Der Stopfbuchsendruck ist ein entscheidender Parameter für den Betrieb und die Leistung von Gleitringdichtungen in Pumpen und anderen rotierenden Geräten. Die Aufrechterhaltung des optimalen Stopfbuchsendrucks gewährleistet die ordnungsgemäße Funktion der Gleitringdichtungen, verhindert Leckagen und verlängert die Lebensdauer der Dichtungskomponenten.
In diesem Blogbeitrag befassen wir uns eingehend mit dem Stopfbuchsdruck und erläutern seine Definition, Einflussfaktoren, typische Bereiche und die Berechnungsformel. Wir diskutieren außerdem die Bedeutung des Stopfbuchsdrucks für Gleitringdichtungen, mögliche Probleme durch unsachgemäßes Druckmanagement und Methoden zur effektiven Steuerung und Anpassung des Drucks.
Was ist Stopfbuchsendruck?
Bei einer Kreiselpumpe ist die Stopfbuchse ein zylindrischer Raum zwischen dem Pumpengehäuse und der rotierenden Welle, in dem sich die Gleitringdichtung oder Packung. Der Stopfbuchsendruck bezieht sich auf den Flüssigkeitsdruck, der während des Pumpenbetriebs in diesem Raum herrscht.
Der Stopfbuchsendruck ist ein entscheidender Parameter für die ordnungsgemäße Funktion und Langlebigkeit von Gleitringdichtungen. Er beeinflusst die Schmierung und Kühlung der Dichtungsfläche sowie die Fähigkeit, einen Flüssigkeitsfilm zwischen stationärer und rotierender Dichtung aufrechtzuerhalten. Dichtflächen. Unzureichender Stopfbuchsendruck kann zu unzureichender Schmierung und Kühlung führen, was zu vorzeitigem Dichtungsfehler aufgrund erhöhter Reibung und Wärmeentwicklung.
Andererseits kann ein zu hoher Stopfbuchsendruck dazu führen, dass sich die Gleitringdichtungsflächen trennen, was zu erhöhter Leckage und verringerter Dichtwirkung führt. Hoher Druck kann auch zu beschleunigtem Verschleiß der Dichtungsflächen und anderer Komponenten führen und so die Gesamtlebensdauer verkürzen. Leben versiegeln.
Faktoren, die den Stopfbuchsendruck beeinflussen
Pumpendesign
Die Konstruktion der Pumpe, insbesondere die Lage der Dichtungskammer und seine Nähe zum Laufrad beeinflussen den Stopfbuchsendruck. Je näher die Dichtungskammer am Laufrad liegt, desto höher ist der Druck aufgrund der Zentrifugalkraft des Laufrads.
Saug- und Druck
Der Saug- und Druck der Pumpe wirken sich direkt auf den Stopfbuchsendruck aus. Im Allgemeinen führen höhere Saug- und Druckdrücke zu einem höheren Stopfbuchsendruck. Auch die Druckdifferenz zwischen Saug- und Druckseite der Pumpe beeinflusst den Stopfbuchsendruck.
Vorhandensein von Ausgleichslöchern oder Verschleißringen
Das Vorhandensein von Ausgleichsbohrungen oder Verschleißringen in der Pumpe kann den Stopfbuchsendruck erheblich beeinflussen. Ausgleichsbohrungen sind kleine Öffnungen, die den Flüssigkeitsfluss von der Hochdruckseite des Laufrads zur Niederdruckseite ermöglichen. Dies trägt zum Druckausgleich bei und reduziert den Axialschub auf das Laufrad.
Verschleißringe hingegen sind austauschbare Ringe, die zwischen Laufrad und Pumpengehäuse eingebaut werden, um Leckagen von der Hochdruck- zur Niederdruckseite zu minimieren. Ausgleichsbohrungen oder Verschleißringe können dazu beitragen, einen gleichmäßigeren Stopfbuchsendruck aufrechtzuerhalten.
Flüssigkeitseigenschaften
Die Eigenschaften der gepumpten Flüssigkeit, wie Viskosität und Temperatur, können den Stopfbuchsendruck beeinflussen. Flüssigkeiten mit höherer Viskosität neigen aufgrund des erhöhten Strömungswiderstands zu höheren Drücken in der Stopfbuchse. Ebenso können erhöhte Flüssigkeitstemperaturen zu erhöhten Drücken führen, da sich die Flüssigkeit ausdehnt und ihre Viskosität abnimmt.
