Was ist eine externe Spülung?

Externe Spülsysteme werden bei Gleitringdichtungen immer häufiger eingesetzt. Diese Systeme, bei denen der Spülmechanismus außerhalb der Hauptkomponente positioniert ist, bieten deutliche Vorteile gegenüber herkömmlichen internen Spülkonfigurationen.

In diesem Blogbeitrag werden wir uns mit den Feinheiten externer Spülsysteme befassen und ihre Funktionsweise und Vorteile untersuchen. Wir werden auch die Herausforderungen untersuchen, die mit der Implementierung externer Spülungen verbunden sind, und wichtige Anwendungen hervorheben, bei denen dieser Ansatz im Vergleich zu internen Spülsystemen besser ist.

Was ist eine externe Spülung?

Externe Spülung ist eine Methode zur Einführung sauberer, kühler Flüssigkeit aus einer externen Quelle in die Dichtungskammer eines Gleitringdichtung. Anders als bei der internen Spülung, bei der Prozessflüssigkeit vom Pumpenauslass zurück zur Dichtung geleitet wird, wird bei der externen Spülung eine separate Flüssigkeitsversorgung verwendet. Diese Flüssigkeit steht normalerweise unter einem höheren Druck als die abgedichtete Flüssigkeit, wodurch ein positiver Fluss in die Dichtungskammer entsteht.

Die externe Spülflüssigkeit dient mehreren wichtigen Zwecken:

1. Es kühlt und schmiert die Dichtungsflächen, verringert die Wärmeentwicklung durch Reibung und verlängert die Lebensdauer der Dichtung.
2. Es verhindert, dass Prozessflüssigkeit in die Dichtungskammer eindringt, was insbesondere beim Umgang mit abrasiven, korrosiven oder polymerisierenden Flüssigkeiten wichtig ist, die die Dichtungsflächen beschädigen könnten.
3. Es sorgt für eine stabile Umgebung in der Dichtungskammer und verringert die Auswirkungen von Prozessflüssigkeitsschwankungen oder Störungsbedingungen auf die Dichtungsleistung.

Durch Bereitstellung einer sauberen, stabilen Umgebung für die Gleitringdichtung kann eine externe Spülung die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Dichtung bei anspruchsvollen Anwendungen deutlich verbessern.

Funktionsweise externer Spülsysteme

Bei einem externen Spülsystem wird saubere Flüssigkeit aus einer von der Prozessflüssigkeit getrennten Quelle an die Gleitringdichtung geliefert. Dies wird normalerweise durch einen kleinen Spülbehälter oder ein Reservoir erreicht, das kontinuierlich mit der Spülflüssigkeit gefüllt ist. Die Flüssigkeit wird dann mithilfe einer Pumpe oder eines Druckerhöhungsgeräts wie einem Kolbenspeicher unter Druck gesetzt.

Die unter Druck stehende Spülflüssigkeit wird durch eine Öffnung, die sich normalerweise in der Stopfbuchsenplatte hinter den Dichtungsflächen befindet, in die Dichtungskammer geleitet. Eine übliche Anordnung besteht darin, die Spülleitung zwischen der stationären Fläche und der Stopfbuchsenplatte anzuschließen und den Durchfluss über die atmosphärische Seite der Dichtungsflächen zu leiten.

Wenn die Hochdruckspülflüssigkeit in die Dichtungskammer gelangt, entsteht ein positiver Fluss zur Prozessseite der Dichtung. Dieser Druckunterschied verhindert, dass Prozessflüssigkeit in die Dichtungskammer gelangt, und spült gleichzeitig kontinuierlich jegliche Hitze oder Verunreinigungen weg, die an den Dichtungsflächen entstehen.

Die verbrauchte Spülflüssigkeit verlässt dann die Dichtungskammer über die normalen Leckagewege entlang der Welle und durch die Stopfbuchsenentlüftung und den Ablauf. Etwas Spülflüssigkeit kann auch in den Prozessstrom gelangen, was akzeptabel ist, solange die Spülflüssigkeit mit dem Prozess kompatibel ist und den Druckunterschied aufrechterhält.

Um eine ordnungsgemäße externe Spülung sicherzustellen, müssen mehrere wichtige Parameter kontrolliert werden:

1. Spülflüssigkeitsdruck: Wird normalerweise 15–25 psi über dem Dichtungskammerdruck gehalten, um einen positiven Durchfluss sicherzustellen.
2. Temperatur der Spülflüssigkeit: Gekühlt, um die Wärme von den Dichtungsflächen abzuleiten.
3. Sauberkeit der Spülflüssigkeit: Gefiltert, um zu verhindern, dass Schleifmittel auf die Dichtungsflächen gelangen.
4. Durchflussrate der Spülflüssigkeit: So bemessen, dass eine ausreichende Kühlung und Schmierung ohne übermäßige Verdünnung der Prozessflüssigkeit gewährleistet ist.

Bei richtiger Umsetzung schafft ein externes Spülsystem eine hochkontrollierte Mikroumgebung für die Gleitringdichtung und optimiert so deren Leistung und Zuverlässigkeit. Durch die Isolierung der Dichtung vom Prozessfluid und die Schaffung sauberer, stabiler Bedingungen ermöglicht eine externe Spülung den erfolgreichen Betrieb von Gleitringdichtungen in Anwendungen, die sich sonst als zu anspruchsvoll erweisen würden.

Vorteile der externen Spülung

Verbesserte Kühlung und Schmierung

Bei einem externen Spülsystem wird eine spezielle Versorgung mit sauberer, kühler Flüssigkeit kontinuierlich durch die Dichtungskammer geleitet. Dies sorgt für eine effektivere Wärmeableitung und Schmierung als bei internen Spülsystemen, bei denen ausschließlich die Prozessflüssigkeit verwendet wird. Die sauberere, kühlere Flüssigkeit trägt zur Verlängerung der Dichtungslebensdauer bei, insbesondere bei Anwendungen mit hohen Temperaturen oder hohem Druck.

