Tandemdichtung vs. Doppeldichtung

Der Hauptunterschied zwischen Tandemdichtung und Doppeldichtung liegt in ihrer Konfiguration und ihrem Zweck. Tandemdichtungen Verwenden Sie zwei Dichtungen in Reihe, um ein Austreten von Prozessflüssigkeit zu verhindern, und entlüften Sie häufig in die Atmosphäre. Doppeldichtungen verwenden ebenfalls zwei Dichtungen, setzen die Sperrflüssigkeit zwischen ihnen jedoch unter Druck, um ein Austreten in die Umgebung zu verhindern.

Tandem-Gleitringdichtungen (Typ API-Anordnung 2)

Detaillierte Definition und Designarchitektur

Ein Tandem Gleitringdichtung Die Anordnung besteht aus zwei einzelnen Gleitringdichtungen, die in Reihe entlang der Welle montiert sind, typischerweise innerhalb derselben Dichtungskammer oder eine speziell entwickelte Kartusche. Die Dichtung, die näher am Prozessmedium positioniert ist, wird als Primär- oder Innendichtung bezeichnet, während die Dichtung auf der Atmosphärenseite als Sekundär- oder Außendichtung bezeichnet wird. Das Grundkonzept besteht darin, dass die Sekundärdichtung als Backup für die Primärdichtung fungiert.  

Die gängigste Konfiguration für Tandemdichtungen ist die „Face-to-back“-Ausrichtung. Dabei werden beide Dichtungen in die gleiche Richtung eingebaut, wobei die Rückseite der Primärdichtung zur Rückseite der Sekundärdichtung zeigt. Diese Anordnung erzeugt einen Hohlraum oder eine Kammer zwischen den Dichtungen, die mit einer Pufferflüssigkeit gefüllt ist. Gemäß API 682 befindet sich bei einer Face-to-back-Konfiguration, die als Dichtung der Anordnung 2 verwendet wird, die Pufferflüssigkeit am Innendurchmesser (ID) der inneren Dichtung und am Außendurchmesser (OD) der äußeren Dichtung.  

Funktionsprinzip: Das drucklose Sperrflüssigkeitssystem

Das entscheidende Merkmal einer Tandemdichtung (Anordnung 2) ist die Verwendung eines drucklosen oder Niederdruck-Sperrflüssigkeitssystems. Die Sperrflüssigkeit im Dichtungszwischenraum wird unter einem niedrigeren Druck als dem abzudichtenden Prozessdruck gehalten, oft nahe dem atmosphärischen Druck oder leicht erhöht, um die Zirkulation zu erleichtern und sicherzustellen, dass der Zwischenraum gefüllt bleibt. API 682 besagt ausdrücklich, dass „eine Sperrflüssigkeit eine Flüssigkeit zwischen der Innen- und Außendichtung ist, die einen niedrigeren Druck als den Dichtungskammerdruck aufweist“.  

Im Normalbetrieb bewältigt die Primärdichtung den vollen Differenzdruck des Prozessmediums. Die Sekundärdichtung erfährt einen minimalen Differenzdruck, typischerweise weniger als 5 PSI. Diese Konfiguration ermöglicht es der Sekundärdichtung, im Standby-Modus zu bleiben und minimalem Verschleiß zu unterliegen, bis die Primärdichtung zu versagen beginnt.

Die Pufferflüssigkeit zirkuliert durch natürliche Konvektion oder mit Unterstützung eines Pumpenring. Die von der Primärdichtung erzeugte Wärme treibt das Zirkulationsmuster an, wobei kühlere Flüssigkeit unten eintritt und wärmere Flüssigkeit oben austritt.

Doppelte Gleitringdichtungen (Typ API-Anordnung 3)

Detaillierte Definition und Designarchitektur

Doppelte Gleitringdichtungen, die typischerweise API Arrangement 3 entsprechen, bestehen aus zwei Sätzen von Dichtflächen Sie sind in einer Dichtungskammer oder -patrone angeordnet, wobei im Hohlraum zwischen ihnen eine spezielle Sperrflüssigkeit zirkuliert.

Das entscheidende Merkmal einer Doppeldichtung ist, dass das Sperrfluid stets unter einem Druck gehalten wird, der höher ist als der Druck des abzudichtenden Prozessfluids. Diese positive Druckdifferenz liegt typischerweise im Bereich von 1 bis 2 bar (15 bis 30 psig) über dem Prozessdruck oder entspricht den Vorgaben von Normen wie API 682 oder spezifischen Herstellerempfehlungen (z. B. mindestens 2 bar oder 10% über dem Pumpendruck).  

Funktionsprinzip: Das unter Druck stehende Sperrflüssigkeitssystem

Doppeldichtungen unterscheiden sich von Tandem-Konfigurationen durch das unter Druck stehende Sperrflüssigkeitssystem. Der Sperrflüssigkeitsdruck liegt typischerweise 20 PSI über dem Dichtungskammerdruck. Dies wird durch verschiedene Methoden erreicht: Stickstoffblasenspeicher, Kolbenspeicher oder Direktdrucksysteme.

Beide Dichtungen in einer Doppelanordnung teilen sich die Druckbelastung und reduzieren so die Belastung der einzelnen Dichtungsflächen. Die innere Dichtung verhindert, dass Prozessflüssigkeit in die Sperrflüssigkeit eindringt, während die äußere Dichtung die Sperrflüssigkeit zurückhält. Die Prozessflüssigkeit selbst bleibt somit effektiv in der Pumpe oder Anlage zurückgehalten.

Arten von Doppelgleitringdichtungen

• Back-to-Back-Anordnung: Bei dieser Konfiguration sind die rotierenden Dichtungsringe typischerweise zwischen den stationären Gegenringen montiert, wodurch die Dichtungen effektiv in entgegengesetzte Richtungen, also voneinander weg, weisen. Dies ist eine gängige Anordnung für universelle Doppeldichtungen und wird unter API 682 Anordnung 3 spezifiziert. Die Sperrflüssigkeit wird typischerweise bis zum Außendurchmesser (AD) beider Dichtungspaare eingeleitet.
• Persönliche Vereinbarung: Hier sind die stationären Gegenringe zwischen den rotierenden Dichtungsringen montiert, wodurch die Dichtungen einander zugewandt sind. Diese Konfiguration wird auch für API 682 Anordnung 3 verwendet, wobei sich Sperrflüssigkeit häufig am Außendurchmesser beider Dichtungen befindet.
• Face-to-Back-Anordnung (Tandem-Ausrichtung mit Druckbarriere): Hierbei wird ein Gegenring zwischen den beiden Dichtringen und ein Dichtring zwischen den beiden Gegenringen montiert. Im Wesentlichen handelt es sich um eine Tandem-Anordnung, die jedoch mit einer unter Druck stehenden Sperrflüssigkeit betrieben wird. Diese Konfiguration kann auch als Dichtung nach API-Anordnung 3 verwendet werden, wobei sich die Sperrflüssigkeit typischerweise am Innendurchmesser (ID) der inneren Dichtung und am Außendurchmesser (AD) der äußeren Dichtung befindet.