NL9000069A

NL9000069A - Radiale afdichting.

Info

Publication number: NL9000069A
Application number: NL9000069A
Authority: NL
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1989-01-31
Filing date: 1990-01-10
Publication date: 1990-08-16
Also published as: CA2007225A1; ES2020108A6; US4961588A; KR100189128B1; PT93008A; JP2802795B2; JPH02236065A; KR900012076A

Description

Radiale afdichting.

De uitvinding heeft betrekking op een radiale afdichting, en meer in het bijzonder, op een radiale afdichting, die een redelijke afdichting (niet 100%) geeft tussen een vaste windkast en een roterende cilinder van grote diameter van een roterende oven.

“Radiale afdichtingen zijn aangebracht tussen een vaste windkast en een roterende cilinder van grote diameter in roterende oveninrichtingen. Deze radiale afdichtingen worden algemeen niet gebruikt voor het geven van 100% lucht-dichte afdichtingen. In plaats daarvan worden deze afdichtingen algemeen gebruikt als een barrière tussen hete lucht, die de roterende cilinder omgeeft en de koelere lucht, die aanwezig is in de omgeving, waarin de roterende oven werkt. Door te zorgen voor een redelijke afdichting voor het voorkomen of hinderen van het ontsnappen van hete lucht uit de nabijheid van de roterende cilinder, wordt een aanzienlijke hoeveelheid warmte-energie bewaard. Verder waarborgen dergelijke afdichtingen door een barrière te geven, die lucht verhindert te ontsnappen uit de roterende oveninrichting, dat voldoende lucht wordt onderhouden in de roterende oven, teneinde verbranding mogelijk te maken.

Bekende radiale afdichtingen voor toepassing in roterende ovens omvatten complexe structuren met verschillende kussens van warmtebestendig materiaal (overeenkomstig aan remschoenen), gemonteerd op veer-inrichtingen. Deze kussens worden gedrukt tegen het buitenoppervlak van de roterende cilinder van de roterende oven door de kracht van de veerinrichtingen. De veer-inrichtingen werken via compressie, teneinde de kussens in staat te stellen om te comformeren aan de ongelijke cilinderoppervlakken en veranderingen in de cilinder-diameter. Deze bekende afdichtingen omvatten relatief complexe en kostbare mechanische constructies, die gevoelig zijn voor mechanisch fout-functioneren, moeilijk te onderhouden zijn en gecompliceerde installatie- en ver- vangingsprocedures vereisen. Deze bekende afdichtingen zijn problematisch in veel opzichten, in de eerste plaats als gevolg van mechanisch fout-functioneren, voortkomende van vuil en andere deeltjes, die zich ophopen in de veerinrichtingen en tussen aangrenzende kussens.

Een doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een radialeafdichtingsinrichting, die een redelijke afdichting onderhoudt tussen een windkast en een ^roterende cilinder van een roterende oven.

Het is tevens een doel van de onderhavige uitvinding om een radiale afdichtinrichting te verschaffen, die conformeert aan ongelijke uitwendige periferale oppervlakken van roterende cilinders.

Het is ook een doel van de onderhavige uitvinding om een dergelijke radiale afdichtinrichting te verschaffen, welke conformeert aan de uitwendige periferale oppervlakken van roterende cilinders, die niet volmaakt rond zijn in dwarsdoorsnee.

Het is verder een doel van de onderhavige uitvinding om een dergelijke radiale afdichtinrichting te verschaffen, die relatief gemakkelijk en goedkoop te vervaardigen, vervangen en te onderhouden is.

Het is verder een doel van de onderhavige uitvinding om een dergelijke radiale afdichtinrichting te verschaffen, die in wezen bestendig is tegen mechanisch uitvallen.

