vorzugsweise halbkreisförmig, rechteckförmig, trapezförmig oder auch allgemein poligonförmig. Im weiteren Sinn umfaßt die erfindungsgemäße Profilierung jedoch auch eine an beiden Ringteilen ausgebildete Schrägfläche, wobei z. B. die Dichtungsfläche des ersten Ringteils konisch nach innen und die des zweiten Ringteils konisch nach außen verläuft. Die miteinander in Eingriff stehenden Dichtungsflächen sind auch hier selbstzentrierend.
Ferner umfaßt, die erfindungsgemäße Selbstzentrierung durch Profilierung der Dichtflächen auch eine Hinter¬ einanderanordnung von mehreren profilierten Dichtflä¬ chen sowohl in radialer als auch in axialer Richtung für Drehrohrtrommeln, die prozeßbedingt derart auf¬ wendige Gleitringdichtungen erfordern, 100 %ige Dichtigkeit, absoluter Sauerstoffabεchluß, Sperrluft- beaufsehlagung in einer Zwischenkammer und ähnliche Betriebsanforderungen.
Im folgenden wird ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Hälfte einer Längsschnittansicht eines Teils einer Gleitringdichtung mit Selbst¬ zentrierung und formschlüssiger Anpressung für Drehrohrtrommeln in selbsttragender bzw. schwimmender Auεführung,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Einzel¬ heit II in Fig. 1, und
Fig. 3 eine Längsschnittansicht einer weiteren
Ausführungεform der Erfindung mit schiefer Ebene.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung für einen Drehrohrofen zur Pyrolysierung bzw. Verschwe¬ lung von geshredderten Batterien. Deshalb werden hier lediglich die Besonderheiten der Gleitringdichtung be¬ schrieben, wobei es εich versteht, daß die spezielle Ausgestaltung der Gleitringdichtung nicht nur bei Dreh¬ rohröfen für die Pyrolyse, sondern allgemein bei Dreh¬ rohrtrommeln bzw. bei solchen Anordnungen eingesetzt werden kann, bei denen zwei relativ zueinander gedrehte, koaxiale Teile im Übergangsbereich gasdicht abgedichtet werden müssen.
Zum Zweck der Übersichtlichkeit sind in der folgenden Beschreibung die mit der Drehrohrtrommel verbundenen, sich also mit der Drehrohrtrommel drehenden Teile mit dem Zusatz "d" versehen.
In der linken Hälfte der Fig. 1 ist der feststehende Teil eines Ein- oder Auslaufgehäuses für eine Drehrohr¬ trommel dargestellt. An einen Gehäuseflansch 1 schließt sich ein zweigeteiltes Zwischenteil 2 an, an welchem ein Dichtungstragring 3 angeschweißt ist. Etwa in der Mitte des Zwischenteils 2 befindet sich ein Kompensator 4, der in an sich bekannter Weise aus ringförmigen Metallelementen oder als Gewebeschlauch nach Art eines Balgen aufgebaut ist. Er kann auch entsprechend den Drehrohrtrommelbewegungen und aus Platzgründen als Roll- kompensator oder Membranscheibe ausgebildet sein. Man erkennt, daß der Kompensator 4 Axialbewegungen und Radialbewegungen resultierend aus den verschiedenen Be- triebszuständen der Drehrohrtrommel zwischen dem linken Element und dem rechten Element des Zwischenteils 2 aus¬ zugleichen vermag.
Rechts in Fig. 1 sind Teile dargestellt, die mit der Drehrohrtrommel verbunden sind, die sich also mitdrehen. An einem mittels Bolzen an einem am Drehrohrtrommel¬ mantel angeschweißten Flansch befestigten Endflansch 5d ist ein Zwischenstück 6d angeschweißt, welches an dem von dem Endflansch 5d abgewandten Ende einen Halte¬ flansch 7d trägt. Über den Umfang verteilt sind an dem Halteflansch 7d Haltebolzen 9d angeordnet, die einen Metallring bzw. Gleitring als Dichtungssitz an dem Halte¬ flansch 7d tragen.
An dem nichtdrehenden Dichtungstragring 3 sind mittels Schrauben 11 mehrere auswechselbare Gleitringsegmente befestigt, die sich zu einem geschlossenen Segmentgleit¬ ring 10 ergänzen.
Wie in der vergrößerten Einzelheit in Fig. 2 dargestellt ist, hat der Segmentgleitring 10 einen etwa halbkreis¬ förmigen Querschnitt und bildet dadurch eine konvexe Dichtungsfläche FlO. Eine dazu passende zweite Dichtungs¬ fläche F8d ist in dem Gleitring 8d ausgebildet. Der Gleitring 8d und der Segmentgleitring 10 bewegen sich relativ zueinander, wobei hier der Gleitring 8d auf dem Segmentgleitring 10 umläuft.
