Was ist eine Mechanische Dichtungen?
Mechanische Dichtungen reduzieren das Austreten von Flüssigkeiten aus rotierenden Wellen. Sie werden insbesondere an den rotierenden Wellen von Maschinen mit rotierenden Mechanismen, wie z. B. Pumpen und Kompressoren, eingesetzt, um zu verhindern, dass Flüssigkeiten wie Wasser und Öl aus der rotierenden Welle austreten.
Verwendung von Mechanischen Dichtungen
Mechanische Dichtungen arbeiten mit Flüssigkeiten und werden häufig in Industriemaschinen wie Kraftfahrzeugen und Industrieanlagen mit rotierenden Mechanismen sowie in Hausinstallationen eingesetzt.
Da jede Flüssigkeit unterschiedliche Eigenschaften hat, ist es wichtig, je nach Flüssigkeit das geeignete Material und den geeigneten Mechanismus für die mechanischen Dichtungen auszuwählen. Wird die richtige Wahl getroffen, kann sie das Austreten gefährlicher Flüssigkeiten verhindern und dazu beitragen, Umweltprobleme zu vermeiden, und sie kann auch zu Energieeinsparungen und einer verbesserten Anlagensicherheit beitragen, da sie effizient rotieren kann.
Prinzip der Mechanischen Dichtungen
Die Grundstruktur einer Mechanischen Dichtung besteht aus einem rotierenden Ring, der sich in Richtung der Drehachse des rotierenden Teils der Maschine dreht, und einem festen Ring, der sich nicht dreht. Die ringförmige “Dichtung” auf dem rotierenden Ring wird gegen den “schwimmenden Sitz” auf dem feststehenden Ring gepresst und gleitet, so dass zwischen diesen Gleitflächen ein Spalt entsteht, aus dem keine Flüssigkeit austritt und somit Leckagen verhindert werden.
Aufgrund dieses Aufbaus und Prinzips können einige Arten von Mechanischen Dichtungen das Austreten gefährlicher Flüssigkeiten bei hohen Drehzahlen und hohen Drücken verhindern.
Arten von Mechanischen Dichtungen
Es gibt verschiedene Arten von mechanischen Dichtungen, deren Eigenschaften von den Dichtungseigenschaften des Drehrings, der Einbaulage und der Einbaumethode abhängen. Die gebräuchlichsten Typen sind nicht ausgewuchtete, ausgewuchtete, rotierende, stationäre, innenliegende und außenliegende Typen.
1. Nicht ausgewuchtete und ausgewuchtete Typen
Je nach den Dichtungseigenschaften des Drehrings kann man zwischen nicht ausgeglichenen und ausgeglichenen Typen unterscheiden. Der von der Flüssigkeit aufgenommene Druck wird durch die druckempfindliche Fläche (A1) auf der Flüssigkeitsseite der Dichtung des Drehrings bestimmt.
Wenn das Verhältnis zwischen der druckempfindlichen Fläche (A1) und der Gleitfläche (A2) A1 > A2 ist, wirkt der Flüssigkeitsdruck direkt auf die Gleitflächenpressung. Ist hingegen A1 < A2, wird der Flüssigkeitsdruck reduziert.
Das Verhältnis von A1 zu A2, A1/A2, wird als Gleichgewichtsverhältnis (B.V.) bezeichnet, wobei B.V.>1 stark vom Flüssigkeitsdruck beeinflusst wird und B.V.≤1 ein ausgeglichener Typ ist.
2. Rotierende und stationäre Typen
Der rotierende Typ ist ein Mechanismus, bei dem sich die Dichtung synchron mit der Welle dreht, während der stationäre Typ ein Mechanismus ist, bei dem die Dichtung fixiert ist und sich nicht dreht. Der rotierende Typ kann kleiner sein als der stationäre Typ, aber die Dichtung wird bei hohen Geschwindigkeiten leichter deformiert, was zu Defekten führen kann.