Deze en andere doeleinden worden volgens de uitvinding verkregen door het verschaffen van een warmte-bestendige afdichting met een aantal vingervormige organen, die aandrukken tegen het uitwendige periferale oppervlak van een roterende cilinder. In de getoonde uitvoeringen van de uitvinding omvat de afdichting verschillende afdichtsecties, waarvan elk een dunne, in wezen rechthoekige gevormde veerstaalplaat heeft met een lengte langs de lange zijde daarvan in het gebied van ongeveer 30 cm tot ongeveer 92 cm. Elke afdichtsectie is voorzien van een aantal vingervormige organen, gevormd door het maken van insnijdingen van ongeveer 5 cm lengte over een rand van de sectie. Bij één uitvoering is een laag van een flexibel, warmte-isolerend materiaal, bijvoorbeeld een 60 mm laag van KAOWOOL (handelsmerk), tussengestapeld tussen twee lagen van de veerstaalsecties. De afdichtsecties zijn bevestigd aan een windkast met de vingervormige organen aangedrukt tegen de roterende cilinder van de roterende oven. De flexibiliteit van de veerstaalplaten en het daar tussen geschoven warmte-isolerende materiaal stelt de afdichting in staat tot buigen en aandrukken tegen het buiten periferale oppervlak van de roterende cilinder. Dankzij hun relatief geringe grootte en grote aantal leggen de vingervormige organen een in wezen gelijke en constante kracht aan rond het uitwendige periferale oppervlak van de roterende cilinder. Bovendien kunnen de vingervormige organen buigen onafhankelijk van elkaar, teneinde zich aan te passen aan en constant te drukken tegen een ongelijk of van rond afwijkend periferaal oppervlak van een roterende cilinder. Op deze wijze is een constante, redelijke afdichting verschaft tussen de windkast en het buitenste periferale oppervlak van de roterende cilinder van een roterende oven.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden onder verwijzing naar de tekening, waarin gelijke verwijzingscijfers corresponderende onderdelen in de verschillende figuren aangeven. In de tekening toont:

Fig.l een frontaanzicht van een sectie van de radiale afdichting volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

Fig.2 een dwarsdoorsnede, waarin een radiale afdichting getoond is volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, bevestigd aan een gedeelte van een windkast en drukkende tegen een gedeelte van het buitenoppervlak van een roterende cilinder.

Fig.2a een dwarsdoorsnee van het gedeelte aangemerkt 2a in fig.2.

Fig.3 een dwarsdoorsnee van een andere uitvoering van een afdichting, bevestigd aan een windkast en drukkende tegen een roterende cilinder.

Fig.4 een uiteengenomen dwarsdoorsnee-aanzicht van een radiale afdichting volgens een andere uitvoering van de uitvinding.

Fig.5 een frontaanzicht van een sectie van de radiale afdichting volgens een uitvoering van de onderhavige uitvinding.

Fig.6 een frontaanzicht van verschillende afdichtsecties, aangebracht volgens een uitvoering van de onderhavige uitvinding.

De thans volgens gedetailleerde beschrijving geeft voorbeelden van de momenteel als het best geachte wijze van uitvoeren van de uitvinding. De beschrijving dient niet te worden genomen in beperkte zin, maar is slechts gemaakt met het doel de algemene principes van de uitvinding te illustreren.

De radiale afdichtinrichting van de onderhavige uitvinding geeft een afdichting tussen een windkast en een roterende cilinder van een grote diameter van een roterende oven. In de getoonde uitvoeringen geeft de radiale afdichting geen 100% lucht-dichte afdichting, maar zorgt voor een redelijke (dat wil zeggen, 90-95%) lucht-en warmte-afdichting tussen de windkast en de roterende cilinder. Hoewel de in het onderstaande beschreven uitvoeringen een afdichting betreffen, die moet worden bevestigd aan een vaste windkast en drukken tegen een roterende cilinder, zal het de vakman duidelijk zijn, dat de uitvinding ook kan worden gebruikt als afdichting, bevestigd aan een roterende cilinder en drukkende tegen een oppervlak van een windkast.

Bij een uitvoering van de onderhavige uitvinding omvat de radiale afdichtinrichting een rok, of ringvormige band, die zich uitstrekt tussen de windkast en de roterende cilinder van een roterende oven. De rok, of ringvormige band, is opgebouwd uit verschillende afdichtsecties 10, die afzonderlijk kunnen worden bevestigd aan de windkast voor het vereenvoudigen van de installatie.

