WO1995007956A1 - Slip-ring seal to seal a hot pipe against a casing - Google Patents

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WO1995007956A1
WO1995007956A1 PCT/DE1994/001015 DE9401015W WO9507956A1 WO 1995007956 A1 WO1995007956 A1 WO 1995007956A1 DE 9401015 W DE9401015 W DE 9401015W WO 9507956 A1 WO9507956 A1 WO 9507956A1
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WO
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tube
ring
sealing ring
mechanical seal
sealing
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PCT/DE1994/001015
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Karl May
Hartmut Herm
Karlheinz Unverzagt
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B1/00Retorts
    • C10B1/10Rotary retorts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L51/00Expansion-compensation arrangements for pipe-lines
    • F16L51/02Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of bellows or an expansible folded or corrugated tube
    • F16L51/022Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of bellows or an expansible folded or corrugated tube with a single corrugation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G2203/00Furnace arrangements
    • F23G2203/20Rotary drum furnace
    • F23G2203/212Sealing arrangements between rotary and stationary parts

Definitions

  • the invention relates to a mechanical seal for sealing a rotatable tube against a stationary housing a) with a sealing ring which is connected to the tube, which is arranged coaxially to the tube and which can also be rotated with the tube, b) with a flexible compensator, c) with a mating ring which is connected to the housing via the flexible compensator for compensating for changes in length of the tube, the mating ring having an end sealing surface on an end sealing surface of the sealing ring for sealing the housing against the Tube can be pressed.
  • Such a mechanical seal is used in a plant for the thermal treatment of waste, for example between the discharge pipe of the pyrolysis device (carbonization drum) and the downstream discharge device from which carbonization gases and carbonization material are withdrawn separately, in particular in a system , which works according to the smoldering process.
  • the so-called smoldering process has become known in the field of waste disposal.
  • the method and a plant for thermal waste disposal operating according to it are described, for example, in EP-A-0 302 310 and in DE-A-38 30 153.
  • the essential components of the plant for thermal waste disposal using the smoldering-firing process include a smoldering chamber (pyrolysis reactor) and a high-temperature combustion chamber.
  • the smoldering chamber converts the waste that is fed in via a waste transport device into smoldering gas and pyrolysis residues.
  • the smoldering gas and the After suitable processing, pyrolysis residues are fed to the burner of the high-temperature combustion chamber.
  • Molten slag is produced in the high-temperature combustion chamber, which is removed via a fume hood and which, after cooling, is in a glass-like form.
  • the resulting flue gas is fed to a chimney as an outlet via a flue gas line.
  • a heat recovery steam generator as cooling device, a dust filter system and a flue gas cleaning system are installed in this flue gas line.
  • a rotating, relatively long smoldering drum is generally used, which has a large number of parallel heating pipes on the inside, on which the waste is largely heated in the absence of air.
  • the smoldering drum rotates about its longitudinal axis.
  • the longitudinal axis of the carbonization drum is preferably slightly inclined with respect to the horizontal, so that the solid carbonization material collects at the outlet of the carbonization drum and can be discharged from there via a discharge pipe. When turning, the waste is lifted up through the heating pipes and falls down again.
  • a centrally arranged discharge pipe is firmly connected to the smoldering drum and rotates together with the smoldering drum.
  • the carbonization gas resulting from the waste and the solid material are passed on to a stationary discharge device, essentially a housing with an outlet for carbonization gas and an outlet for solid carbonization material.
  • a sliding or sealing ring is provided, which is connected to the rotating tube and is arranged coaxially with the latter.
  • a counter ring is also provided, which is connected to the stationary housing of the discharge device via a flexible compensator.
  • This compensator is used to compensate for changes in length of the rotating tube; it consists, for example, of a gas-tight, flexible fabric. It ensures that the counter ring is movably connected to the housing on all sides. The mating ring is pressed with its end sealing surface against an end sealing surface of the rotating sealing ring. As a result, the rotating tube is well sealed against the stationary housing.
  • the rotating sealing ring is exposed to a high thermal load.
  • it is attached centrally to the hot rotating discharge pipe and exposed to a temperature of 450 ° C, for example.
  • its outer circumference in particular as a result of cooling by the rotation, has a temperature of only about 100 to
  • the invention is therefore based on the object of designing a mechanical seal of the type mentioned in such a way that it can withstand thermal loads practically undamaged.
  • sealing ring is attached via a box with a central opening on the pipe.
  • the box assumes the function of extensive thermal decoupling between the hot tube and the rotating sealing ring, in particular if it is made from a thin steel sheet.
  • the rotating sealing ring can have a smaller web height because it does not sit directly on the rotating tube, but is attached at a distance to the outer edge of the can.
  • FIG. 1 shows a mechanical seal between a rotating discharge pipe and a stationary discharge device according to the prior art
  • Figure 2 is a view of the rotating sealing ring used with a typical temperature distribution
  • FIG 3 shows a mechanical seal according to the invention using a can
  • Figure 4 is a view of the rotating sealing ring used with a typical temperature distribution.
