Was ist eine doppelte Gleitringdichtung

Gleitringdichtungen spielen eine entscheidende Rolle beim Schutz von Anlagen und Umwelt. Einzeldichtungen bieten jedoch oft keinen ausreichenden Schutz. Dichtungsfehler können zu Leckagen, Verunreinigungen und kostspieligen Ausfallzeiten führen. Doppelte Gleitringdichtungen bieten eine robuste Lösung. Zwei Dichtungen arbeiten mit einer Sperrflüssigkeit zusammen, um zuverlässige Leistung zu gewährleisten und Leckagen zu vermeiden.

Was ist eine doppelte Gleitringdichtung

Eine doppeltwirkende Gleitringdichtung besteht aus zwei in Reihe angeordneten Primärdichtungen, die durch einen Zwischenraum getrennt sind, der entweder mit einem Sperrflüssigkeit oder eine Pufferflüssigkeit.

Jede Primärdichtung besteht aus einer stationären und einer rotierenden Fläche, die zusammen eine Dichtung bilden. Die innere Dichtung, auch Primärdichtung genannt, hat die Aufgabe, das Prozessfluid im Gerät zu halten und dessen Austreten in den Sperr-/Pufferflüssigkeitsbereich zu verhindern. Die äußere Dichtung, auch Sekundärdichtung genannt, verhindert, dass das Sperr-/Pufferfluid in die Umgebung austritt.

Sperrflüssigkeit und Pufferflüssigkeit

• Sperrflüssigkeit: Wenn der Druck der Zwischenflüssigkeit auf einem höheren Niveau als der Druck der Prozessflüssigkeit gehalten wird, wird dies als Sperrflüssigkeit bezeichnet.
• Pufferflüssigkeit: Wenn der Flüssigkeitsdruck zwischen den Dichtungen absichtlich niedriger gehalten wird als der der Prozessflüssigkeit, spricht man von einer Pufferflüssigkeit.

Komponenten von Doppelgleitringdichtungen

• Primäre (innere) Dichtung: Diese Dichtung, bestehend aus einer rotierenden und einer stationären Fläche, dient als erste Verteidigungslinie gegen Prozessflüssigkeitslecks. Die rotierende Fläche ist typischerweise auf der Welle oder Wellenhülse montiert, während die stationäre Fläche durch die Stopfbuchse an ihrem Platz gehalten wird.
• Sekundäre (äußere) Dichtung: Die äußere Dichtung dient als Backup für die Hauptdichtung und enthält die Sperrflüssigkeit zwischen den beiden Dichtungen. Wie die Hauptdichtung verfügt sie über eine rotierende und eine stationäre Fläche.
• Stopfbuchse: Die Dichtungsstopfbuchse ist eine wichtige Komponente, die die Dichtungsflächen beherbergt und die notwendigen Anschlüsse für die Einführung und Zirkulation der Sperr-/Pufferflüssigkeit bereitstellt.
• Wellenhülsen: Wellenhülsen werden oft in Verbindung mit Gleitringdichtungen zum Schutz der Pumpenwelle vor Verschleiß, Korrosion und Hitzeentwicklung beim Dichtungsprozess. Sie tragen außerdem zur korrekten Ausrichtung der Dichtungskomponenten.
• Federn: Federn sorgen für die anfängliche Schließkraft auf den Dichtungsflächen und stellen sicher, dass diese auch unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen in Kontakt bleiben.
• Statische Dichtungen: O-Ringe, Dichtungen und Faltenbälge dienen zur statischen Abdichtung zwischen den einzelnen Komponenten der Dichtungsanordnung.
• Hardwarekomponenten: Antriebsringe, Sicherungsringe und andere Hardwarekomponenten sichern die Dichtungskomponenten an ihrem Platz und erleichtern die Drehmomentübertragung von der Welle auf die rotierende Dichtfläche.
• Sperrflüssigkeits-/Sperrflüssigkeitssystem: Das Sperr-/Pufferflüssigkeitssystem besteht aus einem Behälter zur Speicherung der Flüssigkeit, einem Zirkulationssystem (das eine Pumpe und einen Wärmetauscher enthalten kann), um die Flüssigkeit auf der gewünschten Temperatur und dem gewünschten Druck zu halten, und Druckregelventilen zur Regulierung des Drucks zwischen den Dichtungen.