De afdichtsecties 10, indien bevestigd van eind tot eind aan de windkast, vormen een rok of ringvormige band, die zich uitstrekt tussen de windkast en de roterende cilinder.

In de uitvoering, getoond in fig.l, heeft elke afdichtsectie 10 een in wezen rechthoekvormige plaat met twee korte zijden en twee lange zijden. De lengte van de korte zijden is zodanig gekozen, dat deze in voldoende mate groter is dan de afstand tussen de windkast en de roterende cilinder, teneinde het mogelijk te maken, dat de afdichtsecties zich uitstrekken tussen de windkast en de roterende cilinder en in één richting buigen, zoals in het onderstaande zal worden besproken. De lengte van de «lange zijde ligt binnen het gebied van ongeveer 24-50 cm. De lange zijden van de afdichtsectie 10 in de uitvoering van fig.l zijn gebogen (andere uitvoeringen kunnen in wezen rechte, lange zijden omvatten). Zoals getoond in fig.l is één lange zijde 11 van de afdichtsectie 10 voorzien van een concave boog, terwijl de tweede lange sectie 12 een convexe boog heeft, die nagenoeg parallel is aan de concave boog van de zijde 11. De straal van de boog van de zijde 11 is bemeten om nagenoeg gelijk te zijn aan de gemiddelde straal van het uitwendige periferale oppervlak van de roterende cilinder (niet getoond in fig.l). Insnijdingen of spleten 13 zijn aangebracht op voorvastgestelde intervallen over de gebogen zijde 11. In de uitvoering van fig.l zijn zeven insnijdingen 13 van ongeveer 5 cm lengte aangebracht ongeveer over elke 5 cm langs de gebogen zijde 11. De insnijdingen 13 strekken zich uit vanaf de rand van de zijde 11 in een richting nagenoeg loodrecht op de zijde 11. Dankzij de zeven insnijdingen 13 is de afdichtsectie 10 uitgerust met acht vingervormige organen 14, waarvan elk bij benadering 5 cm breed is en ongeveer 5 cm lang (andere geschikte breedtes en lengtes van de vingervormige organen worden eveneens geacht te vallen binnen het kader van de uitvinding). Elke afdichtsectie 10 kan verder langwerpige gleuven 15 hebben, waardoorheen montage-apparatuur kan worden ingestoken zoals in het onderstaande beschreven.

Fig.2 toont de operationele samenhang van een afdichtsectie 10 van een uitvoering van de onderhavige uitvinding, een windkast en een roterende cilinder van een roterende oven. Een gedeelte van een roterende cilinder van de roterende oven is getoond, aangegeven met ver- wijzingscijfer 16, en een gedeelte van een windkast van de roterende oven is getoond, aangegeven met ver-wijzingscijfer 17'. De afdichtsectie 10 is bevestigd aan de windkast 17 met behulp van geschikte bevestigingsmiddelen, zoals een bout 18 en een moer 18' (andere geschikte middelen voor het bevestigen van de afdichtsectie 10 aan de windkast 17 kunnen worden gebruikt als een alternatief voor de bout en moereenheid 18 en 18'. 1¾ de getoonde uitvoeringen steekt een bout 18 door elke langwerpige gleuf 15, aangebracht in elke afdichtsectie en door een boutopening (niet getoond) aangebracht in de windkast. De speling tussen elke bout 18 en de rand van de langwerpige gleuven 15 maakt het mogelijk, dat bijstellingen worden gemaakt in de afstand, welke elke afdichtsectie 10 heeft ten opzichte van de windkast 17. Een dichtingsring of plaat, 19, kan zijn aangebracht tussen de kop van de bout 18 en de afdichtsectie 10.

Het gedeelte, gemerkt 2a, van de afdichtsectie 10 in fig.2 is getoond in fig.2a. Zoals getoond in fig.2a, heeft de afdichtsectie 10 van de uitvoering van fig.2 drie lagen 20, 21 en 22. Laag 20 bevat een flexibel, warmte-bestendig en isolerend materiaal, bijvoorbeeld een 1/4 inch dikke KAOWOOli^ laag. Laag 20 is tussen-gestapeld tussen twee lagen 21 en 22 van veerstaal (of andere soorten warmte-bestendig veerkrachtig materiaal).