Wie in Fig. 1 zu sehen ist, ist an dem radial äußeren Ende des Dichtungstragringes 3 eine als Anpreßeinheit dienende Kolben-Zylinder-Einheit 14 mittels Schrauben¬ bolzen 12 und einer Halteplatte 13 befestigt. Die Kolben-Zylinder-Einheit 14 enthält einen Zylinder 15, der an dem Dichtungstragring 3 fixiert ist, und einen Kolben 16, der durch eine Bohrung des Dichtungstrag¬ rings in Richtung Drehrohrtrommel ragt und an seinem äußeren Ende einen Gleitsteinhalter 17 trägt, der in sich ein dem Gleitring 8d zugewandten Gleitstein 18 hält. Der von Hydraulikfluid beaufschlagte Zylinder 15 zieht den Kolben 16 in Richtung Zylinder, so daß der Gleitstein 18 gegen den Gleitring 8d drückt und mithin bewirkt, daß die beiden Dichtungsflächen F8d und FlO gegeneinander gepreßt werden.
Über den Umfang der Drehrohrtrommeln verteilt sind mehrere solche Anpreßeinheiten mit jeweils solchen Elementen 14-18 angeordnet.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, drückt der Gleitstein 18, welcher sich über ein gewisses Stück des Umfangs er¬ strecken kann, mit einer Gleitfläche F18 gegen eine Gegenfläche G8d des umlaufenden Gleitrings 8d.
Der ein erstes Ringteil bildende Segmentgleitring 10 und der ein zweites Ringteil bildende Gleitring 8d, der die Funktion eines Dichtungssitzes hat, bilden also eine kraft- und formschlüssige Verbindung insoweit, als radiale Auslenkungen, herrührend aus Drehreibung und Antriebsumfangskräfte, zwischen den beiden Ring- teilen 10 und 8d zuverlässig verhindert werden. Die beiden Dichtungsflächen FlO und F8d bleiben stets durch die Anpreßeinheit 14 miteinander in Eingriff. Es handelt sich also um eine schwimmende bzw. selbsttragende Gleit¬ ringdichtung mit selbstzentrierenden Gleitringen.
Anstelle der halbkreisförmigen Dichtungsflächen können auch rechteckförmige oder trapezförmige Dichtungsflächen oder andere Querschnitte verwendet werden.
Die oben erläuterte Ausführungsform der Erfindung mit den über den Umfang verteilten, axial-orentierten An¬ preßeinheiten 14 kann möglicherweise zu Platzproblemen füh en.
Eine in Fig. 3 dargestellte weitere Ausführungsform der Erfindung ist bezüglich der Ausgestaltung der Gleitring¬ dichtung im Bereich Dichtungsflächen ähnlich ausgebildet wie die erste Ausführungsform nach Fig. 1 und 2. An einem ringförmigen Dichtungstragring 23 ist mittels Schrauben ein aus mehreren Segmenten zusammengesetzter nicht drehender Segmentgleitring 30 befestigt, der eine im Querschnitt halbkreisförmige Dichtungsfläche F30 auf¬ weist.
Komplementär zu der Dichtungsfläche F30 ist eine konkave, im Querschnitt halbkreisförmige Dichtungsfläche F28d2 in einem drehenden Metall- bzw. Gleitring 28d ausgebildet, ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Auf der der Dichtungsfläche F28d2 gegenüberliegenden Seite des Gleit¬ rings 28d befindet sich eine schiefe Druckaufnahmeebene F28dl, über die der Gleitring 28d mit seiner Dichtungs¬ fläche F28d2 gegen die Dichtungsfläche F30 des nicht drehenden Segmentgleitrings 30 gepreßt wird.
Hierzu sind über den Umfang verteilt mehrere Gleitsteine
37 an jeweils einer Fuhrungshalterung 32 gelagert. Diese Fuhrungshalterung 32 ist Bestandteil einer aus Metall¬ platten 47 und 48 bestehenden Haltevorrichtung für eine Anpreßeinheit 34. Über den Umfang der gesamten Drehrohr¬ trommel sind mehrere solche Anpreßeinheiten 34 verteilt angeordnet.
Bei dieser Ausführungsform ist die Anpreßeinheit 34 durch eine Pneumatikzylindereinheit 35 gebildet, der über eine Leitung 50 Druckluft zugeführt wird. Die zuge¬ führte Druckluft bewirkt, daß ein Kolben 38 bezüglich der gesamten Anordnung radial aus der Pneumatikzylinder¬ einheit 35 austritt. Die abgerundete Spitze des Kolbens
38 greift in eine konische Ausnehmung 33 oben in dem Gleitstein 37 ein und drückt mithin den Gleitstein 37 in dessen Führung radial nach innen, in Fig. 3 also nach unten. Damit tritt eine schiefe Ebene 37E des Gleitsteins 37 in Druckkontakt mit der Druckaufnahmeebene F28dl des drehenden Gleitrings 28d. Aufgrund der miteinander in Eingriff stehenden schiefen Ebenen wird die von dem Kolben 38 auf dem Gleitstein 37 ausgeübte radiale Kraft aufgeteilt in eine radiale und eine horizontale Kompo¬ nente, wobei die horizontale Komponente den drehenden Gleitring 28d mit dessen Gleitringdichtungsflache F28d2 gegen den nicht drehenden Segmentgleitring 30 preßt.
