Was ist ein Pumpring?
Pumpringe sind Komponenten in Gleitringdichtungen die dazu beitragen, dass Flüssigkeit zwischen den Dichtflächen zirkuliert. Gleitringdichtung Verhindert Leckagen, indem es eine Dichtung zwischen einer rotierenden Welle und einem stationären Gehäuse bildet. Der Pumpring erzeugt eine Pumpwirkung, die Flüssigkeit über die Dichtungsflächen zirkulieren lässt und so für Schmierung und Kühlung sorgt.
Wie funktionieren Pumpringe?
Der Pumpenring weist an seiner Oberfläche schräge Rillen auf, die als kleine Pumpen fungieren. Bei Rotation der Welle pumpen diese Rillen Flüssigkeit von außen zu den Dichtungsflächen. Die Flüssigkeit fließt dann über die Dichtungsflächen und schmiert und kühlt diese.
Was ist der Zweck des Pumprings
Der Hauptzweck eines Pumpenrings besteht darin, einen geschlossenen Wirbelstrom der Sperrflüssigkeit zwischen den inneren und äußeren Dichtungen einer Doppeldichtungskartusche zu erzeugen. Diese Zirkulation trägt dazu bei:
- Kühlen Sie die Gleitringdichtungen, indem Sie die Wärme von den Dichtungsflächen ableiten.
- Schmieren Sie die Dichtungsflächen, um Verschleiß und Reibung zu verringern.
- Im Dichtungsraum muss ein höherer Druck als im Prozessmedium aufrechterhalten werden, um Verunreinigungen zu verhindern und die Dichtungskammer zu verlängern. Leben versiegeln.
- Bietet eine Möglichkeit zur Zirkulation der Sperrflüssigkeit, ohne dass ein externes Reservoir oder Pumpsystem erforderlich ist.
Pumpringtypen
Es gibt drei Haupttypen von Pumpenringen, die in Gleitringdichtungen verwendet werden:
Radiallaufräder mit gebohrten Schaufeln
Radiallaufräder mit gebohrten Schaufeln gehören zu den gängigsten Pumpenringen. Sie bestehen aus einer Reihe radialer Schaufeln oder Bohrungen im Laufrad, die bei Rotation des Laufrads einen Druckunterschied erzeugen. Dieser Druckunterschied treibt die Sperrflüssigkeit vom Hochdruckbereich am Außendurchmesser des Laufrads in den Niederdruckbereich am Innendurchmesser und erzeugt so einen geschlossenen Kreislauf.
Radiallaufräder mit gebohrten Schaufeln sind relativ einfach herzustellen und bieten gute Durchflussraten und Druckhöheneigenschaften, sodass sie für eine breite Palette von Anwendungen geeignet sind.
Radiale Strömung durch Schlitze
Radialpumpenringe mit Schlitzen funktionieren nach einem ähnlichen Prinzip wie solche mit gebohrten Schaufeln, verfügen jedoch anstelle von Löchern über eine Reihe radialer Schlitze oder Nuten, die in das Laufrad eingearbeitet sind. Beim Drehen des Laufrads erzeugen die Schlitze eine Druckdifferenz, die die Sperrflüssigkeit vom Außendurchmesser zum Innendurchmesser treibt und so einen geschlossenen Kreislauf erzeugt.
Geschlitzte Radialpumpenringe bieten im Vergleich zu gebohrten Schaufelkonstruktionen verbesserte Strömungseigenschaften, da die Schlitze einen kontinuierlicheren Strömungsweg ermöglichen und Strömungsablösungen sowie Turbulenzen reduzieren. Ihre Herstellung kann jedoch komplexer sein und sie sind möglicherweise nicht für alle Anwendungen geeignet.
Axiale Strömung durch Spiralnuten
Axialpumpenringe mit Spiralnuten erzeugen bei rotierendem Laufrad einen spiralförmigen Strömungsweg für die Sperrflüssigkeit. Die Spiralnuten sind in die Laufradoberfläche eingearbeitet. Bei rotierendem Laufrad wird die Sperrflüssigkeit entlang der Nuten vom Außendurchmesser zum Innendurchmesser geschoben, wodurch ein geschlossener Kreislauf entsteht.
Axialpumpenringe mit Spiralnuten bieten hervorragende Durchflussraten und Druckhöheneigenschaften, insbesondere bei hohen Drehzahlen. Sie werden häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen hohe Durchflussraten und geringe Druckverluste erforderlich sind, beispielsweise in Hochgeschwindigkeits-Turbomaschinen und Kompressoren.
