Im Bereich der Industriemaschinen ist die Gewährleistung der Integrität von rotierenden Maschinen und Pumpen von höchster Bedeutung. Gleitringdichtungen spielen dabei eine entscheidende Rolle, indem sie Leckagen verhindern und Flüssigkeiten zuverlässig zurückhalten. Innerhalb dieses Spezialgebiets existieren zwei Hauptkonfigurationen: einteilige und mehrteilige.doppelte GleitringdichtungenBeide Dichtungstypen bieten spezifische Vorteile und erfüllen besondere betriebliche Anforderungen. Dieser Artikel beleuchtet die Unterschiede zwischen diesen beiden Dichtungslösungen und beschreibt ihre jeweiligen Funktionen, Anwendungsbereiche und Vorteile.
Was istEinfache Gleitringdichtung?
Eine einzelne Gleitringdichtung besteht aus zwei Hauptkomponenten – der rotierenden und derstationären DichtflächenDie rotierende Dichtfläche ist an der rotierenden Welle befestigt, während die stationäre Dichtfläche am Pumpengehäuse fixiert ist. Durch einen Federmechanismus werden diese beiden Flächen zusammengepresst, wodurch eine dichte Abdichtung entsteht, die ein Austreten von Flüssigkeit entlang der Welle verhindert.
Die für diese Dichtflächen verwendeten Hauptmaterialien variieren. Häufig werden Siliziumkarbid, Wolframkarbid, Keramik oder Kohlenstoff eingesetzt. Die Wahl des Materials hängt oft von den Eigenschaften des Prozessmediums und den Betriebsbedingungen wie Temperatur, Druck und chemischer Beständigkeit ab. Zusätzlich befindet sich typischerweise ein Schmierfilm des Fördermediums zwischen den Dichtflächen, um den Verschleiß zu minimieren – ein wesentlicher Aspekt für die Langlebigkeit.
Einfache Gleitringdichtungen werden im Allgemeinen dort eingesetzt, wo das Risiko von Leckagen keine signifikanten Sicherheits- oder Umweltrisiken birgt. Ihre einfachere Bauweise ermöglicht eine unkomplizierte Installation und geringere Anschaffungskosten im Vergleich zu komplexeren Dichtungslösungen. Die Wartung dieser Dichtungen erfordert regelmäßige Inspektion und Austausch in festgelegten Intervallen, um Ausfälle durch normalen Verschleiß zu vermeiden.
In Umgebungen mit geringeren Anforderungen an die Dichtungsmechanismen – wo keine aggressiven oder gefährlichen Flüssigkeiten vorhanden sind – bieten einfache Gleitringdichtungen eine effiziente Lösung.DichtungslösungDies trägt zu längeren Lebenszyklen der Geräte bei und hält gleichzeitig die Wartungspraktiken unkompliziert.
Funktionsbeschreibung
Hauptkomponenten: Rotierende Dichtfläche (auf der Welle), Feststehende Dichtfläche (am Pumpengehäuse)
Materialien: Siliciumcarbid, Wolframcarbid, Keramik, Kohlenstoff
Mechanismus: Federbelastet, wobei die Flächen zusammengedrückt werden
Dichtungsschnittstelle: Flüssigkeitsfilm zwischen den Dichtflächen
Häufige Anwendungen: Weniger gefährliche Flüssigkeiten/Prozesse, bei denen das Risiko durch Leckagen minimal ist.
Vorteile: Schlichtes Design; einfache Installation; geringere Kosten
Wartungsanforderungen: Regelmäßige Inspektion; Austausch in festgelegten Intervallen
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Was ist eine doppelte Gleitringdichtung?
Eine doppelte Gleitringdichtung besteht aus zwei in Reihe geschalteten Dichtungen und wird daher auch als Doppelkartuschen-Gleitringdichtung bezeichnet. Diese Bauweise bietet eine verbesserte Dichtheit des abgedichteten Mediums. Doppelte Dichtungen werden typischerweise dort eingesetzt, wo Produktleckagen die Umwelt oder die Sicherheit von Personen gefährden könnten, wo das Prozessmedium teuer ist und eingespart werden muss oder wo die Flüssigkeit schwer zu handhaben ist und bei Kontakt mit der Atmosphäre kristallisieren oder erstarren kann.
Diese Gleitringdichtungen bestehen üblicherweise aus einer inneren und einer äußeren Dichtung. Die innere Dichtung hält das Fördermedium im Pumpengehäuse, während die äußere Dichtung als zusätzliche Barriere für erhöhte Sicherheit und Zuverlässigkeit dient. Doppelte Dichtungen benötigen oft eine Pufferflüssigkeit zwischen den Dichtungsschichten, die sowohl als Schmiermittel als auch als Kühlmittel dient, um die Reibungswärme zu reduzieren und so die Lebensdauer beider Dichtungen zu verlängern.
