Komponenten einer Doppelgleitringdichtung

Doppelte Gleitringdichtungen werden häufig in rotierenden Geräten wie Pumpen und Kompressoren eingesetzt, um Flüssigkeitslecks zu verhindern. Obwohl sie einfach im Konzept sind, bestehen sie aus mehreren kritischen Elementen, die als System zusammenarbeiten.

Dieser Artikel untersucht die Schlüsselkomponenten eines typischen Doppel Gleitringdichtung, einschließlich Dichtungsanordnungen, Dichtflächen, Stopfbuchse, Hülse, Spülsystem, Sperrflüssigkeit, Elastomeren und Hardware. Durch das Verständnis der Rolle und der Konstruktionsüberlegungen der einzelnen Teile gewinnen die Leser ein tieferes Verständnis für diese komplexen Dichtungslösungen.

Dichtungsanordnungen

Doppelte Gleitringdichtungen können in drei Hauptanordnungen konfiguriert werden: Rücken an Rücken, Fläche an Fläche und Tandem.

Rücken an Rücken

Bei einer Back-to-Back-Anordnung sind die beiden Dichtungen so montiert, dass ihre rotierenden Flächen voneinander weg zeigen. Die Sperr- bzw. Pufferflüssigkeit wird zwischen die Dichtungen eingeführt, wobei der Druck höher gehalten wird als der Prozessflüssigkeitsdruck. Diese Anordnung ist ideal für Hochdruckanwendungen und verhindert, dass Prozessflüssigkeit in das Sperr-/Pufferflüssigkeitssystem eindringt.

Angesicht zu Angesicht

Bei Face-to-Face-Anordnungen sind die rotierenden Flächen der beiden Dichtungen einander zugewandt. Die Sperr- oder Pufferflüssigkeit wird unter einem niedrigeren Druck gehalten als die Prozessflüssigkeit. Diese Konfiguration eignet sich für Niederdruckanwendungen und ermöglicht eine einfache Überwachung des Sperr-/Pufferflüssigkeitssystems auf Leckagen.

Tandem

Tandemdichtungen bestehen aus zwei Dichtungen, deren rotierende Flächen in die gleiche Richtung zeigen. Die Sperrflüssigkeit wird zwischen die Dichtungen eingeleitet, wobei der Druck typischerweise niedriger gehalten wird als der Druck der Prozessflüssigkeit. Tandemdichtungen bieten eine zusätzliche Schutzschicht gegen Auslaufen und werden häufig in umweltsensiblen oder gefährlichen Anwendungen eingesetzt.

Komponenten einer Doppelgleitringdichtung

Dichtungsflächen

Der Dichtflächen sind die primären Dichtungselemente einer doppeltwirkenden Gleitringdichtung. Sie bestehen aus zwei Teilen: der Primärdichtung und der Sekundärdichtung.

Primärdichtung

Die Primärdichtung, auch Innendichtung genannt, ist die erste Verteidigungslinie gegen Leckagen. Sie besteht normalerweise aus einem harten, verschleißfesten Material wie Siliziumkarbid, Wolframkarbid oder Keramik. Die Oberflächen der Primärdichtungen sind präzise geläppt, um eine glatte, flache Oberfläche zu erzeugen, die eine Verbindung mit minimaler Leckage ermöglicht.

Die primären Dichtungsflächen werden durch eine Kombination aus Federdruck und Hydraulikkraft der abgedichteten Flüssigkeit an ihrem Platz gehalten. Mit steigendem Druck der abgedichteten Flüssigkeit erhöht sich die Hydraulikkraft auf die Dichtungsflächen, wodurch diese dichter schließen und Leckagen vermieden werden.

Sekundärdichtung

Die Sekundärdichtung, auch Außendichtung genannt, ist das Reservedichtungselement einer doppeltwirkenden Gleitringdichtung. Sie besteht normalerweise aus den gleichen Materialien wie die Primärdichtung und dient als redundante Dichtungsstelle, falls die Primärdichtung versagt.

Die sekundären Dichtungsflächen haben keinen direkten Kontakt mit der abgedichteten Flüssigkeit und unterliegen daher nicht dem gleichen Verschleiß wie die primären Dichtungsflächen. Sie sind jedoch weiterhin der Umgebung ausgesetzt und müssen korrosionsbeständig, temperaturbeständig und widerstandsfähig gegen andere Umwelteinflüsse sein.

Stopfbuchse

Der Dichtungsstopfbuchse ist das Gehäuse, das die mechanische Dichtungskomponenten. Es besteht normalerweise aus einem korrosionsbeständigen Material wie Edelstahl oder Hastelloy und ist so ausgelegt, dass es dem Druck und der Temperatur der abgedichteten Flüssigkeit standhält.

Die Dichtungsstopfbuchse bietet eine Montagefläche für die Dichtungsflächen sowie Anschlüsse für die Zufuhr von Spülflüssigkeiten und Sperr-/Pufferflüssigkeiten. Sie verfügt außerdem über einen Ablassanschluss, damit eventuell auftretende Leckagen sicher aus dem System entfernt werden können.

