Was sind Metallbalg-Gleitringdichtungen

Was sind Metallbalg-Gleitringdichtungen

Gleitringdichtungen mit Metallbalg sind spezielle Dichtungsvorrichtungen, die das Austreten von Flüssigkeiten oder Gasen in rotierenden Geräten wie Pumpen, Kompressoren und Mischern verhindern sollen. Diese Dichtungen bestehen aus einem Metallbalg, der normalerweise aus hochwertigem Edelstahl besteht und an einer stationären und einer rotierenden Fläche befestigt ist. Der Metallbalg bietet eine flexible, druckempfindliche Dichtung, die axiale und winklige Fehlausrichtungen ausgleichen kann und gleichzeitig eine stabile Dichtungsschnittstelle aufrechterhält.

Die Hauptkomponenten einer Gleitringdichtung mit Metallbalg sind der Metallbalg, die stationäre Fläche (normalerweise aus einem harten Material wie Siliziumkarbid oder Wolframkarbid), die rotierende Fläche (oft aus Kohlenstoff oder einem ähnlichen Material) und die sekundären Dichtungselemente wie O-Ringe oder Dichtungsringe. Der Metallbalg fungiert als Feder und sorgt für die notwendige Schließkraft, um die Dichtungsflächen in Kontakt zu halten und eine leckagefreie Abdichtung aufrechtzuerhalten.

Funktionsweise von Gleitringdichtungen mit Metallbalg

Gleitringdichtungen mit Metallbalg arbeiten nach dem Prinzip, einen dünnen Flüssigkeitsfilm zwischen den stationären und rotierenden Flächen aufrechtzuerhalten. Der Metallbalg, der an die stationäre Fläche geschweißt ist, biegt sich, um axiale und Winkelbewegungen aufzunehmen, während gleichzeitig eine konstante Schließkraft auf die Dichtflächen ausgeübt wird. Diese Schließkraft wird durch den Druck der abgedichteten Flüssigkeit erzeugt, der auf die wirksame Fläche des Balgs wirkt, und durch die Federkraft des Balgs selbst.

Beim Betrieb der rotierenden Ausrüstung bewegt sich die rotierende Fläche mit der Welle, während die stationäre Fläche fixiert bleibt. Der Flüssigkeitsfilm zwischen den Flächen schmiert und kühlt die Dichtungsfläche, minimiert den Verschleiß und verhindert direkten Kontakt zwischen den Flächen. Der Metallbalg passt sich kontinuierlich an, um den optimalen Kontakt der Dichtungsfläche auch unter wechselnden Betriebsbedingungen wie Druck-, Temperatur- oder Wellenpositionsänderungen aufrechtzuerhalten.

Aufbau von Metallbalg-Gleitringdichtungen

1. Balgmaterial: Der Metallbalg besteht normalerweise aus hochwertigem Edelstahl wie 316L oder Hastelloy C, um hervorragende Korrosionsbeständigkeit, Flexibilität und Haltbarkeit zu gewährleisten.
2. Dichtflächenwerkstoffe: Die stationären und rotierenden Flächen werden auf der Grundlage ihrer Kompatibilität mit der abgedichteten Flüssigkeit und ihrer Fähigkeit, den Betriebsbedingungen standzuhalten, ausgewählt. Übliche Flächenmaterialkombinationen sind Siliziumkarbid gegen Kohlenstoff, Wolframkarbid gegen Kohlenstoff und Siliziumkarbid gegen Siliziumkarbid.
3. Balgkonfiguration: Die Anzahl der Windungen, die Wandstärke und die Gesamtlänge des Metallbalgs sind so ausgelegt, dass sie für den jeweiligen Anwendungsfall die erforderliche Federkraft und Flexibilität gewährleisten.
4. Sekundärdichtelemente: O-Ringe, Dichtungen und andere sekundäre Dichtungselemente werden auf Grundlage ihrer Kompatibilität mit der abzudichtenden Flüssigkeit und ihrer Fähigkeit ausgewählt, eine zuverlässige statische Abdichtung zwischen den Gleitringdichtungskomponenten und der Ausrüstung zu gewährleisten.

Vorteile von Metallbalg-Gleitringdichtungen

• Hervorragende Dichtungsleistung: Die druckempfindliche Konstruktion des Metallbalgs sorgt dafür, dass die Dichtflächen optimalen Kontakt haben, was zu einer hocheffizienten, leckagefreien Abdichtung führt.
• Haltbarkeit und Zuverlässigkeit: Die Ganzmetallkonstruktion des Balgs bietet im Vergleich zu Elastomerbälgen oder anderen Dichtungsanordnungen eine überlegene Haltbarkeit und Beständigkeit gegen Ermüdung, Korrosion und hohe Temperaturen.
• Geringer Wartungsaufwand: Metallbalg-Gleitringdichtungen erfordern aufgrund ihrer robusten Konstruktion und dem Fehlen verschleißanfälliger Komponenten wie Federn oder dynamischen O-Ringen nur minimalen Wartungsaufwand.
• Kompaktes Design: Die integrierten Bälge und Dichtflächen ermöglichen eine kompakte, platzsparende Konstruktion, die sich problemlos in zahlreiche Gerätekonfigurationen integrieren lässt.
• Vielseitige Einsatzmöglichkeiten: Gleitringdichtungen mit Metallbalg können in zahlreichen Branchen und Anwendungen eingesetzt werden, darunter in Umgebungen mit hohem Druck, hohen Temperaturen und chemisch aggressiven Umgebungen.

