Was ist eine Gleitringdichtung?

Eine Gleitringdichtung ist ein spezielles Dichtungsgerät, das Flüssigkeitslecks in rotierenden Geräten wie Pumpen und Kompressoren verhindern soll. Dieser Dichtungstyp verwendet einen federbelasteten Mechanismus, um einen konstanten Kontakt zwischen den Dichtflächen aufrechtzuerhalten und so optimale Leistung und Zuverlässigkeit in anspruchsvollen Industrieanwendungen zu gewährleisten.

In diesem Blogbeitrag gehen wir auf die Feinheiten von Gleitringdichtungen ein und untersuchen ihre Komponenten, Funktionsprinzipien und wichtigsten Vorteile.

Was ist eine Gleitringdichtung?

Eine Gleitringdichtung ist eine Art Gleitringdichtung, die das Austreten von Flüssigkeiten oder Gasen zwischen einer rotierenden Welle und einem stationären Gehäuse verhindern soll. Sie besteht aus einer rotierenden Dichtfläche, normalerweise aus einem harten Material wie Siliziumkarbid oder Wolframkarbid, und einer stationären Dichtungsfläche, typischerweise aus einem weicheren Material wie Kohlenstoff oder Keramik.

Die rotierende Dichtungsfläche ist auf der Welle montiert, während die stationäre Dichtungsfläche am Gehäuse befestigt ist. Ein Federmechanismus übt Druck auf die Dichtungsflächen aus und drückt sie zusammen, um eine dichte Abdichtung zu erzeugen. Diese Federkraft stellt sicher, dass die Dichtungsflächen auch bei unterschiedlichen Druck- und Temperaturbedingungen Kontakt halten.

Pusher Gleitringdichtungen sind nach der Art und Weise benannt, wie der Federmechanismus die Dichtungsflächen zusammendrückt. Die Feder befindet sich hinter der stationären Dichtungsfläche und gleicht jeglichen Verschleiß oder jegliche Fehlausrichtung aus, die während des Betriebs auftreten können. Wenn die Dichtungsflächen verschleißen, drückt die Feder sie weiter zusammen und sorgt so für eine gleichmäßige Abdichtung.

Funktionsweise von Gleitringdichtungen

Das Funktionsprinzip einer Gleitringdichtung beruht auf der präzisen Interaktion ihrer Komponenten. Der Stator ist normalerweise im Dichtungsgehäuse montiert, während der Rotor an der rotierenden Welle befestigt ist. Die Dichtungsflächen werden durch eine Kombination aus Hydraulikdruck und Federkraft in engem Kontakt gehalten.

Wenn sich die Welle dreht, bewegt sich die Rotorfläche mit und hält so einen dünnen Flüssigkeitsfilm zwischen den Dichtungsflächen aufrecht. Dieser Flüssigkeitsfilm, der oft nur wenige Mikrometer dick ist, verhindert den direkten Kontakt zwischen den Flächen und minimiert den Verschleiß. Der Dichtungsdruck wird durch die Federkraft aufrechterhalten, die die Rotorfläche gegen die Statorfläche drückt, sowie durch den Hydraulikdruck, der auf die Rückseite des Rotors wirkt.

Um axiale Wellenbewegungen und Fehlausrichtungen auszugleichen, sind Gleitringdichtungen mit sekundären Dichtungselementen wie O-Ringen oder V-Ringen ausgestattet. Diese Elemente befinden sich zwischen Rotor und Hülse und ermöglichen ein gewisses Maß an Bewegung, während die Integrität der Dichtung erhalten bleibt.

Vorteile von Gleitringdichtungen

Kompakt und kostengünstig

Ein großer Vorteil ist ihr einfaches, kompaktes Design im Vergleich zu anderen Gleitringdichtungstypen. Die Grundkomponenten einer Schubdichtung – ein Dichtungsring, ein Gegenring und Sekundärdichtungen – ergeben eine platzsparende Baugruppe, die sich ohne größere Änderungen leicht in viele Arten rotierender Geräte nachrüsten lässt.