Allerdings kann die Konstruktion und Herstellung von Axialpumpenringen komplexer sein als die von Radialpumpenringen, und ihre Leistung kann empfindlicher auf Änderungen der Betriebsbedingungen und Fluideigenschaften reagieren.
Anwendungen von Pumpringen
API-PLAN 23
API-PLAN 23 deckt die Anforderungen an Pumpenringe für Gleitringdichtungen von Kreiselpumpen ab. Es legt die Werkstoffe, Abmessungen und Fertigungstoleranzen für Pumpenringe fest. Der Plan ist anwendbar auf Pumpenringe, die in verschiedenen Branchen eingesetzt werden, darunter Öl und Gas, Chemie und Energieerzeugung.
API-PLAN 52
API-PLAN 52 bietet Richtlinien für die Konstruktion und Prüfung von Gleitringdichtungen für Kreisel- und Rotationspumpen. Es behandelt die Anforderungen an Pumpenringe, einschließlich Materialien, Abmessungen und Prüfverfahren. Der Plan wird häufig in der Öl- und Gasindustrie eingesetzt.
API-PLAN 53
API PLAN 53 ist ein Standard für die Konstruktion und Prüfung von Gleitringdichtungen in Kolbenpumpen. Er legt die Anforderungen an Pumpenringe fest, einschließlich Materialien, Abmessungen und Prüfmethoden. Dieser Plan wird häufig in der Öl- und Gasindustrie für Kolbenpumpen verwendet.
Pumpringleistung
Anforderungen an die Durchflussmenge
Eine der wichtigsten Überlegungen hinsichtlich der Leistung von Pumpenringen ist die erforderliche Durchflussrate der Sperrflüssigkeit. Die Durchflussrate muss ausreichen, um einen stabilen Flüssigkeitsfilm zwischen den Dichtungsflächen aufrechtzuerhalten, die durch Reibung entstehende Wärme abzuführen und das Eindringen von Prozessflüssigkeiten zu verhindern.
Pumpenring-Leistungskurven
Die Leistung eines Pumprings wird typischerweise durch Leistungskurven charakterisiert, die die Durchflussrate im Verhältnis zur Druckhöhe darstellen, die der Pumpring bei verschiedenen Drehzahlen erzeugt.
Rohrleitungssystemkurven
Die Rohrleitungssystemkurve stellt den Druckabfall über die Rohrleitungen, Armaturen und anderen Komponenten im Zirkulationskreislauf dar. Der Schnittpunkt der Pumpenring-Leistungskurve und der Rohrleitungssystemkurve bestimmt die tatsächliche Zirkulationsrate der Sperrflüssigkeit im System.
Faktoren, die die Leistung des Pumprings beeinflussen
Die Leistung von Pumpenringen in Gleitringdichtungsanwendungen kann durch mehrere Faktoren beeinflusst werden.
Durchmesser und Geschwindigkeit
Größere Durchmesser und höhere Drehzahlen führen im Allgemeinen zu einer höheren Durchflusskapazität und Druckhöhe.
Freigaben und Portierung
Die Abstände zwischen dem Pumpenring und den stationären Komponenten sowie die Größe und Lage der Ein- und Auslassöffnungen wirken sich erheblich auf die Leistung des Pumpenrings aus. Kleinere Abstände können den vom Pumpenring erzeugten Druck erhöhen, aber auch zu höheren Reibungsverlusten und Wärmeentwicklung führen.
Flüssigkeitseigenschaften
Die Eigenschaften der Sperrflüssigkeit, wie Viskosität, Dichte und Kompressibilität, spielen eine entscheidende Rolle für die Leistung des Pumpenrings. Flüssigkeiten mit höherer Viskosität erfordern möglicherweise größere Abstände und Öffnungen, um ausreichende Durchflussraten aufrechtzuerhalten, während Flüssigkeiten mit niedrigerer Viskosität kleinere Abstände und verbesserte Druckerzeugungsfähigkeiten ermöglichen. Die Verträglichkeit der Sperrflüssigkeit mit dem Dichtungsmaterialien und das Prozessfluid müssen ebenfalls berücksichtigt werden, um einen zuverlässigen Langzeitbetrieb zu gewährleisten.
