Es gibt viele verschiedene Arten von Geräten, die eine Abdichtung einer rotierenden Welle erfordern, die durch ein stationäres Gehäuse verläuft.Zwei gängige Beispiele sind Pumpen und Mischer (oder Rührwerke).Während die grundlegende
Obwohl die Prinzipien der Abdichtung verschiedener Geräte ähnlich sind, gibt es Unterschiede, die unterschiedliche Lösungen erfordern.Dieses Missverständnis hat zu Konflikten wie der Berufung auf das American Petroleum Institute geführt
(API) 682 (ein Standard für mechanische Pumpendichtungen) bei der Spezifikation von Dichtungen für Mischer.Bei der Betrachtung von Gleitringdichtungen für Pumpen gegenüber Mischern gibt es einige offensichtliche Unterschiede zwischen den beiden Kategorien.Beispielsweise haben freihängende Pumpen im Vergleich zu einem typischen Obeneintrittsmischer (normalerweise in Fuß gemessen) kürzere Abstände (normalerweise in Zoll gemessen) vom Laufrad zum Radiallager.
Dieser lange, nicht unterstützte Abstand führt zu einer weniger stabilen Plattform mit größerem Rundlauffehler, senkrechter Fehlausrichtung und Exzentrizität als bei Pumpen.Der erhöhte Anlagenunrundheit stellt einige konstruktive Herausforderungen für Gleitringdichtungen dar.Was wäre, wenn die Auslenkung der Welle rein radial wäre?Die Entwicklung einer Dichtung für diesen Zustand ließe sich leicht erreichen, indem die Abstände zwischen rotierenden und stationären Komponenten vergrößert und die Laufflächen der Dichtungsflächen verbreitert werden.Wie vermutet, sind die Probleme nicht so einfach.Die seitliche Belastung des Laufrads/der Laufräder, wo auch immer sie auf der Mischerwelle liegen, führt zu einer Durchbiegung, die sich durch die Dichtung bis zum ersten Punkt der Wellenlagerung – dem Radiallager des Getriebes – überträgt.Aufgrund der Wellenauslenkung zusammen mit der Pendelbewegung ist die Auslenkung keine lineare Funktion.
Dies hat eine radiale und eine winkelige Komponente, die zu einer senkrechten Fehlausrichtung an der Dichtung führt, die zu Problemen bei der Gleitringdichtung führen kann.Die Durchbiegung kann berechnet werden, wenn die wesentlichen Merkmale der Welle und der Wellenbelastung bekannt sind.Beispielsweise besagt API 682, dass die radiale Wellenauslenkung an den Dichtungsflächen einer Pumpe unter den härtesten Bedingungen höchstens 0,002 Zoll Gesamtanzeigewert (TIR) betragen sollte.Normale Bereiche bei einem Top-Entry-Mischer liegen zwischen 0,03 und 0,150 Zoll TIR.Zu den Problemen innerhalb der Gleitringdichtung, die aufgrund übermäßiger Wellendurchbiegung auftreten können, gehören erhöhter Verschleiß der Dichtungskomponenten, Kontakt rotierender Komponenten mit schädlichen stationären Komponenten, Rollen und Einklemmen des dynamischen O-Rings (was zu einem spiralförmigen Versagen des O-Rings oder einem Aufhängen der Oberfläche führt). ).All dies kann zu einer verkürzten Lebensdauer der Dichtung führen.Aufgrund der übermäßigen Bewegung, die Mischern innewohnt, können Gleitringdichtungen im Vergleich zu ähnlichen Dichtungen eine größere Leckage aufweisenPumpendichtungenDies kann zu unnötigem Ziehen der Dichtung und/oder sogar zu vorzeitigen Ausfällen führen, wenn sie nicht genau überwacht wird.
Wenn man eng mit Geräteherstellern zusammenarbeitet und das Design der Geräte versteht, gibt es Fälle, in denen ein Wälzlager in Dichtungskartuschen eingebaut werden kann, um die Winkligkeit an den Dichtungsflächen zu begrenzen und diese Probleme zu mildern.Es muss darauf geachtet werden, den richtigen Lagertyp zu implementieren und die potenziellen Lagerbelastungen vollständig zu verstehen. Andernfalls könnte sich das Problem durch den Einbau eines Lagers verschlimmern oder sogar ein neues Problem verursachen.Dichtungslieferanten sollten eng mit den OEM- und Lagerherstellern zusammenarbeiten, um eine ordnungsgemäße Konstruktion sicherzustellen.