  • Figure 1 shows a mechanical seal 2 according to the state of the
  • This tube 4 is specifically the discharge tube or drum tube of a smoldering furnace. It is firmly connected to the heated smoldering drum (not shown) which is loaded with waste and which rotates during operation. In the smoldering drum, the waste is converted into smoldering gases ⁇ and solids f by pyrolysis. The carbonization gases s and the solids f are transferred with the help of the discharge pipe 4 into the housing 6 of a discharge device and are further processed there via separate outlets 10 and 12 for further processing. headed.
  • the rotating drum tube 4 is provided with an insulation 14 on the outside.
  • the mechanical seal 2 comprises a slide or sealing ring 16 which is welded to the end of the drum tube 4 by means of two weld seams 18, 20.
  • the sealing ring 16 is arranged coaxially to the drum tube 4 and rotates with the drum tube 4.
  • the sealing ring 16 is welded onto the drum tube 4 in the cold state.
  • the outer end face of the sealing ring 16 faces the end face of a counter ring 22, which is arranged in a stationary manner.
  • This counter ring 22 is attached to a flexible compensator 24 which serves to compensate for changes in length of the drum tube 4 and which in turn is attached to the housing 6 of the discharge device so as to be movable in all directions.
  • the arrangement is such that the compensator 24 centrally surrounds a nozzle 26 of the housing 6.
  • the end of the drum tube 4 is in turn inserted into this connecting piece 26.
  • the sealing ring 22 can be pressed by means (not shown) (pressure springs or pneumatic cylinders) with its end sealing surface against the end sealing surface of the counter ring 16 for the purpose of sealing the housing 6 against the drum tube 4.
  • the mechanical seal 2 again comprises a sealing ring 16 and a counter ring 22, the end faces of which are pressed against one another.
  • the inner diameter of the sealing ring 16 does not correspond to the outer diameter of the drum tube 4; the inner diameter is much larger.
  • the sealing ring 16 is fastened to the pipe 4 via a socket 32 with a central opening 34.
  • Two weld seams 18, 20 are also provided here for fastening.
  • the arrangement is such that the tube 4 is passed through the central opening 34 in the bottom of the can 32.
  • the can 32 comprises an annular base or ring 36 and a tubular part 38 attached to its outer circumference, which is concentric to the tube 4.
  • This pipe part 38 which is fastened to the sealing ring 16 by means of a weld 40, can also be covered on the outside with insulating material 14.
  • the ring 36 and the pipe part 38 attached to it are thin pieces of material.
  • the tube piece 38 is selected to be thin so that it has a certain elasticity but is nevertheless dimensionally stable.
  • the ring 36 is fastened to the tube 4 by means of the weld seams 18, 20.
  • the two sealing rings 16, 22 can again be made of steel.
  • a lubricant for example a suitable, temperature-resistant grease, can be present between the two sealing rings 16, 22. This can be brought through the counter ring 22 through a channel (not shown) to the sealing surfaces. It is also an advantage if at least one of the two sealing surfaces is provided with a lubrication groove 41.
  • This lubrication groove 41 which is intended to receive the lubricant, can be designed in the form of a ring and lie concentrically with the sealing ring 22.
  • the arrangement of the can 32 between the sealing ring 16 and the tube 4 has the consequence that the tube (drum tube) 4 can expand largely independently of the sealing ring 16.
  • the seal ring web height h of the sealing ring 16 is considerably smaller compared to the embodiment in FIG. 1. This also reduces the thermal stresses mentioned.
  • the temperature T 1 is again approximately 450 ° C.
  • the temperature T 3 measured on the outside is again approximately 100 to 130 ° C.
  • the temperature difference (T3 - T2) at the sealing ring 16 is only about 70 to 120 ° C., which is considerably lower than in the embodiment according to FIG. that the risk of cracks 30 is significantly reduced or eliminated.
  • the mechanical seal 2 shown in FIG. 3 remains low-tension and elastic in all operating states of a carbonization drum.
  • the application of the mechanical seal 2 is not limited to the gas-tight connection between a discharge pipe 4 and a discharge device 6. Rather, it is used wherever a rotating pipe is sealed against standing case goes. It can therefore also be used, for example, to seal the rotary screw which is customary in a smoldering-firing installation against the smoldering drum or else in the case of the Sealing of the carbonization drum against a heating gas housing, which can be arranged either at one or the other end of the carbonization drum.

Abstract

The slip-ring seal (2) has a sealing ring (16) secured coaxially to and rotated with the hot pipe (4). A counter-ring (22) is secured to the fixed casing (6) via a compensator (24). During operation, the two faces of the sealing rings (16, 22) slide on each other. To prevent cracks in the sealing ring (16), the latter is secured to the pipe (4) via a bush (32) with a central aperture (34). This bush (32) surrounds a thin ring (36) and a thin pipe section (38) secured to its outer circumference.

