PL171829B1 - Regenerative heat exchanger - Google Patents

Abstract

1. Wymiennik ciepla regeneracyjny zawieraja- cy wirnik majacy na kazdym koncu gladka, osiowa powierzchnie czolowa na obrzezu oraz zamocowane na kazdym koncu promieniowe urzadzenie uszczel- niajace, które za posrednictwem pretów 1 srub mocu- jacych jest polaczone z przeciwwaga oraz urzadzenie zapewniajace odstep zawierajace pierwszy czlon za- montowany na promieniowym urzadzeniu uszczelniaja- cym 1 podtrzymujace drugi czlon wspólpracujacy z wirnikiem, znamienny tym, ze pierwszy czlon stano- wi obudowa (25), zas drugi czlon stanowi weglowy klocek cierny (33), który wystaje z obudowy (25), 1 jest oparty o gladka powierzchnie osiowa (13) wirnika (1), przy czym klocek cierny (33) jest umieszczony przesuwnie wzgledem obudowy (25) z zapewnieniem regulacji wydluzenia klocka ciernego (33) wzgledem obudowy (25). F IG . 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest wymiennik ciepła regeneracyjny stosowany w ogrzewnictwie.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 1 035 843 znany jest wymiennik ciepła, w którym urządzeniem zapewniającym odstęp jest rolka przegubowo zawieszona w promieniowym urządzeniu uszczelniającym i przesuwająca się po pierścieniowej szynie na końcowej powierzchni czołowej wirnika. Stwierdzono, że działanie rolek jest szkodliwe z uwagi na dużą zawartość pyłu w strumieniu gazu płynącym przez wymiennik ciepła, a różne kombinacje wymiarów i materiałów rolek oraz ich śrub, które proponuje się, zwiększają te trudności.

W niemieckim opisie patentowym nr DE 1 133 850 ujawniono podobne urządzenie i stwierdzono, że zużycie rolki z uwagi na występowanie dużych sił oraz wpływ pyłu i wysokiej temperatury jest tak znaczny, że trwałość rolki jest mała, i należy znaleźć inne rozwiązanie, które nie będzie oparte na mechanicznym styku pomiędzy promieniowym urządzeniem uszczelniającym a wirnikiem.

Wymiennik ciepła regeneracyjny zawierający wirnik mający na każdym końcu gładką, osiową powierzchnię czołową na obrzeżu oraz zamocowane na każdym końcu promieniowe urządzenie uszczelniające, które za pośrednictwem prętów i śrub mocujących jest połączone z przeciwwagą oraz urządzenie zapewniające odstęp zawierające pierwszy człon zamontowany na promieniowym urządzeniu uszczelniającym i podtrzymujące drugi człon współpracujący z wirnikiem, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że pierwszy człon stanowi obudowa, zaś drugi człon stanowi węglowy klocek cierny, który wystaje z obudowy, jest oparty o gładką

171 829 powierzchnię osiową wirnika, przy czym klocek cierny jest umieszczony przesuwnie względem obudowy z zapewnieniem regulacji wydłużenia klocka ciernego względem obudowy.

Kloc.e.k cierny jest zamocowany za pomocą wkręta ustalającego unieruchamiającego go względem wirnika.

Klocek cierny jest oparty z dociskiem o gładką powierzchnię osiową wirnika.

Obudowajest zamontowana na powierzchni czołowej promieniowego urządzenia uszczelniającego naprzeciwko osiowej powierzchni czołowej wirnika, przy czym promieniowe urządzenie uszczelniające jest zaopatrzone w otwór, przez który wystaje klocek cierny, który jest zamontowany na jednym końcu trzpienia i który jest zamontowany przesuwnie i osiowo w obudowie i blokadzie, a który na swym drugim końcu ma gwint współpracujący z gwintami w obudowie i blokadzie, przy czym na nagwintowanym końcu trzpienia jest umieszczony czop pracujący z urządzeniem regulacyjnym.

Testy nieoczekiwanie wykazały, że możliwe jest użycie klocka ciernego wykonanego z węgla jako elementu zapewniającego odstęp pomiędzy promieniowym urządzeniem uszczelniającym a wirnikiem bez wystąpienia znacznego zużycia się klocka ciernego. Jest to spowodowane faktem, że węgiel zasadniczo nie poddaje się wpływowi wysokich temperatur i gazów korozyjnych. Jednocześnie węgiel jest samosmarujący się i dlatego zapewnia mały współczynnik tarcia pomiędzy promieniowym urządzeniem uszczelniającym a wirnikiem. Dzięki temu, że część węgla z klocka ciernego po pewnym czasie zagłębia się w gładką osiową powierzchnię czołową wirnika, współczynnik tarcia stabilizuje się na niskim poziomie. Dzięki temu klocek cierny w czasie pracy jest zamocowany tak, że przeciwdziała obrotowi względem wirnika, to uzyskuje się lepsze dostosowanie się klocka ciernego do gładkiej powierzchni czołowej wirnika, co powoduje powstanie zmniejszonego współczynnika tarcia i zmniejszone zużycie. Dzięki temu, ze siła nacisku z jaką klocek cierny opiera się o gładką powierzchnię wirnika jest mniejsza niż 50 kg, to wartość tej siły zapewnia stałe opieranie się klocka ciernego o wirnik bez względu na zmiany geometrii wirnika spowodowane zmianami temperatury.