Wofür werden Metallbalg-Gleitringdichtungen verwendet?

• Pumps: Metallbalgdichtungen werden häufig in Kreiselpumpen, Verdrängerpumpen und Kryopumpen verwendet, um das Austreten von Flüssigkeiten oder Gasen zu verhindern.
• Kompressoren: Bei Kompressoranwendungen werden Metallbalgdichtungen verwendet, um Hochdruckgase abzudichten und eine Verunreinigung des komprimierten Mediums zu verhindern.
• Mischer und Rührwerke: Metallbalgdichtungen werden in Misch- und Rührgeräten eingesetzt, um Prozessflüssigkeiten zurückzuhalten und Wellenlecks zu verhindern.
• Raffinerien und petrochemische Anlagen: In der Öl- und Gasindustrie werden Metallbalgdichtungen in Pumpen, Kompressoren und anderen rotierenden Geräten verwendet, um Kohlenwasserstoffe, Lösungsmittel und andere aggressive Flüssigkeiten zu handhaben.
• Chemische Verarbeitung: Metallbalgdichtungen werden in chemischen Produktionsanlagen zum Abdichten von Pumpen und anderen Geräten eingesetzt, die mit ätzenden oder giftigen Chemikalien arbeiten.
• Energieerzeugung: In Kraftwerken werden Metallbalgdichtungen in Kesselspeisepumpen, Umwälzpumpen und anderen wichtigen Geräten verwendet, um einen zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten und Leckagen zu verhindern.
• Pharmazeutische und Lebensmittelverarbeitung: Metallbalgdichtungen werden in hygienischen und aseptischen Anwendungen eingesetzt, um die Produktreinheit zu wahren und Verunreinigungen zu verhindern.

Zu berücksichtigende Faktoren bei der Auswahl von Gleitringdichtungen mit Metallbalg

Plattenform

Die Form der im Balg verwendeten Metallplatten kann die Flexibilität und Haltbarkeit der Dichtung erheblich beeinflussen. Flache Platten sind einfacher zu handhaben, können aber anfälliger für Materialermüdung sein, während geformte Platten für mehr Flexibilität und Spannungsverteilung sorgen können.

Winkel

Der Winkel, in dem die Metallplatten zusammengeschweißt werden, beeinflusst die Fähigkeit des Balgs, sich zusammenzudrücken und auszudehnen. Ein größerer Winkel ermöglicht eine stärkere Kompression, kann aber die Stabilität der Dichtung verringern. Umgekehrt sorgt ein kleinerer Winkel für mehr Stabilität, begrenzt jedoch den Kompressionsbereich.

Schweißintegrität

Schlechte Schweißqualität kann zu Leckagen, Korrosion und vorzeitigem Ausfall führen. Stellen Sie sicher, dass die von Ihnen gewählten Metallbalg-Gleitringdichtungen hochwertige, gleichmäßige Schweißnähte aufweisen, die den Anforderungen Ihrer Anwendung standhalten.

Plattendicke (dünne Platten)

Dünne Metallplatten bieten den Vorteil größerer Flexibilität, sodass sich der Balg leichter zusammendrücken und ausdehnen lässt. Dünnere Platten können jedoch anfälliger für Beschädigungen und Verschleiß sein.

Vibrationen kontrollieren

Vibrationen können bei Gleitringdichtungen mit Metallbalg erhebliche Belastungen verursachen und zu Ermüdung und Ausfall führen. Maßnahmen zur Vibrationskontrolle, wie z. B. die Verwendung von Dämpfungsmaterialien oder die Konstruktion der Dichtung mit vibrationsresistenten Eigenschaften, können dazu beitragen, die Lebensdauer der Dichtung zu verlängern und ihre Leistung in Umgebungen mit starken Vibrationen aufrechtzuerhalten.

Doppellagiger Balg

Für Anwendungen, die eine erhöhte Festigkeit und Haltbarkeit erfordern, können doppellagige Bälge eine ausgezeichnete Wahl sein. Diese Bälge bestehen aus zwei Lagen Metallplatten und bieten so eine höhere Beständigkeit gegen Druck- und Temperaturschwankungen. Doppellagige Bälge eignen sich besonders gut für Anwendungen mit hohem Druck oder hohen Temperaturen, bei denen einlagige Bälge möglicherweise nicht ausreichen.

Druck- und Dichtungsausgleich

Für den Erfolg von Gleitringdichtungen mit Metallbälgen ist es entscheidend, das richtige Gleichgewicht zwischen Druck und Dichtungsleistung zu erreichen. Überdruck kann zu Verformungen oder zum Versagen des Balgs führen, während Unterdruck zu Undichtigkeiten führen kann.