Description

Beschreibungdescription
Gleitringdichtung zum Abdichten eines heißen Rohrs gegen ein GehäuseMechanical seal for sealing a hot pipe against a housing
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleitringdichtung zum Ab¬ dichten eines drehbaren Rohrs gegen ein stehendes Gehäuse a) mit einem Dichtring, der mit dem Rohr verbunden ist, der koaxial zum Rohr angeordnet ist und der mit dem Rohr mit¬ drehbar ist, b) mit einem flexiblen Kompensator, c) mit einem Gegenring, der mit dem Gehäuse über den flexib¬ len Kompensator zum Kompensieren von Längenänderungen des Rohrs verbunden ist, wobei der Gegenring mit einer stirn¬ seitigen Dichtfläche an eine stirnseitige Dichtfläche des Dichtrings zum Abdichten des Gehäuses gegen das Rohr an¬ preßbar ist.The invention relates to a mechanical seal for sealing a rotatable tube against a stationary housing a) with a sealing ring which is connected to the tube, which is arranged coaxially to the tube and which can also be rotated with the tube, b) with a flexible compensator, c) with a mating ring which is connected to the housing via the flexible compensator for compensating for changes in length of the tube, the mating ring having an end sealing surface on an end sealing surface of the sealing ring for sealing the housing against the Tube can be pressed.
Eine solche Gleitringdichtung wird bei einer Anlage zur ther¬ mischen Behandlung von Abfall eingesetzt, beispielsweise zwi¬ schen dem Austragsrohr der Pyrolyseeinrichtung (Schweltrom- mel) und der nachgeordneten Austragseinrichtung, aus der Schwelgase und Schwelgut getrennt voneinander abgezogen wer- den, insbesondere bei einer Anlage, die nach dem Schwel- Brenn-Verfahren arbeitet.Such a mechanical seal is used in a plant for the thermal treatment of waste, for example between the discharge pipe of the pyrolysis device (carbonization drum) and the downstream discharge device from which carbonization gases and carbonization material are withdrawn separately, in particular in a system , which works according to the smoldering process.
Auf dem Gebiet der Abfallbeseitigung ist das sogenannte Schwel-Brenn-Verfahren bekannt geworden. Das Verfahren und eine danach arbeitende Anlage zur thermischen Abfallentsor¬ gung sind beispielsweise in der EP-A-0 302 310 sowie in der DE-A-38 30 153 beschrieben. Die Anlage zur thermischen Ab¬ fallentsorgung nach dem Schwel-Brenn-Verfahren enthält als wesentliche Komponenten eine Schwelkammer (Pyrolysereaktor) und eine Hochtemperatur-Brennkammer. Die Schwelkammer setzt den über eine Abfall-Transporteinrichtung aufgegebenen Abfall in Schwelgas und Pyrolysereststoff um. Das Schwelgas und der Pyrolysereststoff werden nach geeigneter Aufarbeitung dem Brenner der Hochtemperatur-Brennkammer zugeführt. In der Hochtemperatur-Brennkammer entsteht schmelzflüssige Schlacke, die über einen Abzug entnommen wird und die nach Abkühlung in glasartiger Form vorliegt. Das entstehende Rauchgas wird über eine Rauchgasleitung einem Kamin als Auslaß zugeführt. In diese Rauchgasleitung sind insbesondere ein Abhitzedampfer¬ zeuger als Kühleinrichtung, eine Staubfilteranlage und eine Rauchgasreinigungsanlage eingebaut.The so-called smoldering process has become known in the field of waste disposal. The method and a plant for thermal waste disposal operating according to it are described, for example, in EP-A-0 302 310 and in DE-A-38 30 153. The essential components of the plant for thermal waste disposal using the smoldering-firing process include a smoldering chamber (pyrolysis reactor) and a high-temperature combustion chamber. The smoldering chamber converts the waste that is fed in via a waste transport device into smoldering gas and pyrolysis residues. The smoldering gas and the After suitable processing, pyrolysis residues are fed to the burner of the high-temperature combustion chamber. Molten slag is produced in the high-temperature combustion chamber, which is removed via a fume hood and which, after cooling, is in a glass-like form. The resulting flue gas is fed to a chimney as an outlet via a flue gas line. In particular, a heat recovery steam generator as cooling device, a dust filter system and a flue gas cleaning system are installed in this flue gas line.