Gdy szczelinę reguluje się ręcznie wkręcając trzpień z klockiem ciernym mniej lub bardziej w kierunku gładkiej osiowej powierzchni czołowej wirnika, po czym trzpień blokuje się za pomocą przeciwwagi, a następnie, po długim czasie działania dokonuje się ponownej regulacji klocka ciernego z uwagi na jego zużycie, to nie ma potrzeby stosowania elektrycznych lub elektromagnetycznych urządzeń sterujących, kabli, urządzeń sygnalizacyjnych, itp. Co zapewnia niski koszt produkcji i konserwacji wymiennika ciepła.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonaniajest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie fragment regeneracyjnego wymiennika ciepła wraz z urządzeniami zachowującymi odstęp i oprzyrządowaniem, w płaszczyźnie równoległej do osi wirnika, według wynalazku; fig. 2 jest widokiem z góry urządzeń zachowujących odstęp wraz z oprzyrządowaniem, pokazanych na fig. 1; i fig. 3 przedstawia urządzenie zachowujące odstęp pokazane na fig. 1 i 2.

Figura 1 przedstawia wirnik 1 wymiennika ciepła, na którego górnej końcowej powierzchni czołowej 13 jest umieszczone promieniowe urządzenie uszczelniające 2. Urządzenie uszczelniające 2 jest oparte na ramieniu podtrzymującym 3 i współpracuje ze szczeliną 4 umieszczoną na końcu promieniowego urządzenia uszczelniającego 2. Ramię podtrzymujące 3 jest połączone obrotowo z poziomym wałem 5 zamontowanym na podtrzymującej belce 6, która jest częścią konstrukcji nośnej wymiennika ciepła, a która podtrzymuje również, w sposób nie pokazany na rysunku, górne łożysko wirnika 1.

Ramię podtrzymujące 3 jest połączone z prętem 7, na którym jest umieszczona śruba mocująca 8 regulująca długość pręta 7. Górny koniec pręta 7 jest połączony przegubowo z jednym końcem ramienia dźwigni 9, zaś na drugim końcu ramienia dźwigni zamocowana jest przeciwwaga 10. Ramię dźwigni 9 waha się na wale 11 umieszczonym na wsporniku 12.

Na dolnej, końcowej powierzchni czołowej wirnika 1 znajduje się podobne promieniowe urządzenie uszczelniające 15, którego koniec spoczywa na ramieniu podtrzymującym 16 i współpracuje ze szczeliną 17 umieszczoną na końcu promieniowego urządzenia uszczelniającego 15. Ramię podtrzymujące 16 jest połączone obrotowo z poziomym wałem 18

171 829 zamontowanym na podtrzymującej belce 19. Ramię podtrzymujące 16 jest również połączone z dolnym końcem pręta 20, którego długość jest regulowana w taki sam sposób jak w przypadku pręta 7. Pręt 20 na swym górnym końcu jest połączony z jednym końcem ramienia dźwigni 22, której drugi koniec podtrzymuje przeciwwagę 23. Ramię dźwigni 22 obraca się wokół wału 11 umieszczonego na wsporniku 12.

Każde promieniowe urządzenie uszczelniające 2, 15 jest zaopatrzone na swych swobodnych końcach w urządzenie 24 zapewniające odstęp, które zostanie opisane szczegółowo w oparciu o fig 3

Urządzenie 24 zachowujące odstęp zawiera rurową obudowę 25, która na jednym końcu ma kołnierz 26 przymocowany za pomocą śrub szpilkowych 27 do promieniowego urządzenia uszczelniającego 2 usytuowanego naprzeciwko wirnika 1. W obudowie 25 jest umieszczony ruchomy trzpień 28, który na jednym końcu posiada gwint 29 współpracujący z gwintem obudowy 25. Na swobodnym końcu trzpienia 28 jest umieszczony czop 30, na który nakłada się klucz regulacyjny. Na drugim końcu trzpienia 28 znajduje się dolna płytka 32, do której od dołu jest przymocowany za pomocą wkręta ustalającego 34 klocek cierny 33 z węgla. Dzięki temu klocek cierny 33 nie obraca się. Klocek cierny 33 wystający z obudowy przez otwór 38 znajdujący się w promieniowym urządzeniu uszczelniającym 2 jest oparty o gładką osiową powierzchnię 13 wirnika 1, który tutaj stanowi jeden z kołnierzy kątownika 36 umieszczonego na obwodzie wirnika 1.