Typische Bereiche des Stopfbuchsendrucks
| Pumpentyp | Typischer Stopfbuchsendruckbereich |
|---|---|
| Einstufig, Endansaugung | 10-20 psi (0.7-1.4 bar) |
| Einstufig, doppelte Saugleistung | 15-30 psi (1.0-2.1 bar) |
| Mehrstufig, horizontal | 20-50 psi (1.4-3.4 bar) |
| Mehrstufig, vertikal | 30-60 psi (2.1-4.1 bar) |
Stopfbuchsendruckformel
Der Stopfbuchsendruck lässt sich mit folgender Formel berechnen:
P_sb = P_s + (P_d – P_s) × k
Kennzahlen:
- P_sb = Stopfbuchsendruck
- P_s = Saugdruck
- P_d = Auslassdruck
- k = Konstante (typischerweise 0.4–0.6, abhängig von der Pumpenkonstruktion und den Ausgleichsbohrungen/Verschleißringen)
Funktionen des Stopfbuchsendrucks für Gleitringdichtungen
- Hält den Schmierflüssigkeitsfilm aufrecht: Ein angemessener Stopfbuchsendruck sorgt für einen ausreichenden Flüssigkeitsfilm zwischen den Dichtungsflächen und reduziert so Reibung und Verschleiß.
- Verhindert die Verdampfung von Flüssigkeiten: Ausreichender Druck verhindert, dass die abgedichtete Flüssigkeit an den Dichtungsflächen verdampft, wodurch Kavitationsschäden und Dichtungsversagen vermieden werden.
- Ermöglicht eine ordnungsgemäße Führung der Dichtungsflächen: Durch den ausgeglichenen Druck können die Dichtungsflächen ordnungsgemäßen Kontakt und Führung aufrechterhalten und so Leckagen und vorzeitigen Verschleiß verhindern.
- Erleichtert die Wärmeableitung: Der richtige Druck fördert die Flüssigkeitszirkulation und trägt dazu bei, die durch die Reibung der Dichtungsfläche entstehende Wärme abzuleiten.
Mögliche Probleme durch unsachgemäßes Druckmanagement
Wird der entsprechende Stopfbuchsendruck nicht aufrechterhalten, kann dies zu verschiedenen Problemen führen, darunter:
- Übermäßige Leckage: Niedriger Druck kann dazu führen, dass sich die Dichtungsflächen öffnen, was zu Flüssigkeitslecks und einer verringerten Dichtungseffizienz führt.
- Vorzeitiger Dichtungsverschleiß: Unzureichender Druck kann zu erhöhter Reibung und Verschleiß zwischen den Dichtungsflächen führen und so die Lebensdauer der Dichtung verkürzen.
- Schäden an der Dichtungsfläche: Erhöhter Druck kann dazu führen, dass die Dichtungsflächen zu fest schließen, was zu übermäßiger Wärmeentwicklung und möglichen thermischen Rissen oder Schäden führen kann.
- Kavitation und Flüssigkeitsverdampfung: Unzureichender Druck kann dazu führen, dass die abgedichtete Flüssigkeit an den Dichtungsflächen verdampft, was zu Kavitationsschäden und Dichtungsversagen führt.
Methoden zur Steuerung oder Einstellung des Stopfbuchsendrucks
Verwendung von Ausgleichslöchern oder Rückenverschleißringen
Ausgleichsbohrungen oder Rücklaufringe können in die Dichtungskonstruktion integriert werden, um den Stopfbuchsendruck zu regulieren. Diese Merkmale ermöglichen den kontrollierten Durchfluss von Hochdruckflüssigkeit von der Druckseite zur Stopfbuchse und gleichen so den Druckunterschied an den Dichtflächen aus. Durch den effektiven Druckausgleich tragen diese Konstruktionselemente dazu bei, den richtigen Kontakt der Dichtflächen aufrechtzuerhalten und den Verschleiß zu reduzieren.
Installation externer Spülsysteme
Extern Spülsysteme kann verwendet werden, um eine saubere, kompatible Flüssigkeit unter kontrolliertem Druck in die Stopfbuchse einzuführen. Diese Spülflüssigkeit trägt dazu bei, den erforderlichen Druck in der Stopfbuchse aufrechtzuerhalten und sorgt gleichzeitig für Kühlung und Schmierung der Dichtungsflächen. Außenspülung Systeme sind besonders vorteilhaft beim Umgang mit abrasiven, korrosiven oder heißen Flüssigkeiten, die andernfalls die Dichtungsflächen beschädigen oder einen vorzeitigen Ausfall verursachen könnten.