Als Schwelkammer (Pyrolysereaktor) wird in der Regel eine sich drehende, relativ lange Schweltrommel eingesetzt, die innen eine Vielzahl von parallelen Heizrohren aufweist, an denen der Abfall weitgehend unter Luftabschluß aufgeheizt wird. Die Schweltrommel dreht sich dabei um ihre Längsachse. Vorzugsweise ist die Längsachse der Schweltrommel etwas ge¬ genüber der Horizontalen geneigt, so daß sich das feste Schwelgut am Ausgang der Schweltrommel ansammeln und von dort über ein Austragsrohr ausgetragen werden kann. Beim Drehen wird der Abfall durch die Heizrohre emporgehoben und fällt wieder herab. Hierdurch wird der Transport des Festguts (Staub, Kohlenstoffpartikel (Koks), Steine, Glas-, Metall-, Keramik-Teile etc.) in Richtung auf die Austragsöffnung der Schweltro mel bewerkstelligt. An die Schweltrommel ist ein zentral angeordnetes Austragsrohr fest angeschlossen, das sich zusammen mit der Schweltrommel dreht. Durch dieses wer¬ den das aus dem Abfall entstehende Schwelgas und das Festgut an eine ruhende Austragseinrichtung, im wesentlichen ein Ge¬ häuse mit einem Ausgang für Schwelgas und einem Ausgang für festes Schwelgut, weitergegeben. Von Bedeutung ist eine gute Abdichtung zwischen der Schweltrommel samt Austragsrohr und der Austragseinrichtung, da in ihnen ein gewisser Unterdruck herrscht und die Pyrolyse in der Schweltrommel unter Sauer¬ stoffmangel, also unterstöchiometrisch, erfolgen muß.As a smoldering chamber (pyrolysis reactor), a rotating, relatively long smoldering drum is generally used, which has a large number of parallel heating pipes on the inside, on which the waste is largely heated in the absence of air. The smoldering drum rotates about its longitudinal axis. The longitudinal axis of the carbonization drum is preferably slightly inclined with respect to the horizontal, so that the solid carbonization material collects at the outlet of the carbonization drum and can be discharged from there via a discharge pipe. When turning, the waste is lifted up through the heating pipes and falls down again. As a result, the transport of the solid material (dust, carbon particles (coke), stones, glass, metal, ceramic parts, etc.) in the direction of the discharge opening of the Schweltro mel is accomplished. A centrally arranged discharge pipe is firmly connected to the smoldering drum and rotates together with the smoldering drum. Through this, the carbonization gas resulting from the waste and the solid material are passed on to a stationary discharge device, essentially a housing with an outlet for carbonization gas and an outlet for solid carbonization material. It is important to have a good seal between the smoldering drum including the discharge pipe and the discharge device, since a certain negative pressure prevails in them and the pyrolysis in the smoldering drum must take place under a lack of oxygen, that is to say under-stoichiometric.
Die eingangs genannte Gleitringdichtung für eine Schweltrom¬ mel ist aus der EP-A-0 431 419 (GR 89 P 3592 E) bekannt. Hierbei ist ein Gleit- oder Dichtring vorgesehen, der mit dem sich drehenden Rohr verbunden und koaxial zu diesem angeord¬ net ist. Weiterhin ist ein Gegenring vorgesehen, der mit dem stehenden Gehäuse der Austragseinrichtung über einen flexib- len Kompensator verbunden ist. Dieser Kompensator dient zum Kompensieren von Längenänderungen des sich drehenden Rohrs; er besteht zum Beispiel aus einem gasdichten flexiblen Gewe¬ be. Er sorgt dafür, daß der Gegenring nach allen Seiten be¬ weglich mit dem Gehäuse verbunden ist. Der Gegenring wird mit seiner stirnseitigen Dichtfläche an eine stirnseitige Dicht¬ fläche des sich drehenden Dichtrings gepreßt. Dadurch wird das sich drehende Rohr gegen das stehende Gehäuse gut abge¬ dichtet.The mechanical seal mentioned above for a Schweltrom¬ mel is known from EP-A-0 431 419 (GR 89 P 3592 E). In this case, a sliding or sealing ring is provided, which is connected to the rotating tube and is arranged coaxially with the latter. A counter ring is also provided, which is connected to the stationary housing of the discharge device via a flexible compensator. This compensator is used to compensate for changes in length of the rotating tube; it consists, for example, of a gas-tight, flexible fabric. It ensures that the counter ring is movably connected to the housing on all sides. The mating ring is pressed with its end sealing surface against an end sealing surface of the rotating sealing ring. As a result, the rotating tube is well sealed against the stationary housing.
Es hat sich nun gezeigt, daß der rotierende Dichtring einer hohen thermischen Belastung ausgesetzt ist. Einerseits ist er zentral am heißen rotierenden Austragsrohr befestigt und dort zum Beispiel einer Temperatur von 450 °C ausgesetzt. Anderer¬ seits hat sein Außenumfang, insbesondere infolge der Kühlung durch die Rotation, eine Temperatur von nur etwa 100 bisIt has now been shown that the rotating sealing ring is exposed to a high thermal load. On the one hand, it is attached centrally to the hot rotating discharge pipe and exposed to a temperature of 450 ° C, for example. On the other hand, its outer circumference, in particular as a result of cooling by the rotation, has a temperature of only about 100 to
130 °C angenommen. Infolge der sich im Dichtring dadurch auf¬ bauenden Spannung kann es zu einer Rißbildung kommen. Im In¬ teresse einer langen Standzeit ist eine solche Rißbildung aber zu verhindern.Assumed 130 ° C. As a result of the tension building up in the sealing ring, cracks may form. Such a crack formation must be prevented in the interest of a long service life.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Gleit¬ ringdichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß sie thermische Belastungen praktisch unbeschadet aushält.The invention is therefore based on the object of designing a mechanical seal of the type mentioned in such a way that it can withstand thermal loads practically undamaged.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dichtring über eine Dose mit zentraler Öffnung am Rohr befe¬ stigt ist.This object is achieved in that the sealing ring is attached via a box with a central opening on the pipe.