Wie man sieht, handelt es sich bei der in Fig. 3 darge¬ stellten Anordnung ebenfalls um eine selbsttragende bzw. schwimmende Gleitringdichtung mit Selbstzentrierung, wo¬ bei, wie in Fig. 3 durch gestrichelte Linien angedeutet ist, sich der Gleitstein 37 nach oben und nach unten bewegen kann, um ständig an der schiefen Druckaufnahme¬ ebene F28dl anzuliegen und den Gleitring 28d axial nach links zu belasten. Der Gleitring 28d ist mittels Bolzen über einen Halteflansch 39 mit dem Drehrohrtrommelmantel 49 zu einer Bewegungseinheit verbunden, wobei der Halte¬ flansch 39 an dem Drehrohrtrommelmantel 49 angeschweißt ist.

Claims

Patentansprüche
1. Gleitringdichtung für Drehrohrtrommeln in selbst¬ tragender bzw. schwimmender Ausführung, z. B. für einen thermischen Pyrolyseprozeß zum Ausεchwelen von ge- shredderten Batterien, mit:
- einem ersten Ringteil (10, 30) mit einer ersten Dich- tungsfläche (FlO, F30) , und
- einem zweiten Ringteil (8d, 28d) mit einer zweiten Dichtungsflache (F8d, F28d2) , wobei das erste und das zweite Ringteil und mithin die erste und die zweite Dichtungsflache relativ zueinander gedreht werden, während sie unter Axialdruck gehalten werden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das erste und das zweite Ringteil (10, 30; 8d, 28d) mit ihren Dichtungsflächen selbstzentrierend miteinander formschlüssig in Eingriff stehen und dazu mit einer Pro¬ filierung ausgestattet sind.
2. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das erste Ringteil (10, 30) eine im Querschnitt halb¬ kreisförmige konvexe Dichtungsfläche (FlO, F30) und das zweite Ringteil (8d, 28d) eine im Querschnitt konkave Dichtungsfläche (F8d, F28d2) aufweist.
3. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß beide Ringteile (10, 30) eine im Querschnitt recht- eckförmige oder trapezförmige oder irgend eine andere poligonförmige Dichtungsfläche (FlO, F30, F8d, F28d2) aufweist.
4. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das erste Ringteil (10, 30) an dem nicht drehenden Teil (3, 23) der DichtungsVorrichtung vorgesehen ist und aus einem metallischen Dichtungsmaterial besteht, während das zweite, ebenfalls metallische Ringteil (8d, 28d) an der Drehrohrtrommel befestigt ist als eine Bewegungsein¬ heit.
5. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß mehrere Dichtungsflächen radial und/oder axial hintereinander angeordnet sind zur Erzielung spezieller Dichtungseffekte.
6. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß über den Umfang der Drehrohrtrommel verteilt mehrere Anpreßeinheiten (14, 34) angeordnet sind, die das erste und das zweite Ringteil (10, 30; 8d, 28d) mit ihren Dichtungsflächen (F10, F30; F8d, F28d2) axial zusammenpressen.
7. Gleitringdichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Anpreßeinheiten als Kolben-Zylinder-Einheiten (14) ausgebildet sind, die an einem das erste Ringteil (10) tragenden, nichtdrehenden Teil (3) der Dichtungs¬ vorrichtung angebracht sind und mit dem Zylinder oder mit dem Kolben (16) das zweite Ringteil (8d) gegen das erste Ringteil (10) vorspannen.
8. Gleitringdichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Anpreßeinheit als Federpaket ausgebildet ist, welches die Vorspannung des ersten und des zweiten Ring¬ teils übernimmt.
9. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Zylinder (15) bzw. der Kolben (16) bzw. ein Federpaket einen Gleitstein (18) haltert, der mit einer Gleitfläche (F18) an einer Gegenfläche (G8d) anliegt, welche mit der Drehrohrtrommel dreht und sich in der Nähe der zweiten Dichtungsfläche (F8d) befindet.
10. Gleitringdichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Anpreßeinheiten (34) je ein bezüglich der Drehrohr rommel radial wirkendes Druck- oder Zugglied, z. B. einen Kolben, aufweisen, der auf einen mit einer schiefen Ebene ausgestalteten Gleitstein (37) einwirkt, und daß die schiefe Ebene sich in Anlage an einer schie¬ fen Druckaufnahmeebene (F28dl) an dem Gleitring (28d) befindet.
11. Gleitringdichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Anpreßeinheit an einem nicht drehenden Dichtungs¬ tragring (23) montiert ist und als Pneumatikzylinderein¬ heit, Hydraulikzylindereinheit oder Federpaket ausge¬ bildet ist.
12. Gleitringdichtung nach Anspruch 6 und 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das erste nicht drehende Ringteil (10, 30) aus mehreren Gleitringsegmenten zusammengesetzt ist, die ebenso wie die Gleitsteine (18, 37) aus DEVA-Metall gefertigt sind, während das zweite drehende Ringteil (8d, 28d) aus 1.6590-Metall oder ähnlich hartem Metall be¬ steht.
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