Zoals getoond in de uitvoering van fig.2 strekt de afdichtsectie 10 zich uit af van de windkast 17 en naar het buiten periferale oppervlak 23 van de roterende cilinder 6. Verder, zoals getoond in fig.2, buigt de afdichtsêctie 10 in één richting (in fig.2 naar rechts), als zij zich uitstrekt naar het oppervlak 23. De insnijdingen 13 maken het de vingervormige organen 14 van elke afdichtsectie 10 mogelijk om apart te spreiden, zodat elke afdichtsectie 10 kan buigen zoals boven beschreven en simultaan rondbuigen rond een gedeelte van de roterende cilinder.

De vingervormigë organen 14 van de afdichtsectie 10 zijn gearrangeerd om aan te stoten tegen het oppervlak 23 van de roterende cilinder 16. Dankzij de veerkrachten, geleverd door de veerstaallagen 21 en 22 van de afdicht-sectie 10, drukken de vingervormige organen 14 tegen het oppervlak 23 van de roterende cilinder 16. Op deze wijze vormt de sectie 10 een redelijke afdichting tussen de windkast 17 en de roterende cilinder 16.

Wanneer gerangschikt van eind tot eind en bevestigd aan de windkast 17, zijn de afdichtsecties 10 werkzaam als een barrière tussen de hete lucht, die de roterende cilinder 16 omgeeft, en de koelere omgeving, in welke de roterende oven werkt. In de uitvoering van fig.2 buigen de afdichtsecties 10 naar de koelere zijde (de rechterzijde) van de oven en weg van de hete zijde (de linkerzijde van de oven). Het ligt evenwel binnen het kader van de uitvinding om afdichtsecties te verschaffen, die naar de hete zijde van de oven buigen.

Als de roterende cilinder 16 draait (algemeen met een zeer lage rotatiesnelheid), zal een van rond afwijkend, of ongelijk, oppervlak 23 ongelijke krachten uitoefenen over de afdichtsecties 10. Dankzij de talrijke vingervormige organen 14, aangebracht aan elk van de afdichtsecties 10, kunnen deze ongelijke krachten evenwel worden opgevangen zonder in ernstige mate een compromis te doen ten aanzien van de integriteit van de afdichting. Dat wil zeggen, speciale krachten, uitgeoefend aan één gedeelte van een afdichtsectie 10, zullen één of meer van de vingervormige organen 14 in een zekere mate doen buigen, terwijl vingervormige organen 14, elders gelegen aan de afdichtsectie 10, of andere afdichtsecties, niet woren beïnvloed, en zodoende niet zullen buigen als gevolg van dergelijke krachten. Het nagenoeg onafhankelijk buigen van de talrijke vingervormige organen van elke afdichtsectie 10 maakt de combinatie van afdichtsecties 10 mogelijk, gearrangeerd van eind tot eind zoals boven beschreven, waardoor op continue wijze een afdichting verschaft wordt tegen het oppervlak 23, zelfs, wanneer het oppervlak 23 ongelijk en/of afwijkend van rond is.

Fig.3 toont een andere uitvoering van de uitvinding. In fig.3 werkt de afdichting 10 overeenkomstig aan de afdichting, beschreven in verband met fig. 2. Evenwel is een steunorgaan 24 (bijvoorbeeld een staalstaaf) aangebracht aan de hete zijde (de linkerzijde van fig.3) van de afdichtsectie 10. Het steunorgaan 24 kan zijn bevestigd aan de windkast door middel van elk geschikt middel zoals dezelfde moer en bouteenheid 18 en 18', gebruikt voor het bevestigen van de afdichtsectie 10 aan de windkast. Het steunorgaan 24 strekt zich uit van de-windkast 17 naar de roterende cilinder 16. Er is echter een geschikte spelingsspleet 25 aangebracht tussen het steunorgaan 24 en de roterende cilinder 16, teneinde een ongelijk of van rond afwijkend oppervlak 23 te kunnen opvangen. Het steunorgaan 24 is werkzaam om er voor te zorgen, dat de afdichtsectie 10 niet buigt naar, wordt gezogen naar of wordt geblazen weg van, de hete zijde van de roterende oven.

