Wie hoch ist der Druck einer Gleitringdichtung?

Gleitringdichtungen sind integrale Komponenten in rotierenden Geräten, die Flüssigkeitslecks verhindern und den Systemdruck aufrechterhalten. Der Dichtungskammerdruck, ein kritischer Faktor, der die Leistung und Lebensdauer der Dichtung beeinflusst, wird durch verschiedene Konstruktions- und Betriebsparameter bestimmt.

Dieser Artikel befasst sich mit dem Konzept des Dichtungskammerdrucks, untersucht die Faktoren, die ihn beeinflussen, und die Konstruktionsmerkmale, die verwendet werden, um ihn effektiv zu steuern. Wir werden auch die Eignung verschiedener Gleitringdichtung Typen für unterschiedliche Druckverhältnisse.

Was ist der Dichtungskammerdruck bei Gleitringdichtungen?

Der Dichtungskammerdruck bezieht sich auf den Flüssigkeitsdruck im Hohlraum, in dem sich die Gleitringdichtung befindet. Dieser Druck spielt eine wichtige Rolle für die Leistung und Langlebigkeit der Dichtung, da er Faktoren wie Schmierung, Kühlung und die Verhinderung des Eindringens von Verunreinigungen beeinflusst.

Bei einer typischen Gleitringdichtung befindet sich die Dichtungskammer zwischen dem Pumpengehäuse und der Atmosphäre. Der Druck in dieser Kammer wird von verschiedenen Faktoren bestimmt, darunter den Betriebsbedingungen der Pumpe, der Dichtungskonstruktion und der gepumpten Flüssigkeit.

Die Aufrechterhaltung des entsprechenden Dichtungskammerdrucks ist aus mehreren Gründen von entscheidender Bedeutung:

1. Richtige Schmierung: Ausreichender Druck stellt sicher, dass die Dichtungsflächen mit einem dünnen Flüssigkeitsfilm versorgt werden, was Reibung und Verschleiß reduziert.
2. Kühlung: Die Flüssigkeit in der Dichtungskammer trägt dazu bei, die von den Dichtungsflächen erzeugte Wärme abzuleiten und verhindert so eine Überhitzung und einen vorzeitigen Ausfall.
3. Ausschluss von Verunreinigungen: Überdruck in der Dichtungskammer verhindert, dass externe Verunreinigungen eindringen und die Dichtungsflächen beschädigen.

Faktoren, die den Druck in der Dichtungskammer beeinflussen

Betriebsbedingungen der Pumpe

Die Betriebsbedingungen der Pumpe wirken sich direkt auf den Dichtungskammerdruck aus. Faktoren wie der Auslassdruck, der Saugdruck und die Drehzahl der Pumpe beeinflussen den Druck im Dichtungshohlraum.

Höhere Auslassdrücke führen im Allgemeinen zu einem erhöhten Druck in der Dichtungskammer, während niedrigere Saugdrücke zu reduziertem Druck oder sogar zu Vakuumbedingungen innerhalb der Kammer führen können.

Dichtungsaufbau und -anordnung

Auch die Konstruktion der Gleitringdichtung und ihre Anordnung in der Pumpe beeinflussen den Dichtungskammerdruck. Dabei spielen mehrere Konstruktionselemente eine Rolle:

1. Ausgleichsverhältnis: Das Ausgleichsverhältnis bestimmt die hydraulische Belastung der Dichtungsflächen. Dichtungen mit einem höheren Ausgleichsverhältnis arbeiten tendenziell bei niedrigeren Drücken, während niedrigere Ausgleichsverhältnisse zu höheren Drücken führen.
2. Dichtfläche Geometrie: Die Geometrie der Dichtungsflächen, wie beispielsweise Flächenbreite und Oberflächenbeschaffenheit, beeinflusst die Druckverteilung innerhalb der Dichtungskammer.
3. Rohrleitungsplan: Der in Verbindung mit der Gleitringdichtung verwendete Rohrleitungsplan beeinflusst den Druck in der Dichtungskammer. Beispielsweise erhöht ein Plan 11 (Rückführung vom Pumpenauslass zur Dichtung) den Druck, während ein Plan 13 (Rückführung von der Dichtungskammer zur Ansaugung) den Druck verringert.

Fluideigenschaften

Die Eigenschaften der gepumpten Flüssigkeit beeinflussen auch den Druck in der Dichtungskammer. Faktoren wie Viskosität, spezifisches Gewicht und Dampfdruck spielen eine Rolle.

Bei Flüssigkeiten mit höherer Viskosität kann ein erhöhter Dichtungskammerdruck erforderlich sein, um eine ausreichende Schmierung zwischen den Dichtungsflächen sicherzustellen. Flüssigkeiten mit hohem Dampfdruck können zu Kavitation und Druckverlust in der Dichtungskammer führen.

Arten von Gleitringdichtungen und Druckeignung

Konstruktionsmerkmale zur Druckregulierung

Um den Druck in der Dichtungskammer effektiv zu regeln, verfügen Gleitringdichtungen über verschiedene Konstruktionsmerkmale. Diese Merkmale gewährleisten optimale Dichtungsleistung und Langlebigkeit in verschiedenen Druckbereichen.

Ausgeglichene Gleitflächen

Ausgeglichene Dichtungsflächen sind so konzipiert, dass sie die Auswirkungen des Drucks auf die Dichtungsflächen minimieren. Durch die Reduzierung der effektiven Dichtungsfläche, die dem Druck ausgesetzt ist, behalten ausgeglichene Dichtungen unabhängig von Schwankungen des Dichtungskammerdrucks eine konstante Dichtungskraft bei. Dieses Konstruktionsmerkmal verlängert die Lebensdauer der Dichtung und verbessert die Dichtungseffizienz bei Anwendungen mit mittlerem bis hohem Druck.

Mehrere Federn

Gleitringdichtungen verwenden häufig mehrere Federn, um eine gleichmäßige Verteilung der Dichtkraft zu gewährleisten. Durch die Verwendung einer Reihe kleinerer Federn anstelle einer einzigen großen Feder wird die Dichtkraft gleichmäßig auf den Umfang der Dichtflächen verteilt. Diese Anordnung mit mehreren Federn gewährleistet eine gleichbleibende Dichtleistung und verringert das Risiko einer druckbedingten Verformung oder Leckage.

Druckempfindliche Geometrie

Einige Gleitringdichtungen verfügen über eine druckempfindliche Geometrie, die es den Dichtungsflächen ermöglicht, sich an Änderungen des Dichtungskammerdrucks anzupassen. Bei steigendem Druck passt sich die Geometrie der Dichtungsflächen automatisch an, um den optimalen Dichtungsspalt aufrechtzuerhalten. Dieser selbsteinstellende Mechanismus hilft, übermäßigen Verschleiß zu verhindern und die Dichtungswirksamkeit über einen weiten Druckbereich aufrechtzuerhalten.

Sperrflüssigkeitssysteme

Doppeldichtungen und Tandemdichtungen verfügen über Sperrflüssigkeitssysteme, um den Druck zu regeln und die Dichtungsleistung zu verbessern. Die Sperrflüssigkeit, normalerweise eine kompatible Flüssigkeit oder ein Gas, wird unter einem höheren Druck gehalten als die Prozessflüssigkeit. Dieser Druckunterschied verhindert, dass die Prozessflüssigkeit in die Dichtungsschnittstelle eindringt, und sorgt für die Schmierung und Kühlung der Dichtungsflächen. Sperrflüssigkeitssysteme isolieren die Gleitringdichtung effektiv vor den potenziell schädlichen Auswirkungen von Prozessflüssigkeiten unter hohem Druck.