3. Innen- und Außenabdichtung
Ein Mechanismus, bei dem die austretende Flüssigkeit von außen nach innen strömt, wird als Innentyp bezeichnet, während ein Mechanismus, bei dem die Flüssigkeit von innen nach außen strömt, als Außentyp bezeichnet wird. Der innere Typ zeichnet sich durch eine bessere Abdichtung aus, da die Flüssigkeit durch die Zentrifugalkräfte beeinflusst wird.
Der äußere Typ hingegen hat den Vorteil, dass er weniger korrosionsanfällig ist, da die Flüssigkeit so strukturiert werden kann, dass weniger Bereiche mit der mechanischen Dichtung in Berührung kommen.
Weitere Informationen über Mechanische Dichtungen
1. Vergleich zwischen Gleitringdichtungen und Stopfbuchspackungen
Neben Gleitringdichtungen sind auch Stopfbuchspackungen nützlich, um Flüssigkeitsaustritt aus rotierenden Teilen von rotierenden Maschinen zu verhindern. In diesem Abschnitt werden die Merkmale, Vor- und Nachteile von mechanischen Dichtungen und Stopfbuchspackungen beschrieben.
Mechanische Dichtungen
- Leckagevolumen: sehr gering
- Konstruktion: komplex
- Kosten: anfänglich (beim Einbau) = hoch Laufend = gering
- Lebensdauer: relativ lang
Stopfbuchspackung
- Leckage: Für den Betrieb ist eine gewisse Leckage erforderlich
- Bauweise: einfach
- Kosten: anfänglich = gering laufend = hoch (regelmäßiger Austausch erforderlich, Zeitaufwand für Nachziehen berücksichtigt)
- Lebensdauer: Relativ kurz
Je nach verwendetem Medium werden mechanische Dichtungen und Stopfbuchspackungen eingesetzt, wobei Stopfbuchspackungen im Allgemeinen dann verwendet werden, wenn keine Leckagegefahr besteht, z. B. bei Wasser. Umgekehrt werden mechanische Dichtungen im Allgemeinen verwendet, wenn keine Gefahr von Leckagen besteht, z. B. bei gefährlichen Stoffen.
Stopfbuchspackungen werden häufig in Geräten verwendet, in denen neben Flüssigkeiten auch Pulver eingesetzt wird. Der Einsatz von Mechanischen Dichtungen in Anlagen, in denen Fremdstoffe in die Flüssigkeit gemischt werden, wie z. B. Abwasser, oder in denen zähflüssige Flüssigkeiten verwendet werden, wie z. B. Gülle, sollte in Betracht gezogen werden.
Wenn sich diese Flüssigkeiten mit den Gleitflächen vermischen oder an ihnen haften, ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass die Gleitflächen zerkratzt werden und undicht werden. Gelangen sie außerdem in die Federn, mit denen die Dichtungen und Mechanischen Dichtungen zusammengepresst werden, und haften an ihnen, kann die Federführung beeinträchtigt werden, was in einigen Fällen zu Leckagen führt.
2. Lebensdauer von Mechanischen Dichtungen
Die Lebensdauer von Mechanischen Dichtungen hängt weitgehend von den Maschinenspezifikationen ab. Die verwendete Flüssigkeit, die Betriebsstunden der Maschine, die Anzahl der Betätigungen und die Temperatur der Flüssigkeit sind die wichtigsten Faktoren, die die Lebensdauer bestimmen. Grundsätzlich wird die ungefähre Lebensdauer auf der Grundlage früherer Installationen vorläufig ermittelt und als zyklischer Austausch festgelegt, was im Allgemeinen einen Austausch nach zwei Jahren bedeutet.
Wenn kein Austauschzyklus festgelegt wurde, ist der Zeitpunkt für den Austausch je nach Bedeutung des Geräts der Zeitpunkt, an dem die sichtbare Leckage zunimmt. Mechanische Dichtungen dichten berührungslos ab.
Sie sind daher wartungsfrei, solange die Federn, die die Gleitflächen gleichmäßig halten, und die Packungen, die das Eindringen von Flüssigkeit verhindern, nicht abgenutzt sind. Die Verschleißteile müssen jedoch regelmäßig ausgetauscht werden, um Leckagen zu vermeiden, da sie sich mit der Zeit abnutzen.