Wellenhülse

Die Wellenhülse ist ein zylindrisches Bauteil, das über die Welle des rotierenden Geräts passt und eine Montagefläche für die Dichtungsstopfbuchse bietet. Sie besteht normalerweise aus einem harten, verschleißfesten Material wie Edelstahl oder Wolframkarbid und soll die Welle vor Schäden durch die Gleitringdichtung schützen.

Die Wellenhülse spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der richtigen Ausrichtung der Dichtungsflächen. Jede Fehlausrichtung oder Unrundheit der Welle kann zu einer Fehlausrichtung der Dichtungsflächen führen, was zu erhöhten Leckagen und einem vorzeitigen Ausfall der Dichtung führt.

Spülsystem

Die Spülung Das System ist eine kritische Komponente einer doppelten Gleitringdichtung, die zur Kühlung und die Dichtung schmieren Flächen und verhindert die Ansammlung von Verunreinigungen, die zum Versagen der Dichtung führen können. Das Spülsystem besteht aus zwei Teilen: der Primärdichtungsspülung und der Sekundärdichtungsspülung.

Primärdichtung (innen)

Die Primärdichtungsspülung dient zum Kühlen und Schmieren der Primärdichtungsflächen. Normalerweise handelt es sich dabei um eine saubere, kompatible Flüssigkeit, die durch eine Öffnung in der Dichtungsstopfbuchse in die Dichtungsstopfbuchse eingeführt wird. Die Spülflüssigkeit fließt über die Primärdichtungsflächen und entfernt Wärme und Verunreinigungen, bevor sie durch die Ablassöffnung austritt.

Sekundärdichtung (Außenbords)

Die sekundäre Dichtungsspülung wird zum Kühlen und Schmieren der sekundären Dichtungsflächen verwendet. Es handelt sich dabei normalerweise um dieselbe Flüssigkeit wie bei der primären Dichtungsspülung und sie wird über einen separaten Anschluss in die Dichtungsstopfbuchse eingeführt. Die sekundäre Dichtungsspülung fließt über die sekundären Dichtungsflächen, bevor sie durch den Ablassanschluss austritt.

Sperrflüssigkeits-/Sperrflüssigkeitssystem

Das Sperr-/Pufferflüssigkeitssystem ist eine zusätzliche Komponente, die in doppelten Gleitringdichtungen verwendet werden kann, um eine zusätzliche Schutzschicht gegen Leckagen bereitzustellen. Die Sperr-/Pufferflüssigkeit ist eine saubere, kompatible Flüssigkeit, die unter einem höheren Druck als die abgedichtete Flüssigkeit gehalten wird, wodurch ein positiver Druckunterschied zwischen den Dichtungsflächen entsteht.

Das Sperr-/Pufferflüssigkeitssystem besteht aus einem Behälter, einem Druckregelventil und einer Umwälzpumpe. Der Behälter enthält einen Vorrat der Sperr-/Pufferflüssigkeit, während das Druckregelventil die Flüssigkeit auf einem konstanten Druck hält. Die Umwälzpumpe zirkuliert die Flüssigkeit durch die Dichtungsstopfbuchse und sorgt so für einen kontinuierlichen Fluss sauberer, kühler Flüssigkeit über die Dichtungsflächen.

Dichtungselastomere

Dichtungselastomere sind ein wesentlicher Bestandteil von Doppelgleitringdichtungen und sorgen für die statische Abdichtung zwischen den verschiedenen Dichtungskomponenten. Sie bestehen typischerweise aus einem flexiblen, elastischen Material wie Fluorelastomer (FKM), Perfluorelastomer (FFKM) oder Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) und sind so ausgelegt, dass sie den Druck-, Temperatur- und chemischen Verträglichkeitsanforderungen der Anwendung standhalten.

Dichtungselastomere werden an verschiedenen Stellen innerhalb der Gleitringdichtung verwendet, unter anderem:

• O-Ringe zwischen den Gleitflächen und der Stopfbuchse
• Dichtungen zwischen Stopfbuchse und Gerätegehäuse
• Faltenbälge oder Membranen, die eine axiale Bewegung der Dichtungsflächen ermöglichen

Dichtungshardware

Unter Dichtungshardware versteht man die verschiedenen mechanischen Komponenten, die die Dichtungsflächen und andere Komponenten in der Dichtungsstopfbuchse an ihrem Platz halten. Diese Komponenten bestehen normalerweise aus korrosionsbeständigem Material wie Edelstahl oder Hastelloy und sind so konstruiert, dass sie dem Druck und der Temperatur der abgedichteten Flüssigkeit standhalten.

Einige gängige Beispiele für Dichtungshardware sind:

• Federn, die für die nötige Schließkraft auf den Dichtungsflächen sorgen
• Antriebsringe, die das Drehmoment von der Welle auf die Dichtungsflächen übertragen
• Sicherungsringe, die die Dichtungskomponenten in der Dichtungsstopfbuchse an ihrem Platz halten