Funktionsweise von Doppelgleitringdichtungen

Barrieremodus

Im Sperrmodus wird die Sperrflüssigkeit auf einem deutlich höheren Druck (typischerweise 15–30 psig bzw. 1–2 bar) als die abgedichtete Prozessflüssigkeit gehalten. Diese positive Druckdifferenz stellt sicher, dass bei einem Leck in der inneren Dichtung die saubere Sperrflüssigkeit in den Prozess gelangt. Dadurch wird effektiv verhindert, dass gefährliche oder wertvolle Prozessflüssigkeit in die Atmosphäre entweicht. Dieser Modus bietet den höchsten Schutz vor Prozessflüssigkeitslecks und wird häufig bei Anwendungen mit gefährlichen oder teuren Flüssigkeiten eingesetzt.

Puffermodus

Im Pufferbetrieb wird die Pufferflüssigkeit unter einem niedrigeren Druck gehalten als die abgedichtete Prozessflüssigkeit. In dieser Konfiguration werden kleinere Leckagen der inneren Dichtung in der Pufferflüssigkeitskammer eingeschlossen. Die äußere Dichtung verhindert, dass potenziell verunreinigte Pufferflüssigkeit in die Atmosphäre gelangt. Dieser Modus wird typischerweise verwendet, wenn kleinere Leckagen der inneren Dichtung zu erwarten oder akzeptabel sind, wobei das Hauptziel darin besteht, das Austreten von Prozessflüssigkeit in die Umwelt zu verhindern.

Fluid Film

Unabhängig vom Betriebsmodus wird der dünne Flüssigkeitsfilm zwischen den Dichtungsflächen durch die Sperrflüssigkeit aufrechterhalten. Dieser Film sorgt entweder für hydrodynamische oder hydrostatische Schmierung und verhindert den direkten Kontakt zwischen den festen Oberflächen der Dichtungsflächen.

Arten von Doppel-Gleitringdichtungen

Back-to-Back-Konfiguration

Bei einer Back-to-Back-Anordnung sind die beiden Gleitringdichtungen so eingebaut, dass ihre rotierenden Dichtflächen voneinander abgewandt sind. Dadurch entsteht zwischen den beiden Dichtungen eine abgedichtete Kammer, die typischerweise mit einer Sperrflüssigkeit gefüllt ist, deren Druck höher ist als der des Prozessmediums.

Die Back-to-Back-Konfiguration eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen es vor allem darum geht, ein Austreten von Prozessflüssigkeit in die Atmosphäre zu verhindern. Das Sperrfluid mit höherem Druck stellt sicher, dass Leckagen vom Sperrfluid in den Prozess gelangen und nicht umgekehrt.

Tandem-Konfiguration

Bei der Tandem-Konfiguration, auch Face-to-Face-Konfiguration genannt, sind zwei Dichtungen in Reihe installiert, deren rotierende Flächen in die gleiche Richtung zeigen. Bei dieser Anordnung ist der Raum zwischen den beiden Dichtungen üblicherweise mit einer Pufferflüssigkeit gefüllt, deren Druck unter dem des Prozessmediums liegt.

Tandem-Konfigurationen werden häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen eine geringe Leckage der inneren Dichtung erwartet oder akzeptabel ist. Die Sperrflüssigkeit fängt Leckagen der inneren Dichtung auf, und die äußere Dichtung verhindert, dass diese Flüssigkeit in die Atmosphäre entweicht. Tandem-Dichtungen können auch mit einer Sperrflüssigkeit bei höherem Druck verwendet werden, um zusätzlichen Schutz vor Prozessflüssigkeitsleckagen zu bieten.

Face-to-Face-Konfiguration

Bei einer Face-to-Face-Anordnung sind die beiden Gleitringdichtungen mit ihren rotierenden Flächen zueinander ausgerichtet. Dadurch entsteht zwischen den beiden Dichtungen eine abgedichtete Kammer, die je nach Anwendungsanforderungen entweder mit einer Sperrflüssigkeit oder einer Pufferflüssigkeit gefüllt werden kann.

Die Face-to-Face-Konfiguration bietet mehrere Vorteile, darunter eine einfachere Installation und Wartung, da beide Dichtungen von derselben Seite des Geräts aus zugänglich sind. Diese Anordnung ermöglicht zudem kompaktere Dichtungskonstruktionen und eignet sich daher für Anwendungen mit begrenztem Platzangebot.