Die Pufferflüssigkeit kann in zwei Konfigurationen vorliegen: drucklos (auch Sperrflüssigkeit genannt) oder unter Druck. In Systemen mit Druck sollte es bei einem Ausfall der inneren Dichtung nicht zu einem sofortigen Austritt kommen, da die äußere Dichtung die Dichtheit bis zur Wartung aufrechterhält. Die regelmäßige Überwachung dieser Sperrflüssigkeit hilft, die Dichtungsleistung und -lebensdauer vorherzusagen.
Funktionsbeschreibung
Konfliktsichere Dichtungslösung für hohe Sicherheitsabdichtung
Zwei in Reihe angeordnete Dichtungen
Einsatzgebiete: Gefahrenbereiche; Einsparung teurer Flüssigkeiten; Umgang mit schwierigen Flüssigkeiten
Vorteile: Erhöhte Sicherheit; geringeres Leckagerisiko; potenziell verlängerte Lebensdauer
Anforderungen an die Pufferflüssigkeit: Kann drucklos (Sperrflüssigkeit) oder unter Druck stehen.
Die Sicherheit gewährleistet, dass nach einem Ausfall Zeit für Wartungsmaßnahmen bleibt, bevor es zu Leckagen kommt.
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Arten von doppelten Gleitringdichtungen
Doppelte Gleitringdichtungen sind für anspruchsvollere Dichtungsaufgaben ausgelegt als einfache Gleitringdichtungen. Zu diesen Konfigurationen gehören Rücken-an-Rücken-, Stirn-an-Stirn- und Tandemanordnungen, die jeweils ihre spezifische Konfiguration und Funktionsweise aufweisen.
1. Doppelte Gleitringdichtung (Rücken an Rücken)
Eine doppelte Gleitringdichtung besteht aus zwei Einzeldichtungen, die Rücken an Rücken angeordnet sind. Diese Dichtungsart ist für spezielle Anwendungen konzipiert, bei denen ein Sperrflüssigkeitssystem zwischen den Dichtungen eingesetzt wird, um Schmierung zu gewährleisten und die durch Reibung entstehende Wärme abzuführen.
Bei einer Rücken-an-Rücken-Anordnung arbeitet die innere Dichtung unter ähnlichen Druckbedingungen wie das abzudichtende Produkt, während die äußere Dichtung von einer externen Quelle mit einer Sperrflüssigkeit unter höherem Druck versorgt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass stets ein positiver Druck auf beide Dichtflächen wirkt und somit das Austreten von Prozessflüssigkeiten in die Umgebung verhindert wird.
Die Verwendung einer Gleitringdichtung mit zwei gegenüberliegenden Dichtungen bietet Vorteile in Systemen, in denen umgekehrte Druckverhältnisse problematisch sind oder ein konstanter Schmierfilm entscheidend ist, um Trockenlauf zu vermeiden. Sie eignen sich besonders für Hochdruckanwendungen und gewährleisten die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit des Dichtungssystems. Dank ihrer robusten Bauweise bieten sie zudem zusätzlichen Schutz vor unerwarteten Druckumkehrungen im System, die andernfalls die Integrität einer einzelnen Gleitringdichtung beeinträchtigen könnten.
Eine doppelte Gleitringdichtung mit flächiger Anordnung, auch Tandemdichtung genannt, besteht aus zwei gegenüberliegenden Dichtflächen, die so angeordnet sind, dass die innere und die äußere Dichtung über ihre jeweiligen ebenen Flächen in Kontakt stehen. Dieses Dichtungssystem ist besonders vorteilhaft bei Anwendungen mit mittlerem Druck, bei denen das Fluid zwischen den Dichtungen kontrolliert werden muss und im Falle eines Austritts potenziell gefährlich sein könnte.
Einer der größten Vorteile einer doppelten Gleitringdichtung mit flächenbündigen Dichtflächen ist ihre Fähigkeit, das Austreten von Prozessflüssigkeiten in die Umgebung zu verhindern. Durch die Bildung einer Barriere mit einer Puffer- oder Sperrflüssigkeit zwischen den beiden planparallelen Dichtungen unter einem niedrigeren Druck als die Prozessflüssigkeit wird jegliches Leckagevolumen in Richtung dieser Barriere und weg von der Umgebung geleitet.
Die Konfiguration ermöglicht die Überwachung des Zustands der Sperrflüssigkeit, was für Wartungszwecke unerlässlich ist und die langfristige Zuverlässigkeit gewährleistet. Da potenzielle Leckagepfade je nach Druckdifferenz entweder nach außen (atmosphärische Seite) oder nach innen (Prozessseite) verlaufen, können Bediener Leckagen leichter erkennen als bei anderen Dichtungskonfigurationen.