Wkręcając trzpień 28 w kierunku wirnika 1 zapomocąkluczaregulacyjnegochwytającego czop 30 można ustawić szczelinę 37 pomiędzy promieniowym urządzeniem uszczelniającym 2 i powierzchnią czołową 13 wirnika 1.

Przeciwwaga 10 i pręt 7 współpracujące ze sobą są dobrane w taki sposób, że w czasie pracy klocek cierny 33 zawsze jest oparty o powierzchnię czołową 13 wirnika 1 bez względu na to, czy w czasie pracy wymiennika ciepła powstają odkształcenia geometrii wirnika 1 z powodu zmian temperatur wirnika 1, czy też nie. Dobierając przeciwwagę 10 w taki sposób, ze klocek cierny 33 jest oparty o gładką powierzchnię czołową 13 na obrzeżu wirnika 1, a następnie dobierając wysunięcie klocka ciernego 33 względem obudowy 25 można określić wymaganą wielkość szczeliny 37. Ta wielkość szczeliny 37 będzie utrzymywać się bez względu na możliwe zmiany geometrii wirnika 1 z powodu zmian temperatury w gazach przepływających przez wirnik tak długo jak przeciwwaga 10 utrzymuje klocek cierny 33 oparty o gładką osiową powierzchnię czołową 13 wirnika 1.

Siła nacisku, z jaką klocek cierny 33 opiera się o gładką powierzchnię 13 wirnika 1, jest mniejsza niż 50 kg. Wartość tej siły nacisku ma zapewnić stały nacisk klocka ciernego 33 na wirnik 1 bez względu na zmiany geometrii wirnika 1 spowodowane zmianami temperatury.

Jak to pokazano na fig. 3 urządzenie 24 zapewniające odstęp jest ustawione w kierunku do góry i jest umieszczone w otworze 40 belki podtrzymującej 6. Pomiędzy obudową 25 a belką podtrzymującą 6 jest zamontowany cylindryczny mieszek 41, jako element uszczelniający, aby uniknąć wycieku gazu z obszaru znajdującego się tuż nad promieniowym urządzeniem uszczelniającym 2.

/30

Π6.3

171 829

F/G.l

FIG.2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wymiennik ciepła regeneracyjny zawierający wirnik mający na każdym końcu gładką, osiową powierzchnię czołową na obrzeżu oraz zamocowane na każdym końcu promieniowe urządzenie uszczelniające, które za pośrednictwem prętów i śrub mocujących jest połączone z przeciwwagą oraz urządzenie zapewniające odstęp zawierające pierwszy człon zamontowany na promieniowym urządzeniu uszczelniającym i podtrzymujące drugi człon współpracujący z wirnikiem, znamienny tym, że pierwszy człon stanowi obudowa (25), zaś drugi człon stanowi węglowy klocek cierny (33), który wystaje z obudowy (25), i jest oparty o gładką powierzchnię osiową (13) wirnika (1), przy czym klocek cierny (33) jest umieszczony przesuwnie względem obudowy (25) z zapewnieniem regulacji wydłużenia klocka ciernego (33) względem obudowy (25).
2. 2. Wymiennik ciepła według zastrz. 1, znamienny tym, że klocek cierny (33) jest zamocowany za pomocą wkręta ustalającego (34) unieruchamiającego go względem wirnika (1).
3. 3. Wymiennik ciepła według zastrz. 2, znamienny tym, że klocek cierny (33) jest oparty z dociskiem o gładką powierzchnię osiową (13) wirnika (1).
4. 4. Wymiennik ciepła według zastrz. 1, znamienny tym, że obudowa (25) jest zamontowana na powierzchni czołowej promieniowegourządzeniauszczelniającego (2,15) naprzeciwko osiowej powierzchni czołowej (13) wirnika (1), przy czym promieniowe urządzenie uszczelniające (2, 15) jest zaopatrzone w otwór (38), przez który wystaje klocek cierny (33), który jest zamontowany na jednym końcu trzpienia (28), który jest zamontowany osiowo i przesuwnie w obudowie (25) i blokadzie (31), a który na swym drugim końcu ma gwint (29) współpracujący z gwintami w obudowie (25) i blokadzie (31), przy czym na nagwintowanym końcu trzpienia (28) jest umieszczony czop (30) współpracujący z urządzeniem regulacyjnym.