Reduzierte Kontamination

Externe Spülsysteme führen eine separate, saubere Flüssigkeit in die Dichtungskammer ein, wodurch verhindert wird, dass Prozessverunreinigungen eindringen und die Dichtungsflächen beschädigen. Im Gegensatz dazu sind interne Spülsysteme auf die Prozessflüssigkeit selbst angewiesen, die Schleifpartikel, ätzende Chemikalien oder andere schädliche Substanzen enthalten kann, die den Dichtungsverschleiß und -ausfall beschleunigen können.

Größere Flexibilität bei der Flüssigkeitsauswahl

Da externe Spülsysteme eine eigene Flüssigkeitsversorgung verwenden, kann die Art der Flüssigkeit für die spezifischen Dichtungsanforderungen wie Viskosität, Schmiereigenschaften und Kompatibilität mit Dichtungsmaterialien optimiert werden. Dies ermöglicht eine bessere Leistung und eine längere Lebensdauer der Dichtung. Interne Spülsysteme hingegen sind auf die Verwendung der Prozessflüssigkeit beschränkt, die möglicherweise nicht die idealen Eigenschaften für die Dichtung aufweist.

Einfachere Überwachung und Wartung

Externe Spülsysteme verfügen normalerweise über Vorrichtungen zur Überwachung von Flüssigkeitsdruck, Temperatur und Durchflussrate sowie zur Entnahme von Flüssigkeitsproben, um diese auf Verunreinigungen oder Zersetzung zu prüfen. Dies ermöglicht eine proaktive Wartung und frühzeitige Erkennung potenzieller Probleme. Interne Spülsysteme bieten diese Überwachungs- und Wartungsfunktionen nicht, was es schwieriger macht, eine optimale Dichtungsleistung sicherzustellen.

Herausforderungen der externen Spülung

Zusätzliche Komplexität und Kosten

Die Implementierung eines externen Spülsystems erfordert zusätzliche Rohrleitungen, Ventile, Instrumente und einen separaten Flüssigkeitsbehälter, was die Gesamtkomplexität und die Kosten des Dichtungssystems im Vergleich zu einem internen Spülsystem erhöht. Die zusätzlichen Komponenten benötigen außerdem mehr Platz und können beim Nachrüsten in vorhandene Geräte schwierig sein.

Mögliches Auslaufen und Verunreinigung

Externe Spülsysteme führen durch mehr Rohrleitungen und Anschlüsse zu zusätzlichen potenziellen Leckstellen, die zu Flüssigkeitsverlust, Umweltproblemen und Sicherheitsrisiken führen können. Wenn die externe Spülflüssigkeit verunreinigt wird, kann sie die Dichtungsflächen tatsächlich schädigen, anstatt sie zu schützen. Daher ist ein sorgfältiges Flüssigkeitsmanagement von entscheidender Bedeutung.

Erhöhter Wartungsaufwand

Die zusätzlichen Komponenten und Anforderungen an die Flüssigkeitshandhabung externer Spülsysteme erfordern im Vergleich zu einfacheren internen Spülkonstruktionen häufigere Inspektionen, Tests und Wartungen.

Kompatibilitätsbedenken

Die externe Spülflüssigkeit muss nicht nur mit den Dichtungsmaterialien, sondern auch mit der Prozessflüssigkeit kompatibel sein, um eine versehentliche Vermischung zu vermeiden. Dies kann die Auswahl an Spülflüssigkeiten einschränken und kann besondere Überlegungen bei der Systemkonstruktion erfordern, um Kreuzkontaminationen zu vermeiden.

Anwendungsbereiche der Außenspülung

Hochtemperaturprozesse

Bei Anwendungen, bei denen die Temperatur der Prozessflüssigkeit die Grenzen der Dichtungsmaterialien oder die Schmiereigenschaften der Flüssigkeit überschreitet, kann ein externes Spülsystem eine kühlere, besser geeignete Flüssigkeit bereitstellen, um die Lebensdauer der Dichtung zu verlängern. Dies ist in Branchen wie der Öl- und Gasverarbeitung, der chemischen Produktion und der Stromerzeugung üblich.

Stark abrasive oder korrosive Flüssigkeiten

Beim Umgang mit Flüssigkeiten mit einem hohen Anteil abrasiver Partikel oder korrosiver Substanzen kann ein externes Spülsystem zum Schutz der Dichtungsflächen beitragen, indem eine saubere, nicht abrasive und nicht korrosive Flüssigkeit in die Dichtungskammer eingeleitet wird.

Prozesse mit hohem Feststoffanteil

Bei Anwendungen mit Flüssigkeiten, die eine hohe Konzentration an Schwebstoffen aufweisen, wie etwa Papierzellstoff oder Lebensmittelschlämme, kann ein externes Spülsystem dazu beitragen, die Ansammlung von Feststoffen in der Dichtungskammer zu verhindern, die sonst zu Verstopfungen und vorzeitigem Dichtungsversagen führen könnte.

Gefährliche oder giftige Flüssigkeiten

Beim Umgang mit gefährlichen Flüssigkeiten, die im Falle eines Lecks Umwelt- oder Sicherheitsrisiken bergen, kann ein externes Spülsystem eine zusätzliche Barriere bilden und dazu beitragen, mögliche Lecks einzudämmen. Die Spülflüssigkeit kann auch so gewählt werden, dass sie umweltfreundlicher und weniger gefährlich ist als die Prozessflüssigkeit.