Anwendungen mit Mischerdichtungen haben in der Regel niedrige Drehzahlen (5 bis 300 Umdrehungen pro Minute [U/min]) und können einige herkömmliche Methoden zum Kühlen von Sperrflüssigkeiten nicht nutzen.Beispielsweise wird in einem Plan 53A für Doppeldichtungen die Zirkulation der Sperrflüssigkeit durch eine interne Pumpfunktion wie eine axiale Pumpschraube gewährleistet.Die Herausforderung besteht darin, dass die Pumpfunktion zur Erzeugung des Durchflusses auf die Gerätegeschwindigkeit angewiesen ist und die typischen Mischgeschwindigkeiten nicht hoch genug sind, um brauchbare Durchflussraten zu erzeugen.Die gute Nachricht ist, dass die von der Dichtungsfläche erzeugte Wärme im Allgemeinen nicht dazu führt, dass die Temperatur der Sperrflüssigkeit ansteigtMischerdichtung.Die durch den Prozess entstehende Wärmeeinlagerung kann zu erhöhten Temperaturen der Sperrflüssigkeit führen und beispielsweise untere Dichtungskomponenten, Flächen und Elastomere anfällig für hohe Temperaturen machen.Die unteren Dichtungskomponenten wie Dichtflächen und O-Ringe sind aufgrund der Nähe zum Prozess anfälliger.Es ist nicht die Hitze, die die Dichtungsflächen direkt beschädigt, sondern die verringerte Viskosität und damit die Schmierfähigkeit der Sperrflüssigkeit an den unteren Dichtungsflächen.Schlechte Schmierung führt zu Gesichtsschäden durch Kontakt.Weitere Konstruktionsmerkmale können in die Dichtungskartusche integriert werden, um die Barrieretemperaturen niedrig zu halten und Dichtungskomponenten zu schützen.
Gleitringdichtungen für Mischer können mit internen Kühlschlangen oder -mänteln konstruiert werden, die in direktem Kontakt mit der Sperrflüssigkeit stehen.Bei diesen Merkmalen handelt es sich um ein geschlossenes Kreislaufsystem mit niedrigem Druck und geringem Durchfluss, durch das Kühlwasser zirkuliert und das als integrierter Wärmetauscher fungiert.Eine andere Methode besteht darin, eine Kühlspule in der Dichtungskartusche zwischen den unteren Dichtungskomponenten und der Gerätemontagefläche zu verwenden.Eine Kühlspule ist ein Hohlraum, durch den Kühlwasser mit niedrigem Druck fließen kann, um eine isolierende Barriere zwischen der Dichtung und dem Behälter zu schaffen und so die Wärmeaufnahme zu begrenzen.Eine ordnungsgemäß ausgelegte Kühlspule kann übermäßige Temperaturen verhindern, die zu Schäden führen könnenDichtflächenund Elastomere.Stattdessen führt die Hitzeeinwirkung des Prozesses zu einem Anstieg der Sperrflüssigkeitstemperatur.
Diese beiden Konstruktionsmerkmale können zusammen oder einzeln verwendet werden, um die Temperaturkontrolle an der Gleitringdichtung zu unterstützen.Sehr oft werden Gleitringdichtungen für Mischer als Konformität mit API 682, 4. Ausgabe, Kategorie 1 spezifiziert, auch wenn diese Maschinen funktionell, maßlich und/oder mechanisch nicht den Konstruktionsanforderungen in API 610/682 entsprechen.Dies kann daran liegen, dass Endbenutzer mit API 682 als Dichtungsspezifikation vertraut und vertraut sind und einige der Branchenspezifikationen nicht kennen, die für diese Maschinen/Dichtungen besser anwendbar sind.Process Industry Practices (PIP) und Deutsches Institut für Normung (DIN) sind zwei Industriestandards, die für diese Art von Dichtungen besser geeignet sind – DIN 28138/28154-Standards sind seit langem für Mischer-OEMs in Europa spezifiziert, und PIP RESM003 wird mittlerweile verwendet eine Spezifikationsanforderung für Gleitringdichtungen an Mischanlagen.Außerhalb dieser Spezifikationen gibt es keine allgemein praktizierten Industriestandards, was zu einer großen Vielfalt an Dichtungskammerabmessungen, Bearbeitungstoleranzen, Wellendurchbiegungen, Getriebedesigns, Lageranordnungen usw. führt, die von OEM zu OEM unterschiedlich sind.
Der Standort und die Branche des Benutzers bestimmen weitgehend, welche dieser Spezifikationen für seinen Standort am besten geeignet istGleitringdichtungen für Mischer.Die Spezifikation von API 682 für eine Mischerdichtung kann zu unnötigen zusätzlichen Kosten und Komplikationen führen.Obwohl es möglich ist, eine API 682-qualifizierte Basisdichtung in eine Mischerkonfiguration zu integrieren, führt dieser Ansatz häufig zu Kompromissen sowohl hinsichtlich der Konformität mit API 682 als auch hinsichtlich der Eignung des Designs für Mischeranwendungen.Bild 3 zeigt eine Liste der Unterschiede zwischen einer API 682-Kategorie-1-Dichtung und einer typischen Mischer-Gleitringdichtung
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 26. Okt. 2023