Die Dose übernimmt hierbei die Funktion einer weitgehenden thermischen Entkopplung zwischen dem heißen Rohr und dem ro¬ tierenden Dichtring, insbesondere wenn sie aus einem dünnen Stahlblech hergestellt ist. Der rotierende Dichtring kann hierbei eine kleinere Steghöhe besitzen, da er nicht direkt auf dem sich drehenden Rohr aufsitzt, sondern im Abstand dazu am Außenrand der Dose befestigt ist.The box assumes the function of extensive thermal decoupling between the hot tube and the rotating sealing ring, in particular if it is made from a thin steel sheet. The rotating sealing ring can have a smaller web height because it does not sit directly on the rotating tube, but is attached at a distance to the outer edge of the can.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprü¬ chen gekennzeichnet.Further advantageous configurations are characterized in the subclaims.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von vier Figuren näher erläutert. Dabei werden dieselben Be- zugszeichen für gleiche Bauteile verwendet. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to four figures. The same reference symbols are used for the same components. Show it:
Figur 1 eine Gleitringdichtung zwischen einem rotierenden Austragsrohr und einer ruhenden Austragseinrichtung nach dem Stand der Technik;1 shows a mechanical seal between a rotating discharge pipe and a stationary discharge device according to the prior art;
Figur 2 einen Blick auf den dabei verwendeten rotierenden Dichtring mit einer typischen Temperaturverteilung;Figure 2 is a view of the rotating sealing ring used with a typical temperature distribution;
Figur 3 eine Gleitringdichtung nach der Erfindung unter Ver- wendung einer Dose und3 shows a mechanical seal according to the invention using a can and
Figur 4 einen Blick auf den dabei verwendeten rotierenden Dichtring mit einer typischen Temperaturverteilung.Figure 4 is a view of the rotating sealing ring used with a typical temperature distribution.
Figur 1 zeigt eine Gleitringdichtung 2 nach dem Stand derFigure 1 shows a mechanical seal 2 according to the state of the
Technik zum Abdichten eines rotierenden Rohrs 4 gegen ein ru¬ hendes Gehäuse 6. Die Drehung des Rohrs 4 um seine Längsachse ist durch einen Pfeil 8 charakterisiert. Bei diesem Rohr 4 handelt es sich hier speziell um das Austragsrohr oder Trommelrohr einer Schwel-Brenn-Anlage. Es ist mit der beheizten (nicht gezeigten) Schweltrommel, die mit Abfall be¬ schickt wird und die sich im Betrieb dreht, fest verbunden. In der Schweltrommel wird der Abfall in Schwelgase ε und Feststoffe f durch Pyrolyse umgesetzt. Die Schwelgase s und die Feststoffe f werden mit Hilfe des Austragsrohrs 4 in das Gehäuse 6 einer Austragseinrichtung überführt und dort über getrennte Ausgänge 10 bzw. 12 zur Weiterverarbeitung weiter- geleitet. Das rotierende Trommelrohr 4 ist außen mit einer Isolation 14 versehen.Technique for sealing a rotating tube 4 against a resting housing 6. The rotation of the tube 4 about its longitudinal axis is characterized by an arrow 8. This tube 4 is specifically the discharge tube or drum tube of a smoldering furnace. It is firmly connected to the heated smoldering drum (not shown) which is loaded with waste and which rotates during operation. In the smoldering drum, the waste is converted into smoldering gases ε and solids f by pyrolysis. The carbonization gases s and the solids f are transferred with the help of the discharge pipe 4 into the housing 6 of a discharge device and are further processed there via separate outlets 10 and 12 for further processing. headed. The rotating drum tube 4 is provided with an insulation 14 on the outside.
Die Gleitringdichtung 2 umfaßt einen Gleit- oder Dichtring 16, der endseitig mit Hilfe von zwei Schweißnähten 18, 20 auf das Trommelrohr 4 aufgeschweißt ist. Der Dichtring 16 ist da¬ bei koaxial zum Trommelrohr 4 angeordnet, und er rotiert mit dem Trommelrohr 4 mit. Der Dichtring 16 wird im kalten Zu¬ stand auf das Trommelrohr 4 geschweißt.The mechanical seal 2 comprises a slide or sealing ring 16 which is welded to the end of the drum tube 4 by means of two weld seams 18, 20. The sealing ring 16 is arranged coaxially to the drum tube 4 and rotates with the drum tube 4. The sealing ring 16 is welded onto the drum tube 4 in the cold state.
