Ausgeglichene vs. unausgeglichene Gleitringdichtung: Was ist der Unterschied?

Was ist die mechanische Dichtungsbalance?

Der Ausgleich einer Gleitringdichtung bezieht sich auf die Verteilung der hydraulischen Kräfte, die auf die Dichtungsflächen wirken. Der Ausgleich einer Gleitringdichtung wird durch das Verhältnis der hydraulischen Schließkraft zur Öffnungskraft bestimmt. Die Schließkraft wird durch den Druck der abgedichteten Flüssigkeit erzeugt, der auf die Dichtungsflächen wirkt, während die Öffnungskraft normalerweise durch Federn oder Bälge bereitgestellt wird.

Was ist das Balance-Verhältnis?

Das Ausgleichsverhältnis wird als Verhältnis der hydraulischen Schließfläche zur hydraulischen Öffnungsfläche definiert. Die hydraulische Schließfläche ist der Teil der Dichtungsfläche, der dem Dichtungsdruck ausgesetzt ist und eine Schließkraft erzeugt. Die hydraulische Öffnungsfläche hingegen ist der Teil der Dichtungsfläche, der dem atmosphärischen Druck ausgesetzt ist und eine Öffnungskraft erzeugt.

Die Bilanzkennzahl lässt sich nach folgender Formel berechnen:

Ausgleichsverhältnis = (Hydraulische Schließfläche) / (Hydraulische Öffnungsfläche)

Eine Dichtung mit einem Ausgleichsverhältnis größer als 1 gilt als unausgeglichen, während eine Dichtung mit einem Ausgleichsverhältnis kleiner als 1 als ausgeglichen gilt. Ein Ausgleichsverhältnis gleich 1 weist auf eine perfekt ausgeglichene Dichtung hin, bei der die Schließ- und Öffnungskräfte gleich sind.

Was ist eine ausgeglichene Gleitringdichtung?

Eine ausgeglichene Gleitringdichtung ist eine Dichtungskonstruktion, bei der die auf die Dichtungsflächen wirkenden hydraulischen Kräfte ausgeglichen sind, um die Flächenbelastung und Wärmeentwicklung zu minimieren. Bei dieser Konstruktion wird die Schließkraft, die durch den auf die Rückseite der Dichtungsfläche wirkenden Dichtungsdruck erzeugt wird, durch eine Öffnungskraft ausgeglichen, die dadurch entsteht, dass ein Teil der Dichtungsfläche dem Dichtungsdruck ausgesetzt wird.

Ausgeglichene Dichtungen werden häufig bei Anwendungen mit hohem Druck, hohen Geschwindigkeiten oder Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität eingesetzt. Sie sind in verschiedenen Konfigurationen erhältlich, z. B. als Einzeldichtung, Doppeldichtung und Tandemdichtung, um den unterschiedlichen Anwendungsanforderungen gerecht zu werden.

Vorteile einer entlasteten Gleitringdichtung

1. Geringere Wärmeentwicklung durch reduzierte Gleitflächenbelastung
2. Längere Lebensdauer der Dichtung durch geringeren Verschleiß
3. Fähigkeit, höhere Drücke und Wellengeschwindigkeiten zu bewältigen
4. Verbesserte Leistung in anspruchsvollen Anwendungen
5. Größere Toleranz gegenüber Fehlausrichtungen und Wellenbewegungen
6. Verbesserte Leckagekontrolle und Umweltverträglichkeit

Nachteile der entlasteten Gleitringdichtung

1. Komplexere Konstruktion im Vergleich zu nicht entlasteten Dichtungen
2. Höhere Anschaffungskosten durch zusätzliche Komponenten und Präzisionsfertigung
3. Erhöhte Sensibilität gegenüber Änderungen der Betriebsbedingungen
4. Bei unsachgemäßer Wartung oder Installation besteht die Gefahr von Leckagen.
5. Anforderung an sauberere und qualitativ hochwertigere Sperrflüssigkeiten

Was ist eine unausgeglichene Gleitringdichtung?