Fig.4 toont een uiteengenomen aanzicht van een andere uitvoering van een afdichtsectie 10.. De uitvoering van fig.4 omvat verschillende lagen van materialen en onderdelen, gemonteerd met behulp van een schroeftap 26 op de windkast 17. De schroeftap 26 kan zijn bevestigd aan de windkast 17 met behulp van elk geschikt middel zoals een schroefdraadopening in de windkast 17. Een steunorgaan 27 overeenkomstig aan datgene, getoond met verwijzingscijfer 24 in fig.3, is aangebracht aangrenzend de windkast 17. Een compressiedichtring 28 is aangebracht aangrenzend het steunorgaan 27. Het verwijzingscijfer 29 geeft een vergrendelingsschroefmoer aan, die bedoeld is de druksluitring 28 samen te drukken en het steunorgaan 27 te bevestigen tegen de windkast 17. Een laag isolerend materiaal 30, bijvoorbeeld een laag KAOWOOI^, of KAOWOOI^ gewikkeld in een metalen maaswerk, is aangebracht aangrenzend aan de grendelmoer 29. Het verwijzingscijfer 31 geeft een eerste borgorgaan aan, bijvoorbeeld een metaalplaat of staaf, die gemonteerd is aangrenzend aan de laag 30. Twee lagen van een kunstharspolymeer, bijvoorbeeld TEFLON (handelsmerk), 32 en 33 zijn aangebracht aangrenzend aan het eerste borgorgaan 31. Een laag springstaal 34 is aangebracht aangrenzend aan de twee TEFLON® lagen. Een tweede borgorgaan 35 is aangebracht aangrenzend aan de laag veerstaal 34, zodat de twee lagen TEFLON® 32 en 33 en de laag veerstaal 34 tussengeplaatst zijn tussen de eerste en tweede borgorganen 31 en 35. Een platte sluitring 36, een vergrendelsluitring 37 en een schroefmoer 38 zijn aangebracht op de schroef-tap 26 achter de lagen en onderdelen 27-35, teneinde de lagen en onderdelen te bevestigen aan de windkast 17. Elk van de lagen 20, 21 en 22 van de uitvoering van fig.2 en elk van de lagen 32, 33 en 34 van de uitvoering van fig.4 van de afdichtsectie 10 kan zijn uitgerust met uitsnijdingen of spleten voor het vormen van vingervormige organen, zoals getoond en beschreven met betrekking tot fig.l.

De boven beschreven radiale afdichtuitvoeringen kunnen zijn uitgerust met overlappende vingervormige organen. In de uitvoering van fig.5 bijvoorbeeld kunnen verschillende lagen van elke multilaagafdichtsectie zijn voorzien van vingervormige organen, gelegen op verschillende onderlinge afstanden, of verschoven, ten opzichte van andere lagen van de afdichting. Op deze wijze, zoals getoond in fig.5, overlappen de vingervormige organen 14 van één laag en bedekken zij de uitsnijdingen of spleten (getoond met gebroken lijnen 39) aangebracht in een andere laag, en overlappen zodoende de vingervormige organen van de andere laag van de afdichting. Additioneel zorgt dit overlappende arrangement ervoor, dat afscheidingen tussen de vingervormige organen van één laag (bijvoorbeeld veroorzaakt door het buigen in de afdichtsectie 10) worden bedekt door de vingervormige organen van een andere laag.

Een overlapping van vingervormige organen kan ook tot stand gebracht worden door de afdichtsecties te bevestigen aan de windkast op een overlappende wijze zoals getoond in fig.6. Bij deze uitvoering overlapt elke afdichtsectie 10 of wordt zij overlapt door aangrenzende afdichtsecties. Additioneel overlappen de vingervormige organen aan elke afdichtsectie of worden zij overlapt door de insnijdingen of spleten in aangrenzende afdichtsecties. Aldus is, zoals getoond in fig.6, de radiale afdichting uitgerust met overlappende vingervormige organen. Op deze wijze kunnen scheidingen tussen vingervormige organen (dat wil zeggen veroorzaakt door het buigen in de afdichtsecties) worden bedekt door overlappende vingervormige organen.