Der äußeren Stirnfläche des Dichtrings 16 steht die Stirnflä¬ che eines Gegenrings 22, der ortsfest angeordnet ist, gegen¬ über. Dieser Gegenring 22 ist an einem flexiblen Kompensator 24 festgemacht, der zum Kompensieren von Längenänderungen des Trommelrohrs 4 dient und der seinerseits wiederum nach allen Richtungen beweglich am Gehäuse 6 der Austragseinrichtung festgemacht ist. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß der Kompensator 24 zentral einen Stutzen 26 des Gehäuses 6 umgibt. In diesen Stutzen 26 wiederum ist das Ende des Trom- melrohrs 4 eingeführt. Der Dichtring 22 ist durch (nicht ge¬ zeigte) Mittel (Anpreßfedern oder pneumatische Zylinder) mit seiner stirnseitigen Dichtfläche an die stirnseitige Dicht¬ fläche des Gegenrings 16 zwecks Abdichtung des Gehäuses 6 ge¬ gen das Trommelrohr 4 anpreßbar.The outer end face of the sealing ring 16 faces the end face of a counter ring 22, which is arranged in a stationary manner. This counter ring 22 is attached to a flexible compensator 24 which serves to compensate for changes in length of the drum tube 4 and which in turn is attached to the housing 6 of the discharge device so as to be movable in all directions. The arrangement is such that the compensator 24 centrally surrounds a nozzle 26 of the housing 6. The end of the drum tube 4 is in turn inserted into this connecting piece 26. The sealing ring 22 can be pressed by means (not shown) (pressure springs or pneumatic cylinders) with its end sealing surface against the end sealing surface of the counter ring 16 for the purpose of sealing the housing 6 against the drum tube 4.
Aus Figur 2 geht die Temperatur-Belastung des mitrotierenden Dichtrings 16 hervor. Danach hat das rotierende Trommelrohr 4 bei Betrieb der (nicht gezeigten) Schweltrommel eine Tempera¬ tur T]_ von etwa 450 °C. Demzufolge beträgt die Materialtempe- ratur T2 des rotierenden Dichtrings 16 am Rohr 4 ebenfalls etwa T2 = 450 °C. Am nicht-isolierten Außenumfang des rotierenden Dichtrings 16 beträgt die Materialtemperatur T3 dagegen nur etwa T3 = 100 bis 130 °C. Damit entstehen im Dichtring 16 unterschiedliche Wärmedehnungen und somit sehr große Spannungen, und der Dichtring 16 kann sich verwerfen oder reißen. Dies ist durch einen Riß 30 angedeutet. Es gilt, die Bildung solcher Risse 30 trotz der erheblichen Tempera- turunterschiede (T2 - T3) zu vermeiden. Diese Aufgabe ist bei der Gleitringdichtung 2 gemäß Figur 3 gelöst.The temperature load of the co-rotating sealing ring 16 is shown in FIG. Thereafter, the rotating drum tube 4 has a temperature T] _ of approximately 450 ° C. during operation of the carbonization drum (not shown). As a result, the material temperature T2 of the rotating sealing ring 16 on the tube 4 is likewise approximately T2 = 450 ° C. On the non-insulated outer circumference of the rotating sealing ring 16, however, the material temperature T3 is only approximately T3 = 100 to 130 ° C. This creates 16 different thermal expansions in the sealing ring and thus very high stresses, and the sealing ring 16 can warp or tear. This is indicated by a crack 30. It is important that the formation of such cracks 30 despite the considerable temperature to avoid door differences (T2 - T3). This object is achieved with the mechanical seal 2 according to FIG. 3.
Im folgenden werden nur diejenigen Dinge beschrieben, die zwischen den Gleitringdichtungen 2 von Figur 3 und Figur 1 unterschiedlich sind.In the following, only those things are described which are different between the mechanical seals 2 of Figure 3 and Figure 1.
Nach Figur 3 umfaßt die Gleitringdichtung 2 wiederum einen Dichtring 16 und einen Gegenring 22, deren Stirnflächen ge- geneinandergepreßt werden. Im vorliegenden Fall entspricht jedoch der Innendurchmesser des Dichtrings 16 nicht dem Außendurchmesser des Trommelrohrs 4; der Innendurchmesser ist vielmehr um einiges größer.According to FIG. 3, the mechanical seal 2 again comprises a sealing ring 16 and a counter ring 22, the end faces of which are pressed against one another. In the present case, however, the inner diameter of the sealing ring 16 does not correspond to the outer diameter of the drum tube 4; the inner diameter is much larger.