Diese einfache, kompakte Konstruktion macht Schubdichtungen zudem sehr kostengünstig. Sie sind wirtschaftlich in der Herstellung und stellen häufig die kostengünstigste Art von Gleitringdichtungen dar.

Vielseitig und zuverlässig

Gleitringdichtungen sind außerdem sehr vielseitig und zuverlässig in einer Vielzahl gängiger Anwendungen. Obwohl sie nicht für extreme Drücke geeignet sind, bieten sie in den meisten Anwendungen bis zu etwa 200 psi eine zuverlässige Dichtungsleistung und eine lange Lebensdauer. Die dynamischen O-Ringe gleichen die Wellenbewegung aus und halten den Dichtungskontakt für eine zuverlässige Funktionalität aufrecht.

Nachteile von Pusher-Gleitringdichtungen

Begrenzte Druckkapazität

Ein Nachteil von Gleitringdichtungen mit Schubstange ist ihre begrenzte Fähigkeit, hohen Drücken standzuhalten, verglichen mit anderen Dichtungsarten wie Balg- und Membrandichtungen. Der dynamische O-Ring, der in einer Schubstange für axiale Belastung sorgt, neigt dazu, bei sehr hohen Drücken, typischerweise über 200 psi, zu extrudieren und zu versagen. Diese Druckbeschränkung macht Schubstangendichtungen für einige anspruchsvolle Hochdruckanwendungen ungeeignet.

Anfällig für Trockenlauf

Gleitringdichtungen mit Druckfunktion sind außerdem anfälliger für Schäden durch Trockenlauf als solche ohne Druckfunktion. Wenn die Dichtungsflächen ohne ausreichende Schmierung durch die abgedichtete Flüssigkeit trocken laufen, können die hohe Reibung und Hitze die Kohlenstoff- und Keramikdichtungsflächen schnell zerstören. Auch die dynamischen Sekundärdichtungen neigen bei Trockenlauf zum Verbrennen.

Höhere Leckageraten

Ein weiterer möglicher Nachteil von Gleitringdichtungen mit Druckfunktion ist, dass sie tendenziell etwas höhere Leckageraten aufweisen als Dichtungen ohne Druckfunktion, insbesondere wenn sie mit der Zeit verschleißen. Der axiale Belastungsmechanismus einer Druckdichtung sorgt für einen weniger präzisen Flächenkontakt als eine Feder- oder Balgbelastung.

Anwendungen von Gleitringdichtungen

Petrochemische Verarbeitung

Gleitringdichtungen werden häufig in petrochemischen Verarbeitungsanlagen wie Pumpen, Mischern und Kompressoren eingesetzt. Sie eignen sich gut zum Abdichten von organischen Chemikalien, Kohlenwasserstoffen und anderen Flüssigkeiten, die in Raffinerien und Chemiewerken häufig vorkommen.

Zellstoff und Papier

Auch in der Zellstoff- und Papierindustrie werden Gleitringdichtungen in großem Umfang eingesetzt. Sie finden sich in Zellstoffkochern, Papiermaschinenwalzen, Rührwerken, Lüfterpumpen und vielem mehr. Gleitringdichtungen aus geeigneten Elastomeren erfüllen zuverlässig die anspruchsvollen Anforderungen an die Flüssigkeitsverträglichkeit von Chemikalien und Prozessflüssigkeiten der Papierindustrie.

Wasser und Abwasser

Auch bei Wasser- und Abwasseraufbereitungsanlagen werden häufig Drückerdichtungen eingesetzt. Die moderaten Drücke und die guten Flüssigkeitseigenschaften in den meisten Wasseranwendungen sind für Drückerdichtungen gut geeignet. Ihr kompaktes, wirtschaftliches Design macht sie zu einer praktischen Wahl für die vielen Pumpen, Mischer und andere rotierende Geräte, die bei der Aufbereitung von kommunalem und industriellem Wasser und Abwasser verwendet werden.