Ein weiterer Vorteil liegt in der Verschleißfestigkeit; diese Dichtungstypen weisen oft eine verlängerte Lebensdauer auf, da eventuell vorhandene Partikel in der Prozessflüssigkeit aufgrund ihrer relativen Positionierung weniger schädliche Auswirkungen auf die Dichtflächen haben und da sie dank der Pufferflüssigkeit unter weniger rauen Bedingungen arbeiten.
3. Tandem-Doppelgleitringdichtungen
Tandem- oder Doppelgleitringdichtungen sind Dichtungskonfigurationen, bei denen zwei Gleitringdichtungen in Reihe geschaltet sind. Dieses System bietet im Vergleich zu Einzeldichtungen ein deutlich höheres Maß an Zuverlässigkeit und Dichtheit. Die Primärdichtung befindet sich am nächsten zum abzudichtenden Produkt und dient als Hauptbarriere gegen Leckagen. Die Sekundärdichtung ist hinter der Primärdichtung angeordnet und fungiert als zusätzliche Sicherheitsvorrichtung.
Jede Dichtung in der Tandemanordnung arbeitet unabhängig. Dadurch wird sichergestellt, dass bei einem Ausfall der primären Dichtung die sekundäre Dichtung das Fluid zurückhält. Tandemdichtungen enthalten häufig ein Pufferfluid mit niedrigerem Druck als das Prozessfluid zwischen den beiden Dichtungen. Dieses Pufferfluid dient sowohl als Schmier- als auch als Kühlmittel und reduziert so Wärmeentwicklung und Verschleiß an den Dichtflächen.
Um die optimale Leistung von Tandem-Doppelgleitringdichtungen zu gewährleisten, sind geeignete Unterstützungssysteme zur Kontrolle der Umgebungsbedingungen unerlässlich. Eine externe Quelle regelt Temperatur und Druck der Pufferflüssigkeit, während Überwachungssysteme die Dichtungsleistung überwachen, um Probleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben.
Die Tandemkonfiguration erhöht die Betriebssicherheit durch zusätzliche Redundanz und minimiert Risiken im Zusammenhang mit gefährlichen oder toxischen Flüssigkeiten. Dank der zuverlässigen Backup-Funktion bei Ausfall der Primärdichtung arbeiten doppelte Gleitringdichtungen auch in anspruchsvollen Anwendungen effektiv, gewährleisten minimale Leckagen und die Einhaltung strenger Umweltauflagen.
Der Unterschied zwischen einfachen und doppelten Gleitringdichtungen
Die Unterscheidung zwischen einfachen und doppelten Gleitringdichtungen ist ein entscheidender Faktor bei der Auswahl für verschiedene industrielle Anwendungen. Einfache Gleitringdichtungen bestehen aus zwei flachen, gegeneinander gleitenden Flächen. Eine Gleitringdichtung ist am Gehäuse des Geräts befestigt, die andere an der rotierenden Welle. Ein Schmierfilm sorgt für die Schmierung. Diese Dichtungsart wird typischerweise in Anwendungen eingesetzt, bei denen Leckagen weniger kritisch sind oder der Umgang mit moderaten Leckagemengen unproblematisch ist.
Doppelte Gleitringdichtungen bestehen aus zwei zusammenwirkenden Dichtungspaaren und bieten so einen zusätzlichen Schutz vor Leckagen. Die Konstruktion umfasst eine innere und eine äußere Dichtung: Die innere Dichtung hält das Produkt in der Pumpe oder im Mischer zurück, während die äußere Dichtung das Eindringen von Fremdkörpern verhindert und austretende Flüssigkeit auffängt. Doppelte Gleitringdichtungen werden bevorzugt in Anwendungen mit gefährlichen, toxischen, unter hohem Druck stehenden oder sterilen Medien eingesetzt, da sie durch die Reduzierung des Risikos von Umweltkontamination und -exposition eine höhere Zuverlässigkeit und Sicherheit gewährleisten.
Ein wesentlicher Aspekt ist, dass doppelte Gleitringdichtungen ein komplexeres Hilfssystem benötigen, einschließlich eines Puffer- oder Sperrflüssigkeitssystems. Diese Anordnung trägt dazu bei, Druckdifferenzen in den verschiedenen Abschnitten der Dichtung aufrechtzuerhalten und je nach Prozessbedingungen Kühlung oder Heizung bereitzustellen.
Abschließend
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Entscheidung zwischen einfachen und doppelten Gleitringdichtungen von großer Bedeutung ist und von verschiedenen Faktoren abhängt, darunter die Art des abzudichtenden Mediums, Umweltauflagen und Wartungsanforderungen. Einfache Dichtungen sind in der Regel kostengünstiger und wartungsfreundlicher, während doppelte Dichtungen beim Umgang mit gefährlichen oder aggressiven Medien einen besseren Schutz für Personal und Umwelt bieten.
Veröffentlichungsdatum: 18. Januar 2024