Gemäß Figur 3 ist der Dichtring 16 über eine Dose 32 mit zen¬ traler Öffnung 34 am Rohr 4 befestigt. Zur Befestigung sind auch hier zwei Schweißnähte 18, 20 vorgesehen. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß das Rohr 4 durch die zentrale Öffnung 34 im Boden der Dose 32 hindurchgeführt ist. Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, umfaßt die Dose 32 einen ringförmi¬ gen Boden oder Ring 36 und ein an dessen Außenumfang befe¬ stigtes Rohrteil 38, das konzentrisch zum Rohr 4 liegt. Die¬ ses Rohrteil 38, das mittels einer Schweißnaht 40 am Dicht- ring 16 befestigt ist, kann außen ebenfalls mit Isoliermate- rial 14 belegt sein. Bei dem Ring 36 und dem daran befestig¬ ten Rohrteil 38 handelt es sich um dünne Materialstücke. Das Rohrstück 38 ist dünn gewählt, damit es eine gewisse Elasti¬ zität besitzt, aber dennoch formstabil ist. Der Ring 36 ist mittels der Schweißnähte 18, 20 am Rohr 4 befestigt. Die bei- den Dichtringe 16, 22 können auch hier wieder aus einem Stahl bestehen.According to FIG. 3, the sealing ring 16 is fastened to the pipe 4 via a socket 32 with a central opening 34. Two weld seams 18, 20 are also provided here for fastening. The arrangement is such that the tube 4 is passed through the central opening 34 in the bottom of the can 32. As can be seen from FIG. 3, the can 32 comprises an annular base or ring 36 and a tubular part 38 attached to its outer circumference, which is concentric to the tube 4. This pipe part 38, which is fastened to the sealing ring 16 by means of a weld 40, can also be covered on the outside with insulating material 14. The ring 36 and the pipe part 38 attached to it are thin pieces of material. The tube piece 38 is selected to be thin so that it has a certain elasticity but is nevertheless dimensionally stable. The ring 36 is fastened to the tube 4 by means of the weld seams 18, 20. The two sealing rings 16, 22 can again be made of steel.
Zwischen den beiden Dichtringen 16, 22 kann ein Schmiermittel vorhanden sein, beispielsweise ein geeignetes, temperaturbe- ständiges Fett. Dieses kann durch den Gegenring 22 hindurch über einen (nicht gezeigten) Kanal an die Dichtflächen herangebracht werden. Von Vorteil ist es auch, wenn zumindest eine der beiden Dichtflächen mit einer Schmiernut 41 versehen ist. Diese Schmiernut 41, die zur Aufnahme des Schmiermittels gedacht ist, kann ringförmig ausgebildet sein und konzentrisch zum Dichtring 22 liegen.A lubricant, for example a suitable, temperature-resistant grease, can be present between the two sealing rings 16, 22. This can be brought through the counter ring 22 through a channel (not shown) to the sealing surfaces. It is also an advantage if at least one of the two sealing surfaces is provided with a lubrication groove 41. This lubrication groove 41, which is intended to receive the lubricant, can be designed in the form of a ring and lie concentrically with the sealing ring 22.
Die Anordnung der Dose 32 zwischen dem Dichtring 16 und dem Rohr 4 hat zur Folge, daß sich das Rohr (Trommelrohr) 4 weitgehend unabhängig vom Dichtring 16 dehnen kann. Die Gleitringsteghöhe h des Dichtrings 16 ist gegenüber der Ausführungsform von Figur 1 erheblich kleiner. Auch damit verringern sich die erwähnten thermischen Spannungen.The arrangement of the can 32 between the sealing ring 16 and the tube 4 has the consequence that the tube (drum tube) 4 can expand largely independently of the sealing ring 16. The seal ring web height h of the sealing ring 16 is considerably smaller compared to the embodiment in FIG. 1. This also reduces the thermal stresses mentioned.
Dies wird noch einmal anhand von Figur 4 verdeutlicht. Im vorliegenden Fall beträgt die Temperatur T^ wiederum etwa 450 °C, und die außen gemessene Temperatur T3 beträgt wiede¬ rum etwa 100 bis 130 °C. Über die Dose 32 wird dem Dichtring 16 jedoch nur eine beschränkte Wärmemenge zugeführt, so daß die am Innenumfang gemessene Temperatur T2 nur etwa T2 = 200 bis 250 °C beträgt. Somit beträgt die Temperaturdifferenz (T3 - T2) am Dichtring 16 nur etwa 70 bis 120 °C, ist also beträchtlich niedriger als bei der Ausführungsform nach Figur 1. Infolge dieser niedrigen Temperaturdifferenz ergeben sich deutlich verringerte Spannungen innerhalb des Dichtrings 16. Dies führt dazu, daß die Gefahr einer Bildung von Rissen 30 erheblich reduziert oder ganz beseitigt ist. Man kann zu¬ sammenfassend sagen, daß die in Figur 3 dargestellte Gleitringdichtung 2 bei allen Betriebszuständen einer Schweltrommel spannungsarm und elastisch bleibt.This is illustrated once again with the aid of FIG. 4. In the present case, the temperature T 1 is again approximately 450 ° C., and the temperature T 3 measured on the outside is again approximately 100 to 130 ° C. However, only a limited amount of heat is supplied to the sealing ring 16 via the can 32, so that the temperature T2 measured on the inner circumference is only approximately T2 = 200 to 250 ° C. Thus, the temperature difference (T3 - T2) at the sealing ring 16 is only about 70 to 120 ° C., which is considerably lower than in the embodiment according to FIG. that the risk of cracks 30 is significantly reduced or eliminated. In summary it can be said that the mechanical seal 2 shown in FIG. 3 remains low-tension and elastic in all operating states of a carbonization drum.