Eine nicht ausgeglichene Gleitringdichtung ist eine Dichtungskonstruktion, bei der die auf die Dichtungsflächen wirkenden hydraulischen Kräfte nicht ausgeglichen sind, was zu einer höheren Flächenbelastung im Vergleich zu ausgeglichenen Dichtungen führt. Bei einer nicht ausgeglichenen Dichtung wirkt der gesamte Dichtungsdruck auf die Rückseite der Dichtungsfläche und erzeugt eine Schließkraft, die nicht durch eine Öffnungskraft ausgeglichen wird.

Unausgeglichene Dichtungen werden häufig in Anwendungen mit niedrigeren Druck- und Geschwindigkeitsanforderungen verwendet, wie z. B. Wasserpumpen, HLK-Systeme und einige chemische Verarbeitungsanlagen. Sie sind in verschiedenen Konfigurationen erhältlich, darunter Einzeldichtungen, Patronendichtungen und Balgdichtungen.

Vorteile einer nicht entlasteten Gleitringdichtung

1. Einfacheres Design mit weniger Komponenten
2. Geringere Anschaffungskosten im Vergleich zu ausgeglichenen Dichtungen
3. Einfachere Installation und Wartung
4. Geeignet für Niederdruckanwendungen und nicht kritische Dienste
5. Weniger empfindlich gegenüber Änderungen der Betriebsbedingungen

Nachteile einer nicht entlasteten Gleitringdichtung

1. Begrenzte Druckbelastbarkeit aufgrund hoher Dichtungsflächenbelastung
2. Erhöhte Wärmeentwicklung und Verschleiß, was zu einer kürzeren Lebensdauer der Dichtung führt
3. Schlechte Leistung bei Hochgeschwindigkeits- und Hochtemperaturanwendungen
4. Höhere Leckageraten im Vergleich zu ausgeglichenen Dichtungen
5. Unfähigkeit, mit erheblichen Wellenfehlstellungen oder -bewegungen umzugehen

Wann wird eine entlastete Gleitringdichtung verwendet?

1. Hochdruckanwendungen über 150 psi (10 bar)
2. Hochtemperaturanwendungen über 400°F (200°C)
3. Umgang mit viskosen, korrosiven oder abrasiven Flüssigkeiten
4. Prozesse, die minimale Leckagen und strenge Umweltkontrollen erfordern
5. Anwendungen mit erheblicher Wellenfehlstellung oder -bewegung
6. Hochgeschwindigkeitsrotierende Geräte wie Kreiselkompressoren und Turbinen

Wann wird eine nicht entlastete Gleitringdichtung verwendet?

1. Niederdruckanwendungen unter 150 psi (10 bar)
2. Anwendungen bei mittleren Temperaturen unter 400 °F (200 °C)
3. Umgang mit nichtkritischen, sauberen oder schmierenden Flüssigkeiten
4. Prozesse mit weniger strengen Anforderungen an Leckagen und Umweltschutz
5. Anwendungen mit minimaler Wellenfehlstellung oder -bewegung
6. Allzweckpumpen, Mischer und Rührwerke

Unterschied zwischen ausgeglichener und unausgeglichener Gleitringdichtung

Faktor	Ausgeglichene Gleitringdichtung	Unausgeglichene Gleitringdichtung
Hitzeerzeugung	Untere	Höher
Dichtungsbalanceverhältnis	Weniger als 1,0	Gleich 1,0
Lebensdauer der Gleitringdichtung	Länger	Kürzere
Stopfbuchsendruck	Untere	Höher
Vibration und Fehlausrichtung	Bessere Verträglichkeit	Eingeschränkte Toleranz
Handhabung von Flüssigkeiten	Größere Auswahl an Flüssigkeiten	Beschränkt auf saubere Schmierflüssigkeiten
Dichtungsflächenbelastung	Untere	Höher