Tijdens bedrijf zijn verschillende afdichtsecties 10, zoals beschreven in de bovengenoemde uitvoeringen, gerangschikt rond het periferale oppervlak 23 van de roterende cilinder 16. Als de roterende cilinder draait, handhaven de afdichtsecties 10 een redelijke en betrouwbare afdichting tussen de windkast 17 en de roterende cilinder 16. De afdichtsecties 10 omvatten elk verschillende vingervormige gedeeltes 14, die werkzaam zijn om aan te drukken tegen het oppervlak 23 en te buigen voor het opvangen van een ongelijk, of van rond afwijkend, oppervlak 23 van de roterende cilinder 16. Hete lucht, aanwezig aan de hete zijde van de roterende oven, wordt daardoor redelijk afgesloten tegen ontsnappen naar de koelere omgevingsatmosfeer, die aanwezig is aan de koele zijde van de roterende oven.

De radiale afdichtingen, tot nog toe beschreven, zijn goedkopere,een lange levensduur bezittende inrichtingen, die redelijke afdichtingen voor lage positieve en negatieve druk geven bij hoge temperaturen. De afdichtingen werken door het aanleggen van een in wezen gelijke en constante kracht over het buiten periferale oppervlak van een roterende cilinder. De afdichtingen Vangen tevens een ongelijke, of van rond afwijkend, uitwendig periferaal oppervlak van een roterende cilinder op. De radiale afdichtingen kunnen gemakkelijk worden geïnstalleerd en vervangen. Verder zijn de afdichtingen niet gevoelig voor de mechanische problemen zoals de neiging om vuildeeltjes op te vangen, die verantwoordelijk zijn voor het uitvallen van bekende afdichtingen van de roterende ovens.

In de bovenstaande beschrijving zijn speciale uitvoeringen van de uitvinding behandeld; het zal evenwel duidelijk zijn, dat er tal van modificaties mogelijk zijn zonder te treden buiten het kader daarvan. De bijgevoegde conclusies zijn bedoeld om dergelijke modificaties te dekken, die geacht worden te vallen binnen de geest en het kader van de uitvinding.

De hier beschreven uitvoeringen dienen daarom aansluitend te worden opgevat als illustratief maar niet als beperkend, variaties en modificaties, die de vakman na het bovenstaande duidelijk zullen zijn, worden geacht*mede te zijn omvat.

-conclusies-

Claims

1. Radiale afdichting voor een roterende cilinder met een cilindrisch oppervlak, gék en m e r kt door een afdichtorgaan (10) met een aantal lagen (20, 21, 22, 32, 33,34), waarbij elke laag een aantal spleten of insnijdingen (13) heeft, aldus een aantal vingers (14) vormende, waarbij aangrenzende lagen (20,21,22,32, 33.34) verschoven zijn zodanig, dat spleten of insnijdingen (13) van één laag (20,21,22,32,33,34) worden bedekt door vingers (14) van een aangrenzende laag (20,21,22, 32.33.34) , welke vingers (14) buigzaam zijn om afwijkingen in rondheid en andere onvolmaaktheden in het cilindrische oppervlak (23) op te kunnen vangen, en toch een in wezen constante afdichtkracht te geven tussen genoemde vingers (14) en genoemd cilindrisch oppervlak (23) en een betrouwbare afdichting daartussen.

2. Radiale afdichting volgens conclusie 1, met het ken m e r k, dat tenminste één van de lagen (20,22,34) gemaakt is van een veerstaal, en tenminste één aangrenzende laag bestaat uit een warmte-bestendig materiaal (21,32,33) met goede warmteweerstands-karakteristieken.

3. Radiale afdichting volgens conclusie 2, met het k e n m e r k, dat de warmte-bestendige laag (21) is aangebracht tussen twee veerstaallagen (20,22) .

4. Radiale afdichting volgens conclusie 2, met het k e n me r k, dat twee warmte-bestendige lagen (32,33) zijn aangebracht aangrenzend aan elkaar en tussen het cilindrische oppervlak (23) en de veer-staallaag (34)·.