Doppelte Gleitringdichtungen werden häufig in rotierenden Geräten wie Pumpen und Kompressoren eingesetzt, um Flüssigkeitslecks zu verhindern. Obwohl sie vom Konzept her einfach sind, bestehen sie aus mehreren kritischen Elementen, die als System zusammenarbeiten.
Dieser Artikel untersucht die wichtigsten Komponenten eines typischen Doppel Gleitringdichtung, einschließlich Dichtungsanordnungen, Dichtflächen, Stopfbuchse, Hülse, Spülsystem, Sperrflüssigkeit, Elastomere und Hardware. Durch das Verständnis der Rolle und der Designüberlegungen für jedes Teil gewinnen die Leser ein tieferes Verständnis für diese komplexen Dichtungslösungen.
Dichtungsanordnungen
Doppelte Gleitringdichtungen können in drei Hauptanordnungen konfiguriert werden: Rücken an Rücken, Gesicht an Gesicht 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- oder Pufferflüssigkeit wird zwischen die Dichtungen eingeführt, wobei der Druck über dem Prozessflüssigkeitsdruck gehalten wird. Diese Anordnung ist ideal für Hochdruckanwendungen und verhindert, dass Prozessflüssigkeit in das Sperr-/Pufferflüssigkeitssystem gelangt.
Face-to-Face
Bei Face-to-Face-Anordnungen sind die rotierenden Flächen der beiden Dichtungen einander zugewandt. Die Sperrflüssigkeit wird unter einem niedrigeren Druck gehalten als die Prozessflüssigkeit. Diese Konfiguration eignet sich für Niederdruckanwendungen und ermöglicht eine einfache Überwachung des Sperr-/Sperrflüssigkeitssystems 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 Leckagen und werden häufig in umweltsensiblen oder gefährlichen Anwendungen eingesetzt.
Komponenten einer doppeltwirkenden Gleitringdichtung
Dichtungsflächen
Die Dichtflächen sind die primären Dichtungselemente einer doppelten 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 typischerweise aus einem harten, verschleißfesten Material wie Siliziumkarbid, Wolframkarbid oder Keramik. Die Primärdichtung Dichtflächen sind präzise geläppt um eine glatte, flache Oberfläche zu schaffen, die eine Verbindung mit minimaler Leckage ermöglicht.
Die primären Dichtungsflächen werden durch eine Kombination aus Federdruck und hydraulischer Kraft der abgedichteten Flüssigkeit an ihrem Platz gehalten. Mit steigendem Druck der abgedichteten Flüssigkeit erhöht sich auch die hydraulische Kraft auf die Dichtungsflächen, wodurch diese dichter schließen und Leckagen vermieden werden.
Sekundärdichtung
Die Sekundärdichtung, auch Außendichtung genannt, ist das zusätzliche Dichtungselement einer doppeltwirkenden Gleitringdichtung. Sie besteht typischerweise aus den gleichen Materialien wie die Primärdichtung und dient als redundante Dichtstelle falls die Primärdichtung versagt.
Die sekundären Dichtungsflächen stehen nicht in direktem Kontakt mit der abgedichteten Flüssigkeit und unterliegen daher nicht dem gleichen Verschleiß wie die primären Dichtungsflächen. Sie sind jedoch dennoch der Umwelt ausgesetzt und müssen beständig gegen Korrosion, Temperaturschwankungen und andere Umwelteinflüsse sein.
Dichtungsdrüse
Die Dichtungsstopfbuchse ist das Gehäuse, das die mechanische DichtungskomponentenEs besteht normalerweise aus einem korrosionsbeständigen Material wie Edelstahl oder Hastelloy und ist so konstruiert, dass es dem Druck und der Temperatur der abgedichteten Flüssigkeit standhält.
Die Stopfbuchse bietet eine Montagefläche für die Dichtungsflächen sowie Anschlüsse für die Zufuhr von Spülflüssigkeiten und Sperr-/Pufferflüssigkeiten. Sie verfügt außerdem über einen Ablassanschluss, um eventuell auftretende Leckagen sicher aus dem System entfernen zu können.
Wellenhülse
Die Wellenhülse ist ein zylindrisches Bauteil, das über die Welle des rotierenden Geräts passt und als Montagefläche für die Dichtungsstopfbuchse dient. Sie besteht typischerweise 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 korrekten Ausrichtung der Dichtungsflächen. Jede Fehlausrichtung oder Unrundheit der Welle kann zu einer Fehlausrichtung der Dichtungsflächen führen, was zu erhöhter Leckage und einem vorzeitigen Ausfall der Dichtung führt.
Spülsystem
Die Spülung Das Spülsystem ist eine wichtige Komponente einer doppeltwirkenden Gleitringdichtung. Es kühlt und schmiert die Dichtungsflächen 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 der Kühlung und Schmierung der Primärdichtungsflächen. Es handelt sich in der Regel um eine saubere, kompatible Flüssigkeit, die über eine Öffnung in der Dichtungsstopfbuchse in die Dichtungsstopfbuchse eingeleitet wird. Die Spülflüssigkeit fließt über die Primärdichtungsflächen und entfernt Wärme und Verunreinigungen, bevor sie durch die Ablassöffnung austritt.
Sekundärdichtung (Außenborder)
Die Sekundärdichtungsspülung dient der Kühlung und Schmierung der Sekundärdichtungsflächen. Sie besteht in der Regel aus der gleichen Flüssigkeit wie die Primärdichtungsspülung und wird über einen separaten Anschluss in die Dichtungsstopfbuchse eingeleitet. Die Sekundärdichtungsspülung fließt über die Sekundärdichtungsflächen, bevor sie durch den Ablassanschluss austritt.
Sperr-/Pufferflüssigkeitssystem
Das Sperrflüssigkeitssystem ist eine zusätzliche Komponente, die in doppeltwirkenden Gleitringdichtungen eingesetzt werden kann, um einen zusätzlichen Schutz gegen Leckagen zu bieten. Die Sperrflüssigkeit ist eine saubere, kompatible Flüssigkeit, die unter einem höheren Druck als die abgedichtete Flüssigkeit gehalten wird, wodurch eine positive Druckdifferenz zwischen den Dichtungsflächen entsteht.
Das Sperrflüssigkeitssystem besteht aus einem Behälter, einem Druckregelventil und einer Umwälzpumpe. Der Behälter enthält die Sperrflüssigkeit, während das Druckregelventil den Druck konstant 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, 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 konzipiert, 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 Dichtflächen und der Dichtungsstopfbuchse
- Dichtungen zwischen der Stopfbuchse und dem Gerätegehäuse
- Balg 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 typischerweise aus korrosionsbeständigem Material wie Edelstahl oder Hastelloy und sind so konstruiert, dass sie dem Druck und der Temperatur der abzudichtenden Flüssigkeit standhalten.
Einige gängige Beispiele für Dichtungshardware sind:
- Federn, die für die nötige Schließkraft auf den Dichtflächen sorgen
- Antriebsringe, die das Drehmoment von der Welle auf die Dichtungsflächen übertragen
- Sicherungsringe, die die Dichtungskomponenten in der Dichtungsstopfbuchse an ihrem Platz halten