Abschließend sei noch betont, daß die Anwendung der Gleit- ringdichtung 2 nicht beschränkt ist auf die gasdichte Verbin¬ dung zwischen einem Austragsrohr 4 und einer Austragsein¬ richtung 6. Vielmehr findet sie überall dort Anwendung, wo es um die Abdichtung eines drehbaren Rohrs gegen ein stehendes Gehäuse geht. Sie kann also beispielsweise auch eingesetzt werden zur Abdichtung der bei einer Schwel-Brenn-Anlage übli¬ chen Drehschnecke gegen die Schweltrommel oder aber bei der Abdichtung der Schweltrommel gegen ein Heizgas-Gehäuse, das entweder am einen oder anderen Ende der Schweltrommel ange¬ ordnet sein kann. Finally, it should be emphasized that the application of the mechanical seal 2 is not limited to the gas-tight connection between a discharge pipe 4 and a discharge device 6. Rather, it is used wherever a rotating pipe is sealed against standing case goes. It can therefore also be used, for example, to seal the rotary screw which is customary in a smoldering-firing installation against the smoldering drum or else in the case of the Sealing of the carbonization drum against a heating gas housing, which can be arranged either at one or the other end of the carbonization drum.

Claims

Patentansprüche claims
1. Gleitringdichtung (2) zum Abdichten eines drehbaren Rohrs (4) gegen ein stehendes Gehäuse (6) a) mit einem Dichtring (16), der mit dem Rohr (4) verbunden ist, der koaxial zum Rohr (4) angeordnet ist und der mit dem Rohr (4) mitdrehbar ist, b) mit einem flexiblen Kompensator (24) , c) mit einem Gegenring (22), der mit dem Gehäuse (6) über den flexiblen Kompensator (24) zum Kompensieren von Längenän¬ derungen des Rohrs (4) verbunden ist, wobei der Gegenring (22) mit einer stirnseitigen Dichtfläche an eine stirnsei¬ tige Dichtfläche des Dichtrings (16) zum Abdichten des Ge¬ häuses (6) gegen das Rohr (4) anpreßbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Dichtring (16) über eine Dose (32) mit zentraler Öffnung (34) am Rohr (4) befestigt ist.1. Mechanical seal (2) for sealing a rotatable tube (4) against a standing housing (6) a) with a sealing ring (16) which is connected to the tube (4), which is arranged coaxially to the tube (4) and which can be rotated with the tube (4), b) with a flexible compensator (24), c) with a counter ring (22), which with the housing (6) via the flexible compensator (24) to compensate for changes in length of the Tube (4) is connected, the counter ring (22) having an end sealing surface being pressed against an end sealing surface of the sealing ring (16) for sealing the housing (6) against the tube (4), characterized in that the Sealing ring (16) is fastened to the tube (4) via a box (32) with a central opening (34).
2. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , daß das Rohr (4) durch die zen¬ trale Öffnung (34) im Boden der Dose (32) hindurchgeführt ist.2. Mechanical seal according to claim 1, so that the tube (4) is passed through the central opening (34) in the bottom of the box (32).
3. Gleitringdichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dose (32) einen Ring3. Mechanical seal according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the box (32) is a ring
(36) und ein daran am Außenumfang befestigtes Rohrteil (38) umfaßt.(36) and a tubular part (38) fastened thereon to the outer circumference.
4. Gleitringdichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , daß das Rohrteil (38) außen mit einem Isoliermaterial (14) belegt ist.4. Mechanical seal according to claim 3, so that the pipe part (38) is covered on the outside with an insulating material (14).
5. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Dichtring (16) am Rohrteil (38) und der Ring (36) am Rohr (4) verschweißt sind. 5. Mechanical seal according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sealing ring (16) on the tube part (38) and the ring (36) on the tube (4) are welded.
6. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dose (32) aus einem Stahl besteht.6. Mechanical seal according to one of claims 1 to 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the box (32) consists of a steel.
7. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Dichtring (16) und/oder der Gegenring (22) aus Stahl besteht.7. Mechanical seal according to one of claims 1 to 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the sealing ring (16) and / or the counter ring (22) consists of steel.
8. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen dem Dichtring (16) und dem Gegenring (22) ein Schmiermittel vorgesehen ist.8. Mechanical seal according to one of claims 1 to 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that a lubricant is provided between the sealing ring (16) and the counter ring (22).
9. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sie eine Schmiernut (40) besitzt. 9. Mechanical seal according to one of claims 1 to 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that it has a lubrication groove (40).
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